電力系統(tǒng)繼電保護部分參考答案----褚曉瑞

1、電力系統(tǒng)繼電保護部分參考答 案-褚曉瑞第1章 緒論習(xí)題參考答案1.2 何謂電力系統(tǒng)繼電保護、繼電保護裝置 ？答：電力系統(tǒng)繼電保護是泛指繼電保護技術(shù)和由各種繼電保護裝置組成的 繼電保護系統(tǒng)，包括繼電保護的原理、設(shè)計、配置、整定、調(diào)試等技術(shù)，也包 括由獲取電量信息的電壓、電流互感器二次回路，經(jīng)過繼電保護裝置到斷路器 跳閘線圈的一整套具體設(shè)備，如果需要利用通信手段傳送信息，還包括通信設(shè) 備。電力系統(tǒng)繼電保護裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正 常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。1.3 繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中所起的作用是什么？答：電力系統(tǒng)繼電保護裝置就是指能反應(yīng)電力

2、系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或 不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。繼電保護 裝置在電力系統(tǒng)中所起的作用是：（1）自動、迅速、有選擇性地將故障元件從 電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保障其他非故障部分迅速恢 復(fù)正常運行。（2）反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護條件，而 動作于發(fā)出信號或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據(jù)電力系統(tǒng)及 其元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免短暫的運行波動造成不必要的動作和 干擾引起的誤動作。1.4 繼電保護裝置通過哪些主要環(huán)節(jié)完成預(yù)定的保護功能，各環(huán)節(jié)的作用 是什么？答：答：繼電保護裝置一般通過測量比較、邏輯判斷和執(zhí)行輸

3、出三個部分 完成預(yù)定的保護功能。測量比較環(huán)節(jié)是測量被保護電氣元件的物理參量，并與 給定的值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質(zhì)的 一組邏輯信號，從而判別保護裝置是否應(yīng)該啟動。邏輯判斷環(huán)節(jié)是根據(jù)測量環(huán) 節(jié)輸出的邏輯信號，使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最 后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘。執(zhí)行輸出環(huán)節(jié)是根據(jù)邏輯部分傳來的指令，發(fā) 出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應(yīng)的動作信息、發(fā)出警報或不動作。1.7 電力系統(tǒng)中上下級電力元件的保護區(qū)間為什么必須重疊？重疊區(qū)為什 么越小越好？答：上、下級電力元件的保護區(qū)間必須重疊，這是為了保證任意處的故障 都置于保護區(qū)內(nèi)。同時重疊區(qū)

4、越小越好，因為在重疊區(qū)內(nèi)發(fā)生短路時，會造成 兩個保護區(qū)內(nèi)所有的斷路器跳閘，擴大停電范圍。1.8 后備保護的作用是什么？闡述遠后備保護和近后備保護的優(yōu)、缺點。答：后備保護的作用是在主保護因保護裝置拒動、保護回路中的其他環(huán)節(jié)損壞、斷路器拒動等原因不能快速切除故障的情況下，迅速啟動來切除故障。遠后備保護的優(yōu)點是：保護范圍覆蓋所有下級電力元件的主保護范圍，它能解決遠后備保護范圍內(nèi)所有故障元件由任何原因造成的不能切除問題。遠后備保護的缺點是：當多個電源向該電力元件供電時，需要在所有電源側(cè)的上級元件處配置遠后備保護；動作將切除所有上級電源側(cè)的斷路器，造成事故擴大；在高壓電網(wǎng)中往往難以滿足靈敏度的要求。近后

5、備保護的優(yōu)點是：與主保護安裝在同一斷路器處，在主保護拒動時近后備保護動作；動作時只切除主保護要跳開的斷路器，不造成事故擴大；在高壓電網(wǎng)中能滿足靈敏度的要求。近后備保護的缺點是：發(fā)電廠或變電所直流系統(tǒng)故障時可能與主保護同時失去作用，無法起到“后備”的作用；斷路器失靈時無法切除故障，不能起到保護作用。1.9 在圖1.6中，當線路CD的k3點發(fā)生短路故障時，哪些保護應(yīng)動作？如保護P6和P5拒動，根據(jù)選擇性的要求，哪些保護應(yīng)動作？如線路 AB的k1 點發(fā)生短路，根據(jù)選擇性的要求，哪些保護應(yīng)動作？如果保護 P2或2QF拒動, 哪些保護應(yīng)動作？圖1.6題1.9電網(wǎng)示意圖答：(1)當線路CD中k3點發(fā)生短路

