繼電保護題庫變壓器保護

1、變壓器保護一. 簡答題1. 新安裝或二次回路經變動后的變壓器差動保護須做哪些工作后方可正式投運?答：新安裝或二次回路經變動后的差動保護，應在變壓器充電時將差動保護投入運行；帶負荷前將差動保護停用；帶負荷后測量電流差動保護各組TA的相位及差動回路中的差電流（或差電壓），以判明差動回路接線的正確性及電流變比補償回路的正確性。差動保護還必須測量各中性線的不平衡電流、電壓，以保證裝置和二次回路接線的正確性。正確無誤后，方準將差動保護正式投入運行。2. 什么是瓦斯保護?有哪些優(yōu)缺點? 答：(1)當變壓器內部發(fā)生故障時，變壓器油將分解出大量氣體，利用這種氣體動作的保護裝置稱瓦斯保護。(2)瓦斯保護的動作速

2、度快、靈敏度高，對變壓器內部繞組匝間短路及油面降低、鐵芯過熱等本體內的任何故障有良好的反應能力，但對油箱外套管及連線上的故障反應能力卻很差。3. 根據標準化設計規(guī)范，330kV及以上電壓等級的變壓器通常裝設哪些保護裝置? 答：變壓器通常裝設的保護有：1）電氣量主保護：配置縱差保護或分相差動保護；2）后備保護： a) 帶偏移特性的阻抗保護； b) 復合電壓（簡稱復壓）閉鎖過流保護； c) 零序電流保護； d) 過激磁保護；e) 斷路器失靈保護；f) 過負荷保護；3）非電量保護。4. 瓦斯保護的反事故措施要求是什么? 答：(1)將瓦斯繼電器的下浮筒改為檔板式，觸點改為立式，以提高重瓦斯動作的可靠性

3、。 (2)為防止瓦斯繼電器因漏水短路，應在其端子和電纜引線端子箱上采取防雨措施。 (3)瓦斯繼電器引出線應采用防油線。(4)瓦斯繼電器的引出線和電纜線應分別連接在電纜引線端子箱內的端子上，就地端子箱引至保護室的二次回路不宜存在過渡或轉接環(huán)節(jié)。5. 瓦斯繼電器重瓦斯的流速一般整定為多少?而輕瓦斯動作容積整定值又是多少? 答：對于自冷或風冷的變壓器，重瓦斯的流速一般整定在07lms，對于強迫油循環(huán)的變壓器整定為101.4ms；輕瓦斯的動作容積，對于容量10MVA以上的變壓器，整定容積為250300mL。6. 變壓器差動保護穩(wěn)態(tài)不平衡電流是怎樣產生的? 答：(1)變壓器正常運行時的勵磁電流。(2)由

4、于變壓器各側TA型號不同而引起的不平衡電流。 (3)由于實際的TA變比和計算變比不同引起的不平衡電流。 (4)由于變壓器改變調壓分接頭引起的不平衡電流。7. 變壓器的變比和電壓比有何不同？答：“變比 ”是變壓器的固有參數(shù)，是二次與一次線圈感應電勢之比即匝數(shù)比；而“電壓比”是二次與一次線電壓之比，它和變壓器的負荷多少有關。只有空載時，電壓比才近似等于變比。8. 變壓器縱差保護、瓦斯保護主要反映何種故障和異常？答：（1）縱差保護主要反映變壓器繞組、引線的相間短路，及大電流接地系統(tǒng)側的繞組、引出線的接地短路；（2）瓦斯保護主要反映變壓器繞組匝間短路及油面降低、鐵芯過熱等本體內的任何故障。9. 差動保

5、護用TA在最大穿越性電流時其誤差超過10%，可以采取什么措施防止誤動作？答：（1）適當增大TA變比；（2）將兩組同型號TA二次串聯(lián)使用；（3）減少TA二次回路負載；（4）在滿足靈敏度的前提下，適當提高動作電流；（5）對新型差動繼電器可提高比率制動系數(shù)等等。10. 變壓器的不正常運行狀態(tài)有哪些？答：（1）由外部相間、接地短路引起的過電流；（2）過電壓；（3）超過額定容量引起的過負荷；（4）漏油引起的油面降低；（5）冷卻系統(tǒng)故障及因此而引起的溫度過高；（6）大容量變壓器的過勵磁和過電壓問題等。11. 變壓器差動保護為何采用制動特性？答：當發(fā)生區(qū)外故障時，差動回路不平衡電流增加，為了防止由此引起的差

