小电工啃继电保护

写在前面
上大学那会儿，我觉得学习专业知识主要的目的就是为了通过考试，真的是单纯又没远见。于是乎，老师在讲台上挥汗如雨（滔滔不绝）、倾囊相授（精疲力竭），我坐在下面却思绪纷飞，想着吃啥喝啥。等到了工作岗位，需要用到专业知识的时候，脑袋一片空白，这时才发自内心地渴望拥有大量的知识，急切地想一捧一捧地把课本中的知识点都捧到自己的脑袋里，奈何每一个文字都认识，连成一句话却完全看不懂。就某个知识点，经常被同事和客户问得一愣一愣的，也经常把客户和同事问得一愣一愣的。这才发现，原来在大学课堂里不止我一个人没学明白。
那时我就想，大家都需要学习，但是书本中的继电保护知识没有老师的指点确实是一块啃不动的硬骨头，那么我能不能让它变得有趣一些，让别人看懂的同时还能笑出鱼尾纹呢？从那时起，我每从课本上、变电站现场学习到一点儿知识，就以“小电工”的身份和口吻，用幽默搞笑的文字，配以表情包，把它们记录下来，然后再“厚着脸皮”分享给同事们。可能自己天生就带了那么点儿幽默细胞，大家读着读着都能会心一笑，这样就给了我更大的动力去继续创作。
到2015年，微信公众号开始火爆，我把这些内容放在微信平台上发布，希望让更多的人可以笑着就把知识学了，于是每个周五都通过公众号推送这些小知识。刚开始，所讲的内容都是一些皮毛，并不费太大力气就可以把它讲得很有趣。但随着讲解不断深入，逐渐进入到自己的知识盲区（可能我的知识盲区太大了，没分享多少皮毛我就“盲”了），发现我失去了把它变得有趣的能力，每到推文时刻就想着蒙混过关，从网络上、书本上摘抄一大段干巴巴、晦涩拗口，自己都不甚理解的文字组成一篇文章。每到这时我的领导Mr. Simple读完都先是神情凝重，接着劈头盖脸地批评我，后我们达成共识，宁愿延迟更新，也坚持不发无趣、拼凑的内容。于是，面对一个个难懂的知识点，比如距离保护，我可能要翻阅一堆教材、查找各种资料、请教各个专家，直到完全搞懂，然后再通过有趣的方式把它展现出来……每每这样的文章都会有上万人阅读，对于专业技术方面的公众号，能有这样的流量是相当不容易的。“流量密码”可以说很清晰地展现在面前了，就这样，我推送了一篇又一篇文章，被越来越多的人关注和喜爱。
不知不觉中，文章积累到了一定的数量，加上中国电力出版社的编辑联系到我，表达了用这种有趣的方式系统性地编写一本书出版的想法，于是我系统地梳理了知识点，注入了很多新鲜的内容，并重新编排，这本书就这样诞生了。
既然是学习继电保护知识，那么首先需要知道它为什么出现以及如何出现的，以及它的保护对象—电力系统的简单知识，这就是本书第1章的内容；其次，继电保护设备到底长什么样子，由哪几个关键部件组成，又是如何与它的保护对象产生联系的，也是我们要了解的点，这是本书第2章的内容。在学习了以上基础之后，我们就可以深入谈谈判断故障的逻辑原理是什么，这是本书的核心，也是第3~6章要讲的内容；后，再带大家“开开眼”，看看目前的继电保护技术的发展状态。书中以“小电工”的口吻讲解，由一丝丝幽默搞笑的“气息”串联，期待能让各位小伙伴们在学习知识的同时笑得前仰后合。
出版本书的目的不是去替代那些让无数同学又爱又恨的“神圣”的教材，因为每一本大学的教材中汇集了各个名家的心血，其经典地位无可替代。我只求能站在巨人的肩上，在传统教材讲授知识的基础上做些补充、转化，使这些深奥的知识变得有趣、生动、容易理解；同时，也希望借由这个讲段子一般的小书，勾起读者学习继电保护知识的兴趣，全当是对理论教材的工程实践转化和读者学习成长路上的一小块垫脚石了。如能实现这个目的，“小电工”也算是“功德圆满”了。
为使本书阅读时更轻松和有趣，对于原理的讲解本想完全放弃复杂公式，只通过文字来说出简单的道理。无奈水平终究有限，即使绞尽了脑汁，错付了几缕青丝，也还是绕不过这些“大神们”提炼的精华。“小电工”只能尽量做到少用公式、多用例子，实在规避不掉的，也会用简单有趣的语言，让读者看明白、搞清楚、会应用。
本书能顺利出版，离不开Mr. Simple的支持和限制。他支持的是内容和形式的自由，限制的是无趣就重写，并经常给出一些“不正经”的建议。
本书能顺利出版，也离不开母亲坚韧刚强的榜样力量，她让我领悟人生要活得有意义，要活得更加紧迫，要活得全力以赴，对母亲唯有感激和爱！
本书能顺利出版，更离不开千千万万个“淀粉”的信赖和期待，他们的支持给了我完成这本书根本的动力。
在此，对给予本书支持和关注的所有朋友表示万分感谢！
说到头来，我还只是一名才疏学浅的“小电工”，学识有限，知识体系也不甚完备，书中难免会有技术上或表达上的瑕疵或不严谨，只怕会贻笑大方。在此，恳请各位朋友不吝赐教，我定当虚心接受，感激不尽！
编者