6、故障時，保護 P6應(yīng)該動作，6QF跳 閘，如保護P6或P5不動彳他E 6QF、5QF拒動，按照選擇性，保護 P2和P4應(yīng) 動作，2QF、4QF應(yīng)跳閘。(2)如線路AB中k1點發(fā)生短路故障，保護P1和P2應(yīng)動作，1QF、2QF 應(yīng)跳閘。如保護P2不動作或2QF拒動，則保護P4應(yīng)動作，4QF跳閘。1.10 在圖1.7中，各斷路器處應(yīng)均裝有繼電保護裝置 P1P7。試回答下列 問題：圖1.7題1.10電網(wǎng)示意圖(1)當k1點短路時，根據(jù)選擇性要求應(yīng)由哪個保護動作并跳開哪臺斷路器？若6QF因失靈而拒動，保護又將如何動作?(2)當k2點短路時，根據(jù)選擇性要求應(yīng)由哪些保護動作并跳開哪些斷路器？若此時保護P3

7、拒動或3QF拒跳，但保護P1動作并跳開1QF,問此種動作 是否有選擇性？若拒動的斷路器為 2QF,對保護P1的動作又應(yīng)該如何評價?答：(1)當k1點短路時，根據(jù)選擇性要求保護P6動作應(yīng)跳開6QF,若6QF拒動，由近后備保護P3、P5動作跳開3QF、5QF,或由遠后備保護P2、P4的 動作跳開2QF、4QF;(2)當k2點短路時，根據(jù)選擇性要求應(yīng)由保護 P2、P3動作跳開2QF、3QF若3QF拒動，保護P1動作并跳開1QF,則保護P1為無選擇性，此時應(yīng)由保護P5或保護P4動作，跳開5QF或4QF。若是2QF拒動，則保護P1動作跳開1QF具有選擇性。第2章 電網(wǎng)的電流保護習(xí)題參考答案2.3 在電流

8、保護的整定計算中，為什么要引入可靠系數(shù)，其值考慮哪些因素后確定?答：引入可靠系數(shù)的原因是必須考慮實際存在的各種誤差的影響，例如:(D實際的短路電流可能大于計算值;(2)(3)電流互感器存在誤差;對瞬時動作的保護還應(yīng)考慮短路電流中非周期分量使總電流增大的影響;(4)保護裝置中的短路繼電器的實際啟動電流可能小于整定值。考慮必要的裕度，從最不利的情況出發(fā)，即使同時存在著以上幾個因素的影響，也能保證在預(yù)定的保護范圍以外故障時，保護裝置不誤動作，因而必須乘以大于1的可靠系數(shù)。2.4 為什么定時限過電流保護的靈敏度、動作時間需要同時逐級配合，而電流速斷的靈敏度不需 要逐級配合？答：定時限過電流保護的整定值

9、按照大于本線路流過的最大負荷電流整定，不但保護本線路的全長，而且保護相鄰線路的全長，可以起遠后備保護的作用。當遠處短路時，應(yīng)當保證離故障點最近的 過電流保護最先動作，這就要求保護必須在靈敏度和動作時間上逐級配合，最末端的過電流保護靈敏 度最高、動作時間最短，每向上一級，動作時間增加一個時間級差，動作電流也要逐級增加。否則， 就有可能出現(xiàn)越級跳閘、非選擇性動作現(xiàn)象的發(fā)生。由于電流速斷只保護本線路的一部分，下一級線 路故障時它根本不會動作，因而靈敏度不需要逐級配合。2.5 比較電流保護第I、n田段的靈敏系數(shù)，哪一段保護的靈敏系數(shù)最高和保護范圍最長？為 什么？答：電流保護第I段保護即無時限電流速斷保

10、護，其靈敏系數(shù)隨運行方式而變化，靈敏系數(shù)和保 護范圍最小。第II段保護即帶時限電流速斷保護，其靈敏性有所提高，保護范圍延伸到下級線路一部 分，但當相鄰線路阻抗很小時，其靈敏系數(shù)也可能達不到要求。第 iii段保護即定時限過電流保護， 其靈敏系數(shù)一般最高，可以保護本級線路全長，保護范圍最長，并作為相鄰線路的遠后備。2.10 在中性點非直接接地系統(tǒng)中，當兩條上、下級線路安裝相間短路的電流保護時，上級線路裝在A、C相上，而下級線路裝在 A B相上，有何優(yōu)缺點？當兩條線路并列時，這種安裝方式有何優(yōu)、 缺點？以上用、并兩種線路，若保護采用三相星形接線，有何不足？答：在中性點非直接接地系統(tǒng)中，允許單相接地時