6、動保護誤動作，所以采用有制動特性的差動保護，使差動動作電流值隨不平衡電流增加而提高，防止保護誤動作。12. 為什么差動保護不能代替瓦斯保護?答：瓦斯保護能反應變壓器油箱內的任何故障，如鐵芯過熱燒傷、油面降低等，但差動保護對此無反應。又如變壓器繞組發(fā)生少數(shù)線匝的匝間短路，雖然短路匝內短路電流很大會造成局部繞組嚴重過熱產生強烈的油流向油枕方向沖擊，但表現(xiàn)在相電流上卻并不大，因此差動保護反應不靈敏，但瓦斯保護對此卻能靈敏地加以反應，這就是差動保護不能代替瓦斯保護的原因。13. 為滿足繼電保護可靠性要求，中低壓側接有并網小電源的變壓器，如變壓器小電源側的過電流保護不能在變壓器其它母線側故障時切除故障，

7、應由什么保護切除故障?答：應由主變解列裝置或小電源并網線的線路保護切除故障。根據標準化設計規(guī)范，變壓器間隙保護電氣量取自原則是什么？答：a) 零序電壓宜取 PT 開口三角電壓； b) 間隙電流取中性點間隙專用 TA。14. 變壓器縱差保護為什么能反應繞組匝間短路？答：變壓器某側繞組匝間短路時，該繞組的匝間短路部分可視為出現(xiàn)了一個新的短路繞組，使差流變大，當達到整定值時差動就會動作。15. 變壓器差動保護電流回路如何接地？答：變壓器差動保護電流回路必須可靠接地，如差動各側電流回路存在電氣連接，則只能有一個公共接地點，應在保護屏上經端子排接地，如果差動各側電流回路不存在電氣連接，一般各電流回路應分

8、別在開關場端子箱經端子排接地。16. 變壓器縱差保護比例制動特性曲線通常由哪些值決定？答：比例制動特性曲線通常由比例制動系數(shù)、拐點電流和最小動作電流這三個值決定。17. 變壓器接地保護的方式有哪些？各有何作用？答：除裝設差動保護和瓦斯保護能反應接地故障外，中性點直接接地變壓器一般設有零序電流保護，主要作為母線接地故障的后備保護，并盡可能起到變壓器的線路接地故障的后備保護作用。中性點不接地變壓器，一般設有零序電壓保護和與中性點放電間隙配合使用的放電間隙零序電流保護，作為接地故障時變壓器一次過電壓的后備措施。18. 單側電源雙繞組變壓器各側反映相間短路的后備保護各時限段動作于哪些斷路器答：單側電源

9、雙繞組降壓變壓器，相間短路后備保護宜裝于各側。非電源側保護帶兩段或三段時限，用第一時限斷開本側母聯(lián)或分段斷路器，縮小故障影響范圍；用第二時限斷開本側斷路器；用第三時限斷開變壓器各側斷路器。電源側保護帶一段時限，斷開變壓器各側斷路器。19. 變壓器保護中為何設置零序電流電壓保護？答：零序電流電壓保護主要適用于110kV及以上中性點直接接地電網內低壓側有電源、高壓側可能接地或不接地運行的變壓器，用以反應外部接地短路引起的過電流和中性點不接地運行時外部接地短路引起的過電壓。20. 試寫出瓦斯繼電器的主要校驗項目。答案：加壓試驗繼電器的嚴密性； 繼電器的機械情況及觸點工作情況的檢查；檢驗觸點的絕緣；

10、檢驗繼電器對油流速的定值；檢查電纜接線盒的質量及防油、防潮措施的可靠性。21. RCS-978保護裝置的縱差保護抗勵磁涌流的判據是什么？答：1、各相差電流的二次諧波分量與基波分量比值應大于某整定系數(shù)閉鎖差動元件；2、利用波形畸變識別勵磁涌流； 判據由控制字可任選其一。22. 大電流接地系統(tǒng)中的變壓器中性點有的接地，也有的不接地，取決于什么因素？答：一般考慮如下因素：1）保證零序保護有足夠的靈敏度和很好的選擇性，保證接地電流的穩(wěn)定性。2）為防止過電壓損壞設備，應保證在各種操作和自動掉閘使系統(tǒng)解列時，不致造成部分系統(tǒng)變?yōu)橹行渣c不接地系統(tǒng)。3）變壓器絕緣水平及結構決定的接地點23. 主變壓器零序后備