《小电工啃继电保护》将带你看到它们之间“不同寻常”的化学反应。
本着“让知识变得更有趣”的宗旨，本书化繁为简，以搞笑的语言、形象的比喻、生动的漫画，将复杂、晦涩的继电保护专业知识转化为轻松、幽默的短文，谈笑间已将专业知识收入囊中。
《小电工啃继电保护》主要内容包括继电保护基础、二次设备及其回路、母线保护、主变压器保护、线路保护、备用电源自动投入装置、就地化保护装置等。专业内容搭配轻松形式，深入浅出又不失专业性。
《小电工啃继电保护》可供电力相关从业人员、各大中专职业院校的电力专业学生，以及对电力知识感兴趣的朋友阅读。

《小电工啃继电保护》将带你看到它们之间“不同寻常”的化学反应。
本着“让知识变得更有趣”的宗旨，本书化繁为简，以搞笑的语言、形象的比喻、生动的漫画，将复杂、晦涩的继电保护专业知识转化为轻松、幽默的短文，谈笑间已将专业知识收入囊中。
《小电工啃继电保护》主要内容包括继电保护基础、二次设备及其回路、母线保护、主变压器保护、线路保护、备用电源自动投入装置、就地化保护装置等。专业内容搭配轻松形式，深入浅出又不失专业性。
《小电工啃继电保护》可供电力相关从业人员、各大中专职业院校的电力专业学生，以及对电力知识感兴趣的朋友阅读。