11、繼續(xù)短時運行，在不同線路不同相別的兩點接 地形成兩相短路時，可以只切除一條故障線路，另一條線路繼續(xù)運行。不考慮同相的故障，兩線路故 障組合共有以下六種方式：（1A、2B）、（1A、2C）、（1R2A）、（1B、2。、（1G2A）、（1C、2B）。當兩條上、下級線路安裝相間短路電流保護時，上級線路裝在A、C相商，而下級裝在A、B相上時，將在（1A、2B）、（1R2A）、（1C2A）和（1C、2B）四種情況下由下級線路保護切除故障，即下級線路切除故障的幾率為2/3;當故障為（1A、2C）時，將會由上級線路保護切除故障；而當故障為（1R 2C）時，兩條線路均不會切除故障，出現(xiàn)保護拒動的嚴重情況。兩條

12、線路并列時，若兩條線路保護動作的延時一樣，則在（1A、2B） 、（1C、2A和（1G 2B）三種情況下，兩條線路被同時切除；而在 （1A、2C）故障下，只能切除線路1;在（1B、2A故障下， 只能切除線路2;在（1B、2C）故障下，兩條線路均不會切除，即保護拒動。若保護采用三相星形接線時，需要三個電流互感器和四根二次電纜，相對來講是復(fù)雜不經(jīng)濟的。 兩條線路并列時，若發(fā)生不同相別的接地短路時，兩套保護均啟動，不必要切除兩條線路的機會就比 較多。2.11 在雙側(cè)電源供電的網(wǎng)絡(luò)中，方向性電流保護利用了短路時電氣量的什么特征解決了僅利用電 流幅值特征不能解決的問題？答：在雙側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)中，利用電流幅

13、值特征不能保證保護動作的選擇性。方向性電流保護利 用短路時功率方向的特征，當短路功率由母線流向線路時表明故障點在線路方向上，是保護應(yīng)該動作 的方向，允許保護動作。反之，不允許保護動作。用短路時功率方向的特征解決了僅用電流幅值特征 不能區(qū)分故障位置的問題，并且線路兩側(cè)的保護只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。2.12 功率方向判別元件實質(zhì)上是在判別什么？為什么會存在“死區(qū)”？什么時候要求它動作最 靈敏？答：功率方向判別元件實質(zhì)是判別加入繼電器的電壓和電流之間的相位仍I,并且根據(jù)一定關(guān)系cos（ 部+a）是否大于0判別初短路功率的方向。為了進行相位比較，需要加入繼電器的電壓、電流 信號

14、有一定的幅值（在數(shù)字式保護中進行相量計算、在模擬式保護中形成方波），且有最小的動作電壓和電流要求。當短路點越靠近母線時電壓越小，在電壓小雨最小動作電壓時，就出現(xiàn)了電壓死區(qū)。在 保護正方向發(fā)生最常見故障時，功率方向判別元件應(yīng)該動作最靈敏。2.16 小結(jié)下列電流保護的基本原理、適用網(wǎng)絡(luò)并評述其優(yōu)缺點：（1）相間短路的三段式電流保護;(2)方向性電流保護;(3)零序電流保護；(4)方向性零序電流保護；(5)中性點非直接接地系統(tǒng)中的電流電壓保護。答：(1)相間保護的三段式保護：利用短路故障時電流顯著增大的故障特征形成判據(jù)構(gòu)成保護。其中速斷保護按照躲開本線路末端最大短路電流整定，保護本線路的部分；限時速