11、保護中零序過流與放電間隙過流是否同時工作？各在什么條件下起作用：答：1）兩者不同時工作。2）當變壓器中性點接地運行時零序過流保護起作用，間隙過流應退出。3）當變壓器中性點不接地時，放電間隙過流起作用，零序過流保護退出。或因延時長而來不及動作。二. 論述題1. 如何減小差動保護的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)不平衡電流？（至少列出5種方法）答：1） 差動保護各側TA同型（短路電流倍數(shù)相近，不準P級與TP級混用）2） 各側TA的二次負荷與相應側TA的容量成比例（大容量接大的二次負載）3） 各側TA鐵芯飽和特性相近4） 差動各側二次回路時間常數(shù)應盡量接近5） 在短路電流倍數(shù)、TA容量、二次負荷的設計選型上留有足夠余量（

12、例如計算值/選用值之比大于1.52.0）6） 必要時采用同變比的兩個TA串聯(lián)應用，或兩根二次電纜并聯(lián)使用、增大導線截面7） 使用帶氣隙鐵芯P級互感器2. 主變保護部分檢驗試驗項目主要內容有哪些？答：1）外觀及接線檢查；2）保護屏二次回路外部絕緣電阻測試；3）保護屏二次回路內部絕緣電阻測試；4）逆變電源的檢查；5）初步通電檢驗；6）交流采樣系統(tǒng)檢驗；7）定值整定；8）非電量保護測試；9）整組傳動試驗；10）帶斷路器傳動；11）定值及時鐘核對。3. 變電站高壓側一次接線為內橋接線。比率式變壓器差動保護需將高壓側進線開關TA與橋開關TA分別接入保護裝置變流器，為什么？答：設進線電流為I1，橋開關電流

13、為I2，對比率式差動保護而言：1） 啟動電流值很小，一般為變壓器額定電流的0.30.5倍，當高壓側母線故障時，短路電流很大，流進差動保護裝置的不平衡電流（TA的10%誤差）足以達到啟動值。2） 把橋開關TA與進線TA并聯(lián)后接入差動保護裝置，高壓側母線故障時，動作電流與制動電流為同一個值，比率系數(shù)理論上為1，保護裝置很可能誤動。綜合以上論述，采用比率制動的變壓器保護，橋開關TA與進線TA應分別接入保護裝置。4. 怎樣理解變壓器非電氣量保護和電氣量保護的出口繼電器要分開設置？答：（1）反措要求要完善斷路器失靈保護。（2）反措同時要求慢速返回的非電氣量保護不能啟動失靈保護。（3）變壓器的差動保護等電

14、氣量保護和瓦斯保護合用出口，會造成瓦斯保護動作后啟動失靈保護的問題，由于瓦斯保護的延時返回可能會造成失靈保護誤動作。因此變壓器非電氣量保護和電氣量保護的出口繼電器要分開設置。5. 變壓器差動保護在外部短路暫態(tài)過程中產生不平衡電流（兩側二次電流的幅值和相位已完全補償）的主要原因是哪些（要求答出5種原因）？ 答：在兩側二次電流的幅值和相位已完全補償好的條件下，產生不平衡電流的主要原因是：1）如外部短路電流倍數(shù)太大，兩側TA飽和程度不一致；2）外部短路非周期分量電流造成兩側TA飽和程度不同；3）二次電纜截面選擇不當，使兩側差動回路不對稱；4）TA設計選型不當，應用TP型于500KV，但中低壓側用5P