李凤海：继电保护培训专家，“小电工啃知识”公号创始人。熟悉继电保护各项内容。

窦晓林：南瑞继电保护培训讲师，熟悉继电保护理论、实操等各方面内容，经验丰富。

目 录
序一
序二
序三
写在前面
第1章 漫画电力系统继电保护基础 … 1
1.1 极简继电保护进化史 … 2
1.1.1 电力系统的发展历程 … 3
1.1.2 微机继电保护简史 … 9
1.2 对电力系统的望闻问切 … 16
1.2.1 识别电力系统的正常工作状态 … 17
1.2.2 识别电力系统的不正常工作状态 … 20
1.2.3 识别电力系统的故障状态 … 22
1.3 图解一次系统的结构 … 24
1.3.1 一次设备的符号表示 … 25
1.3.2 有母线主接线的不同形式 … 29
1.3.3 无母线主接线的不同形式 … 35
第2章 趣谈电力系统二次设备及其回路 … 39
2.1 自己动手组装继电保护装置 … 40
2.1.1 拼个交流插件 … 41
2.1.2 装个CPU … 43
2.1.3 组个操作插件 … 45
2.1.4 安个总线板 … 47
2.2 添枝加叶绘制操作回路 … 48
2.2.1 画出枝干 … 49
2.2.2 添加保持回路 … 50
2.2.3 添加防跳回路 … 51
2.2.4 添加监视回路 … 55
2.2.5 添加手合手跳回路 … 56
2.3 深入浅出趣解电流电压互感器 … 60
2.3.1 电流互感器及其回路 … 62
2.3.2 电压互感器及其回路 … 68
第3章 继电保护中的“绿巨人”—母线保护 … 75
3.1 漫画母线差动保护逻辑 … 77
3.1.1 一图看懂基尔霍夫电流定律 … 77
3.1.2 母线保护中的通用名词解析 … 78
3.1.3 双母接线母线保护中的专有名词 … 86
3.1.4 复式比率差动 … 95
3.2 漫画母线失灵保护逻辑 … 104
3.2.1 失灵开入 … 107
3.2.2 复合电压 … 108
3.2.3 动作延时 … 108
3.3 手把手教你做实验—验证比率系数高值 … 109
3.3.1 理思路 … 110
3.3.2 做准备 … 112
3.3.3 搞实操 … 114
3.3.4 记数据 … 116
第4章 继电保护中的“大护卫”—主变保护 … 117
4.1 揭秘变电站“小主”的真容 … 118
4.1.1 外表和内心 … 118
4.1.2 头疼和脑热 … 123
4.2 秒懂三相变压器的联结组别 … 128
4.2.1 星形（ ）联结 … 129
4.2.2 三角形（△）联结 … 129
4.2.3 三相变压器感应电动势角度表示 … 130
4.3 漫画主变差动保护 … 133
4.3.1 单相变压器实现差动的条件 … 134
4.3.2 三相变压器实现差动的方式 … 139
4.4 手把手教你做实验—主变差动保护 … 151
4.4.1 理思路 … 152
4.4.2 做准备 … 157
4.4.3 搞实操 … 158
4.4.4 记数据 … 159
第5章 继电保护中的“热心肠”—线路保护 … 161
5.1 浅谈上天入地的光纤通道 … 162
5.1.1 专用通道 … 165
5.1.2 复用通道 … 166
5.2 漫画线路纵差保护 … 168
5.2.1 不平衡电流 … 171
5.2.2 比率差动 … 173
5.3 揭穿纯靠“蒙”的重合闸动作逻辑 … 174
5.3.1 重合闸的充放电状态 … 176
5.3.2 重合闸的动作过程 … 179
5.4 漫画线路距离保护逻辑 … 182
5.4.1 为什么需要距离保护 … 183
5.4.2 距离保护的理论实现 … 184
5.4.3 距离保护中的阻抗概念 … 188
5.4.4 距离保护的现实实现 … 194
5.5 手把手教你做实验—重合闸 … 202
5.5.1 理思路 … 203
5.5.2 做准备 … 203
5.5.3 搞实操 … 205
5.5.4 记数据 … 210
第6章 继电保护中的“和事佬”—备自投 … 211
6.1 漫画备自投保护逻辑 … 212
6.1.1 充电 … 215
6.1.2 动作 … 215
6.1.3 跳闸 … 217
6.2 浅谈备自投闭锁过程 … 217
6.2.1 主变备自投闭锁条件 … 218
6.2.2 内桥接线的进线备投闭锁条件 … 221
6.3 手把手教你做实验—联络线备自投 … 222
6.3.1 理思路 … 223
6.3.2 做准备 … 226
6.3.3 搞实操 … 227
6.3.4 记数据 … 230
第7章 电力系统中的“时尚达人” … 231
7.1 漫画就地化保护装置 … 232
7.1.1 外观 … 233
7.1.2 关键技术 … 235
7.1.3 资源节约 … 238
7.2 畅谈智慧变电站 … 238
7.2.1 智慧巡检 … 239
7.2.2 智慧运维 … 241
7.2.3 智慧操作 … 244
7.2.4 网络结构 … 245
参考文献 … 254

《小电工啃继电保护》将带你看到它们之间“不同寻常”的化学反应。
本着“让知识变得更有趣”的宗旨，本书化繁为简，以搞笑的语言、形象的比喻、生动的漫画，将复杂、晦涩的继电保护专业知识转化为轻松、幽默的短文，谈笑间已将专业知识收入囊中。
《小电工啃继电保护》主要内容包括继电保护基础、二次设备及其回路、母线保护、主变压器保护、线路保护、备用电源自动投入装置、就地化保护装置等。专业内容搭配轻松形式，深入浅出又不失专业性。
《小电工啃继电保护》可供电力相关从业人员、各大中专职业院校的电力专业学生，以及对电力知识感兴趣的朋友阅读。

李凤海：继电保护培训专家，“小电工啃知识”公号创始人。熟悉继电保护各项内容。

窦晓林：南瑞继电保护培训讲师，熟悉继电保护理论、实操等各方面内容，经验丰富。

《小电工啃继电保护》让人印象深刻的地方在于，他把专业、复杂又高冷的知识拉到地面来，并掰开揉碎重新组合成一个个“幽默搞笑”的知识点，比如对操作回路的讲解先画主干、后添枝叶的方式，让复杂的回路变得简单生动，让人耳目一新；——深圳大学，王怀智（教授）

《小电工啃继电保护》用幽默、搞笑的方式讲解电力知识，对于改变大家对电力知识枯燥、晦涩的认知有所助益。这本书虽不能替代专业教材，但却是一块探究专业知识的敲门砖，值得大家一看，期待作者也可以啃啃其他电力知识。
——国网技术学院，王涛（国网公司优秀专家人才）

看到封面以为是本漫画书，翻开内容原来是跟电力知识结合的漫画书。书中对于一个个原理的论述采用的恰当比喻以及把一个个元器件拟人化的表达，让冷冰冰的电力知识一下有了人间烟火气，令人印象深刻。
——中国南方电网公司，王其林（首席技能专家）