15、度按保護按躲開下級速度按保護末端短路整定，保護本線路全長；速斷和限時速斷的聯(lián)合工作，保護本線路短路被快速、靈敏切除。過電流保護躲開最大負荷電流作為本線路和相鄰線路短路時的后備保護。主要優(yōu)點是簡單可靠，并且在一般情況下也能滿足快速切出故障的要求，因此在電網(wǎng)中特別是在35KV及以下電壓等級的網(wǎng)絡(luò)中獲得了廣泛的應(yīng)用。缺點是它的靈敏度受電網(wǎng)的接線以及電力系統(tǒng)的運行方式變化的影響。靈敏系數(shù)和保護范圍往往不能滿足要求，難以應(yīng)用于更高等級的復(fù)雜網(wǎng)路。(2)方向性電流保護：及利用故障是電流復(fù)制變大的特征，有利用電流與電壓間相角的特征，在短路故障的流動方向正是保護應(yīng)該動作的方向，并且流動幅值大于整定幅值時，保護

16、動作跳閘。適用于多斷電源網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點：多數(shù)情況下保證了保護動作的選擇性、靈敏性和速動性要求。缺點：應(yīng)用方向元件是接線復(fù)雜、投資增加，同時保護安裝地點附近正方向發(fā)生是你想短路時，由于母線電壓降低至零，方向元件失去判斷的依據(jù)，保護裝置據(jù)動，出現(xiàn)電壓死區(qū)。(3)零序電流保護：正常運行的三相對稱，沒有零序電流，在中性點直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生接地故障時，會有很大的零序電流。故障特征明顯，利用這一特征可以構(gòu)成零序電流保護。適用網(wǎng)絡(luò)與110KV及以上電壓等級的網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點：保護簡單，經(jīng)濟，可靠；整定值一般較低，靈敏度較高；受系統(tǒng)運行方式變化的影響較??；系 統(tǒng)發(fā)生震蕩、短時過負荷是不受影響；沒有電壓死區(qū)。缺點：對于

17、短路線路或運行方式變化較大的情況，保護往往不能滿足系統(tǒng)運行方式變化的要求。隨著 相重合閘的廣泛應(yīng)用，在單項跳開期間系統(tǒng)中可能有較大的零序電流，保護會受較大影響。自耦變壓 器的使用使保護整定配合復(fù)雜化。（4）方向性零序電流保護：在雙側(cè)或單側(cè)的電源的網(wǎng)絡(luò)中，電源處變壓器的中性點一般至少有一臺要 接地，由于零序電流的實際流向是由故障點流向各個中性點接地的變壓器，因此在變壓器接地數(shù)目比 較多的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，就需要考慮零序電流保護動作的方向性問題。利用正方向和反方向故障時，零序 功率的差別，使用功率方向元件閉鎖可能誤動作的保護，從而形成方向性零序保護。優(yōu)點：避免了不加方向元件，保護可能的誤動作。其余的優(yōu)點

18、同零序電流保護。缺點：同零序電流保護，接線較復(fù)雜。（5）中性點非直接接地系統(tǒng)中的電流電壓保護：在中性點非直接接地系統(tǒng)中，保護相間短路的電流、 電壓保護與中性點直接接地系統(tǒng)是完全相同的。僅有單相接地時二者有差別，中性點直接接地系統(tǒng)中 單相接地形成了短路，有短路電流流過，保護應(yīng)快速跳閘，除反應(yīng)相電流幅值的電流保護外，還可以 采用專門的零序保護。而在中性點非直接接地系統(tǒng)中單相接地時，沒有形成短路，無大的短路電流流 過，屬于不正常運行，可以發(fā)出信號并指出接地所在的線路，以便盡快修復(fù)。當有單相接地時全系統(tǒng) 出現(xiàn)等于相電壓的零序電壓，采用零序電壓保護報告有單相接地發(fā)生，由于沒有大短路電流流過故障 線路這個

19、明顯特征，而甄別接地發(fā)生在哪條線路上則困難得多。 一般需要專門的“單相接地選線裝置”， 裝置依據(jù)接地與非接地線路基波零序電流大小、方向以及高次諧波特征的差異，選出接地線路。第3章 電網(wǎng)距離保護習(xí)題參考答案3.1 什么是保護安裝處的負荷阻抗？答：負荷阻抗是指在電力系統(tǒng)正常運行時，保護安裝處的電壓（近似為額定電壓）與電流（負荷 電流）的比值。因為電力系統(tǒng)正常運行時電壓較高、電流較小、功率因數(shù)較高（即電壓與電流之間的相位差較?。?，負荷阻抗的特點是量值較大，在阻抗復(fù)平面上與R軸之間的夾角較小。3.2 距離保護是利用正常運行與短路狀態(tài)間的哪些電氣量的差異構(gòu)成的?答：電力系統(tǒng)正常運行時，保護安裝處的電壓接