15、或10P；5）各側均用TP型TA，但TA的短路電流最大倍數(shù)和容量不足夠大；6）各側TA二次回路的時間常數(shù)相差太大。6. 變壓器縱差保護不平衡電流（穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)）的產生原因？答：變壓器縱差保護不平衡電流產生的原因如下：（）穩(wěn)態(tài)不平衡電流1） 由于變壓器各側TA的型號不同，即各側TA的飽和特性和勵磁電流不同而引起的不平衡電流。它必須滿足TA的10誤差曲線的要求。2） 由于實際的TA變比和計算變比不同引起的平衡電流。3） 由于改變變壓器調壓分接頭引起的不平衡電流。（）暫態(tài)不平衡電流1） 由于短路電流的非周期分量主要為TA的勵磁電流，使其鐵芯飽和，誤差增大而引起不平衡電流。2） 變壓器空載合閘的勵磁涌流

16、，僅在變壓器一側有電流。7. 變壓器新安裝或大修后，投入運行發(fā)現(xiàn)：輕瓦斯繼電器動作頻繁，試分析動作原因，怎樣處理？答：（1）輕瓦斯的動作原因：可能在投運前未將空氣排除，當變壓器運行后，因溫度上升，形成油的對流，內部貯存的空氣逐漸上升，空氣壓力造成輕瓦斯動作。（2）處理方法： 應收集氣體并進行化驗，密切注意變壓器運行情況，如：溫度變化，電流、電壓數(shù)值及音響有何異常，如上述化驗和觀察未發(fā)現(xiàn)異常，故可將氣體排除后繼續(xù)運行。8. 220KV/110KV/35KV變壓器一次繞組為Y0/Y0/-11接線，35KV側沒負荷，也沒引線，變壓器實際當作兩卷變用，采用的保護為微機雙側差動。問這臺變壓器差動的二次電

17、流需不需要轉角（內部轉角或外部轉角）為什么？答：對高中側二次電流必須進行轉角。一次變壓器內部有一個內三角繞組，在電氣特性上相當于把三次諧波和零序電流接地，使之不能傳變。二次接線電氣特性必須和一次特性一致，所以必須進行轉角，無論是采用內部軟件轉角方式還是外部回路轉角方式。若不轉角，當外部發(fā)生不對稱接地故障時，差動保護會誤動。9. 變壓器勵磁涌流有哪些特點？目前差動保護中防止勵磁涌流影響的方法有哪些？答：勵磁涌流的特點(1) 包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于時間軸的一側。 (2) 包含有大量的高次諧波，并以二次諧波成分最大。(3) 涌流波形之間存在間斷角。(4)涌流在初始階段數(shù)值很大，以

18、后逐漸衰減。方法有：（1)采用具有速飽和鐵芯的差動繼電器。(2) 采用間斷角原理鑒別短路電流和勵磁涌流波形的區(qū)別。(3) 利用二次諧波制動原理。(4)利用波形對稱原理的差動繼電器。10. 根據標準化設計規(guī)范，對變壓器非電量保護有什么要求？答：1) 非電量保護動作應有動作報告； 2) 重瓦斯保護作用于跳閘，其余非電量保護宜作用于信號； 3) 作用于跳閘的非電量保護，啟動功率應大于 5 W，動作電壓在額定直流電源電壓的55%70%范圍內，額定直流電源電壓下動作時間為 10 ms35 ms，應具有抗 220V 工頻干擾電壓的能力； 4) 分相變壓器 A、B、C 相非電量分相輸入，作用于跳閘的非電量保

19、護三相共用一個功能壓板； 5) 用于分相變壓器的非電量保護裝置的輸入量每相不少于 14 路，用于三相變壓器的非電量保護裝置的輸入量不少于 14 路。11. 根據標準化設計規(guī)范，變壓器各側TA接線原則是什么？答：1) 縱差保護應取各側外附 TA 電流。 2) 330 kV 及以上電壓等級變壓器的分相差動保護低壓側應取三角內部套管（繞組）TA 電流。 3) 330 kV 及以上電壓等級變壓器的低壓側后備保護宜同時取外附 TA 電流和三角內部套管（繞組）TA 電流。兩組電流由裝置軟件折算至以變壓器低壓側額定電流為基準后共用電流定值和時間定值。 4) 220 kV 電壓等級變壓器低壓側后備保護取外附