20、近額定電壓，電流為正常負荷電流，電壓與電流 的比值為負荷阻抗，具值較大，阻抗角為功率因數(shù)角，數(shù)值較??；電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，保護安裝處 的電壓變?yōu)槟妇€殘余電壓，電流變?yōu)槎搪冯娏?，電壓與電流的比值變?yōu)楸Ｗo安裝處與短路點之間一段 線路的短路阻抗，具值較小，阻抗角為輸電線路的阻抗角，數(shù)值較大，距離保護就是利用了正常運行與短路時電壓和電流的比值，即測量阻抗之間的差異構(gòu)成的。圖3-1負荷阻抗與短路阻抗3.3 什么是故障環(huán)路？相間短路與接地短路所構(gòu)成的故障環(huán)路的最明顯差別是什么?相-地”故障環(huán)路，即答：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障電流流過的通路稱為故障環(huán)路。相間短路與接地短路所構(gòu)成的故障環(huán)路的最明顯差異是：接

21、地短路的故障環(huán)路為短路電流在故障相與大地之間流通；對于相間短路，故障環(huán)路為相-相”故障環(huán)路，即短路電流僅在故 障相之間流通，不流向大地。3.5 距離保護裝置一般由哪幾部分組成？簡述各部分的作用。答：距離保護一般由啟動、測量、振蕩閉鎖、電壓回路斷線閉鎖、配合邏輯和出口等幾部分組成, 它們的作用分述如下:(1)啟動部分：用來判別系統(tǒng)是否發(fā)生故障。系統(tǒng)正常運行時，該部分不動作；而當發(fā)生故障時，該部 分能夠動作。通常情況下，只有啟動部分動作后，才將后續(xù)的測量、邏輯等部分投入工作。測量部分：在系統(tǒng)故障的情況下，快速、準確地測定出故障方向和距離，并與預(yù)先設(shè)定的保護范圍 相比較，區(qū)內(nèi)故障時給出動作信號，區(qū)外

22、故障時不動作。(3)振蕩閉鎖部分：在電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，距離保護的測量元件有可能誤動作，振蕩閉鎖元件的作用 就是正確區(qū)分振蕩和故障。在系統(tǒng)振蕩的情況下，將保護閉鎖，即使測量元件動作，也不會出口跳閘;在系統(tǒng)故障的情況下，開放保護，如果測量元件動作且滿足其他動作條件，則發(fā)出跳閘命令，將故障 設(shè)備切除。(4)電壓回路斷線部分：電壓回路斷線時，將會造成保護測量電壓的消失，從而可能使距離保護的測量 部分出現(xiàn)誤判斷。這種情況下應(yīng)該將保護閉鎖，以防止出現(xiàn)不必要的誤動。(5)配合邏輯部分：用來實現(xiàn)距離保護各個部分之間的邏輯配合以及三段式保護中各段之間的時限配合 (6)出口部分：包括跳閘出口和信號出口，在保護動

23、作時接通跳閘回路并發(fā)出相應(yīng)的信號。3.10 什么是助增電流和外汲電流？它們對阻抗繼電器的工作有什么影響?12,此時k點短路時，A處阻抗繼電器KZ1測量到的阻抗為 乙 “陽J2"Zab ZBkZAk在母線B接上I 3分支后，I 2I1 I3, k點短路時，A處阻抗繼電器KZ1測量到的阻抗為U I1Zab(I1 I3)ZBkZAB ZBkI 3 ZBk7?ZAkl3ZBk即在I3相位與I1相差不大的情況下，分支|3的存在將使A處感受到的測量阻抗變大，這種使測量阻抗變大的分支就成為助增分支，對應(yīng)的電流I3稱為助增電流。答：圖3.12 (a)中母線B上未接13分支的情況下,類似地圖3.12

24、(a)中，在母線B上未接|3分支的情況下，|1 |2,此時k點短路時，A處阻抗繼電器KZ1測量到的阻抗為乙U |1Zab |2ZBk 777?ZABZBk ZAk|3ZBkZ|3ZBk?ZAk ?即在I3相位與|1相差不大的情況下，分支|3的存在將使A處感受到的測量阻抗變小，這種彳使測量阻抗變大的分支就成為外汲分支，對應(yīng)的電流|3稱為外汲電流。在母線B接上|3分支后，|2 |1 |3, k點短路時，A處阻抗繼電器KZ1測量到的阻抗為U |1Zab (|1 |3)ZBk ?ZABZBk3.12 距離保護的振蕩閉鎖措施，應(yīng)能夠滿足哪些基本要求?答：距離保護的振蕩閉鎖措施，應(yīng)能夠滿足以下的基本要求:

25、(1)系統(tǒng)發(fā)生全相或非全相振蕩時，保護裝置不應(yīng)誤動作跳閘;(2)系統(tǒng)在全相或非全相振蕩過程中，被保護線路發(fā)生各種類型的不對稱故障,距離保護裝置應(yīng)有選擇性的動作跳閘;(3)系統(tǒng)在全相振蕩過程中再發(fā)生三相故障時，保護裝置應(yīng)可靠動作跳閘,并允許帶短延時。3.14 在單側(cè)電源線路上，過渡電阻對距離保護的影響是什么?答：如圖3.7 (a)所示，在沒有助增和外汲的單側(cè)電源線路上，過渡電阻中的短路電流與保護安 裝處的電流為一個店里，此時保護安裝處測量電壓和測量電流的關(guān)系可以表示為U m |mZm | m(Zk Rg)即 Zm Zk Rg如圖3.7 (b)所示，Rg (過渡電阻)的存在總是使繼電器的測量阻抗值

26、增大，阻抗角變小，保護范圍縮短。保護裝置距短路點越近時，受過渡電阻的影響越大；同時，保護裝置的整定阻抗越小(相當于被保力口線路越短)，受過渡電阻的影響越大。jx 4jxZm圖3.7 (a)單側(cè)電源系統(tǒng)示意圖BARU mI2(b)對不同安裝地點的距離保護的影響3.18影響距離保護正確動作的因素有哪些?欠回路答：短路點過渡電阻對距離保護的影響；電力系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響；電壓互感器二2路電斷線對距離保護的影響；分支電路對距離保護的影響；線路串聯(lián)補償電容對距離保護的影響；?壓、電流中的非工頻分量對距離保護的影響。第4章 輸電線路縱聯(lián)保護習(xí)題參考答案4.1縱聯(lián)保護依據(jù)的最基本原理是什么?答：縱聯(lián)保護

27、包括縱聯(lián)比較式保護和縱聯(lián)差動保護兩大類，它是利用線路兩端電氣量在故障與非故障 時、區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障時的特征差異構(gòu)成保護的?？v聯(lián)保護的基本原理是通過通信設(shè)施將兩側(cè)的保 護裝置聯(lián)系起來，使每一側(cè)的保護裝置不僅反應(yīng)其安裝點的電氣量，而且哈反應(yīng)線路對側(cè)另一保護安 裝處的電氣量。通過對線路兩側(cè)電氣量的比較和判斷，可以快速、可靠地區(qū)分本線路內(nèi)部任意點的短 路與外部短路，達到有選擇、快速切除全線路短路的目的?？v聯(lián)比較式保護通過比較線路兩端故障功率方向或故障距離來區(qū)分區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障，當線路 兩側(cè)的正方向元件或距離元件都動作時，判斷為區(qū)內(nèi)故障，保護立即動作跳閘；當任意一側(cè)的正方向 元件或距離元件不動作時，

28、就判斷為區(qū)外故障，兩側(cè)的保護都不跳閘?？v聯(lián)差動保護通過直接比較線路兩端的電流或電流相位來判斷是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障，在線路 兩側(cè)均選定電流參考方向由母線指向被保護線路的情況下，區(qū)外故障時線路兩側(cè)電流大小相等，相位 相反，其相量和或瞬時值之和都等于零；而在區(qū)內(nèi)故障時，兩側(cè)電流相位基本一致，其相量和或瞬時 值之和都等于故障點的故障電流，量值很大。所以通過檢測兩側(cè)的電流的相量和或瞬時值之和，就可 以區(qū)分區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障，區(qū)內(nèi)故障時無需任何延時，立即跳閘；區(qū)外故障，可靠閉鎖兩側(cè)保護， 使之均不動作跳閘。4.3 輸電線路中縱聯(lián)保護中通道的作用是什么？通道的種類及其優(yōu)缺點、適用范圍有哪些？答： 輸電線