20、TA 電流；當有限流電抗器時，宜增設低壓側電抗器后備保護，該保護取電抗器前 TA 電流。12. 根據標準化設計規(guī)范，220kV電壓等級的變壓器高壓側后備保護如何配置? 動作行為如何？答： 應配置：1) 復壓閉鎖過流（方向）保護。保護為二段式，第一段帶方向，方向可整定，設兩個時限；第二段不帶方向，延時跳開變壓器各側斷路器。 2） 零序過流（方向）保護。保護為二段式，第一段帶方向，方向可整定，設兩個時限。第二段不帶方向，延時跳開變壓器各側斷路器。3) 間隙電流保護，間隙電流和零序電壓二者構成“或門”延時跳開變壓器各側斷路器。 4) 零序電壓保護，延時跳開變壓器各側斷路器。5) 變壓器高壓側斷路器失

21、靈保護動作后跳變壓器各側斷路器功能。變壓器高壓側斷路器失靈保護動作接點開入后，應經靈敏的、不需整定的電流元件并帶 50 ms 延時后跳變壓器各側斷路器。6) 過負荷保護，延時動作于信號。13. 變壓器低壓側母線無母差保護，電源側高壓線路的保護對該低壓側母線又無足夠的靈敏度，變壓器應按什么原則考慮保護問題?答：1） 變壓器高壓側過流保護對該低壓側母線有靈敏度時，則變壓器的低、高壓側過流保護分別作為該低壓母線的主、后備保護，且這兩套過流保護應經不同的直流熔斷器供電； 2） 變壓器高壓側過流保護對該低壓側母線無足夠靈敏度時，則變壓器的低壓側應配置兩套完全獨立的過流保護，分別作為該低壓母線的主、后備保

22、護，且這兩套過流保護應經不同的直流熔斷器供電。14. 為什么自耦變壓器的零序保護不宜取自中性點TA，而要取自高、中壓側的TA？答：在高壓側發(fā)生單相接地故障時，中性點電流取決于二次繞組所在電網零序綜合阻抗Z0，當Z0為某一值時，一、二次電流將在公用的繞組中完全抵消，因而中性點電流為零；當Z0大于此值時，中性點零序電流將與高壓側故障電流同相；當Z0小于此值時，中性點零序電流將與高壓側故障電流反相。15. 自耦變壓器有什么缺點？ 答：1）短路電抗小，內部故障短路電流大。2）高中壓側零序電流直接相通，使零序保護復雜化3）自耦變壓器必須接地運行，零序綜合阻抗小，單相接地故障短路電流大。4）零序阻抗非線性

23、，三Y型自耦變壓器故障時諧波分量較大，影響保護動作正確性。16. 變壓器過電流保護的整定值在有電壓閉鎖和無電壓閉鎖時有什么不同?答：變壓器過電流保護的整定值，有電壓閉鎖時按變壓器的額定電流整定。無電壓閉鎖時應按以下四個條件中最大者整定：按躲開并列運行的變壓器突然斷開一臺后的最大負荷電流整定；按躲開負荷電動機自起動電流整定；按躲開變壓器低壓側自投時的負荷條件整定；按與相鄰保護相配合整定。17. 變壓器相間差動保護為什么必須消除Y側單相接地故障電流的零序電流分量？在變壓器內部發(fā)生單相接地時，靈敏度是否降低？答：相間差動保護為了在外部接地故障時達到兩側電流平衡，必須消除Y側的零序電流，但在內部星形繞

24、組發(fā)生單相故障時，并未因此降低靈敏度，例如Y側發(fā)生A相繞組單相接地故障，在忽略Y側健全相電流,Y側B、C相電流為零，則三角形側該兩相繞組中電流為零。在三角形側引出線上存在IaIc。雖然Y側要從動作電流中減去零序電流，但由于低壓側差動電流增大，因而靈敏度并未下降。18. 變壓器的后備保護在加強主保護簡化后備保護的原則下，如何簡化后備保護？答：變壓器后備保護主要是母線的近后備、110KV及以下電壓等級線路的遠后備，只要系統(tǒng)內故障能由保護動作切除不致于拒動就滿足要求。如果后備保護要從電流保護來解決多段式配合，這是既復雜又困難的問題。變壓器后備保護不需作多段配合、定值校核的工作，要擺脫整定計算中難以配

25、合的困擾。加強主保護理應簡化后備保護，為此高壓側后備保護僅設復合電壓過流保護，中、低壓側后備保護設復合電壓過流保護和電流限時速斷保護，前者按變壓器額定電流整定，后者按同側母線的最低靈敏度要求整定，時間應與同側相鄰線路的相應時間相配合。19. 在什么情況下需將運行中的變壓器差動保護停用？答：變壓器在運行中有以下情況之一時應將差動保護停用：（1）差動保護二次回路及TA回路有變動或進行校驗時。（2）繼電保護人員測定差動回路電流相量及差壓。（3）差動保護互感器一相斷線或回路開路。（4）差動回路出現(xiàn)明顯的異?，F(xiàn)象。 （5）誤動跳閘。20. 500kV變壓器有哪些特殊保護？其作用是什么？答：500kV變壓

26、器有以下特殊保護：（1）過勵磁保護是用來防止變壓器突然甩負荷或因勵磁系統(tǒng)因引起過電壓造成磁通密度劇增，引起鐵芯及其他金屬部分過熱。（2）500kV、220kV低阻抗保護。當變壓器繞組和引出線發(fā)生相間短路時作為差動保護的后備保護。三. 繪圖題1. 有一臺Y0/11接線的變壓器，在其整流型差動保護帶負荷檢查時，測得其Y側TA電流相位關系為b超前a 150，a超前c 60，c超前b 150，b 為8.65A，a=c =5A，試分析變壓器Y側TA是否有接線錯誤，并改正之（用相量圖分析）。答：由正常帶負荷測得變壓器差動保護Y側三相電流不對稱，因此可以斷定變壓器Y側TA接線有誤，圖5.1為測得的三相電流的

27、向量圖。?A?B?C?b?a?c?b?a?c圖5.1 三相不對稱時的向量圖圖5.2 三相不對稱時分析圖由于變壓器差動保護Y側TA通常接成三角形，以消除Y側零序電流對差動保護的影響。在接線的過程中最易出線的問題是TA的極性接反，因此可從極性接反的角度進行考慮。正常接線時三角形接法的電流為：?a?A?B?b?B?C?c?C?A由于只有一相電流的極性與另兩相不同，所以僅考慮某一相的極性反的情況。從電流的幅值分析：?b的幅值為?a、?c的倍，而?b是由?B與?C產生的，因此可初步判斷B、C兩相的極性相同，而A相的極性可能相反。從圖5.2的向量圖分析可知，A相極性接反時電流的相位關系和大小與測量情況相吻

28、合，因此可以斷定A相TA的極性接反，應將A相TA兩端的引出線對換。2. Y0/-11變壓器，在Y側端口BC兩相金屬性短路時，設額定電壓為Un=1（標幺值）,試分析側三相電壓Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc的大小和相位。答：Y側三相相量圖如下圖所示 側三相線電壓Uab=/2，Ubc=/2，Uca=-；三角形側個相對地電壓為Ua=/2，Ub=0，Uc=-/2。Uab-Ubc=0=Ua+Ub+Uc-3UbUa+Ub+Uc=0,Ub=0,Ua=0.5,Uc=-0.53. Y0/5變壓器Y側發(fā)生B相接地短路，短路電流為IBK。變壓器配置有其兩側TA接線為星-角的分相差動保護，畫出故障時變壓器兩側

29、的電流、電壓相量圖及序分量圖。答：變壓器高壓側電流、電壓及序量圖如下圖變壓器低壓側電流、電壓及序量圖如下圖4. Y0/-11接線的變壓器，三相低壓繞組是如何連線的？畫出這種變壓器差動保護的接線圖及其二次三相電流相量圖。答：1）如圖連接 2)IAB=IA-IB; IBC=IB-IC; ICA=IC-IA; 5. Y0/-11變壓器，Y側B、C兩相短路時，試畫出兩側電流的關系。答：變壓器高壓側（即Y側）B、C兩相短路電流相量如圖1所示。對于Y0/-11接線組別，正序電流應向導前方向轉30度，負序電流應向滯后方向轉30度即可得到低壓側（即側）電流相量如圖2所示。6. Y0/-5接線的變壓器，側出口C相金屬性接地。試畫出兩側電流的相量關系圖。、答：邊界條件： 以高壓側C相電流為參考相量，則變壓器Y側及側的電流相量圖如下圖所示： 7. Y0/-11接線的變壓器，側出口C相金屬性接地。試畫出兩側電