29、路縱聯(lián)保護，就是利用某種通信通道將輸電線路兩端的保護裝置縱向連接起來，將各端的電氣量（電 流、功率的方向等）傳送到對端，將各端的電氣量進行比較，以判斷故障在本線路范圍內(nèi)部還是在線 路范圍外部，從而決定是否切除被保護線路。將一端的電氣量或其用于被比較的特征傳送到對端，可 以根據(jù)不同的信息傳送通道條件，采用不同的傳輸技術(shù)?？v聯(lián)保護按照所利用信息通道的不同類型分為 4種，它們是：導(dǎo)引線縱聯(lián)保護（簡稱導(dǎo)引線保 護）；電力線載波縱聯(lián)保護（簡稱載波保護）；微波縱聯(lián)保護（簡稱微波保護）；光纖縱聯(lián)保護（簡 稱光纖保護）。通道雖然只是傳送信息的條件，但縱聯(lián)保護采用的原理往往受到通道的制約。（1）導(dǎo)引線通道。這種

30、通道需要鋪設(shè)導(dǎo)引線電纜傳送電氣量信息，其投資隨線路長度而增加，當 線路較長（超過10km以上）時就不經(jīng)濟了。導(dǎo)引線越長，自身的運行安全性越低。在中性點接地系統(tǒng)中，除了雷擊外，在接地故障時地中電流會引起地電位升高，也會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，所以導(dǎo)引線的電 纜線必須有足夠的絕緣水平（例如 15kV的絕緣水平），從而使投資增大。一般導(dǎo)引線中直接傳輸交流 二次電量波形，故導(dǎo)引線保護廣泛采用差動保護原理，但導(dǎo)引線的參數(shù)（電阻和分布電容）直接影響 保護性能，從而在技術(shù)上也限制了導(dǎo)引線保護用于較長的線路。（2）電力線載波通道。這種通道在保護中應(yīng)用最為廣泛，不需要專門架設(shè)通信通道，而是利用輸 電線路構(gòu)成通道。載波通道

31、由輸電線路及其信息加工和連接設(shè)備（阻波器、結(jié)合電容器及高頻收發(fā)信 機）等組成。輸電線路機械強度大，運行安全可靠。但是在線路發(fā)生故障時通道可能遭到破壞，為此 載波應(yīng)在技術(shù)上保證在線路故障、信號中斷的情況下仍能正確動作。（3）微波通道。微波通道是一種多路通信通道，具有很寬的頻帶，可以傳送交流電的波形。采用 脈沖編碼調(diào)制（PCM）方式后微波通道可以進一步擴大信息傳輸量，提高抗干擾能力，也更適合于數(shù) 字式保護。微波通道是理想的通道，但是保護專用微波通道及設(shè)備是不經(jīng)濟的，電力信息系統(tǒng)在設(shè)計 時應(yīng)兼顧繼電保護的需要。（4）光纖通道。光纖通道與微波通道具有相同的優(yōu)點，也廣泛采用脈沖編碼調(diào)制（ PCM）方式

32、保護使用的光纖通道一般與電力信息系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。當被保護的線路很短時，可架設(shè)專門的光纜通道 直接把電信號轉(zhuǎn)換成光信號送到對側(cè)，并將所接收的光信號變?yōu)殡娦盘栠M行比較。由于光信號不受干 擾，在經(jīng)濟上也可以與導(dǎo)引線通道競爭，近年來光纖通道成為短線路縱聯(lián)保護的主要通道形式。4.4 通道傳輸?shù)男盘柗N類、通道的工作方式有哪些？答：在縱聯(lián)比較式保護中，通道中傳送的信號有三類，即閉鎖信號、允許信號和跳閘信號。在縱聯(lián)電 流差動保護中，通道中傳送的是線路兩端電流的信息，可以是用幅值、相角或?qū)嵅?、虛部表示的相?值，也可以是采樣得到的離散值。在縱聯(lián)電流相位差動保護中，通道中傳送的是表示兩端電流瞬時值 為正（或負）的相

33、位信息，例如，瞬時值為正半周時有高頻信息，瞬時值為負半周時無高頻信息，檢 測線路上有高頻信息的時間，可以比較線路兩端電流的相位。不同的通道有不同的工作方式，對于載 波通道而言，有三種工作方式，即正常無高頻電流方式、正常有高頻電流方式和移頻方式。對于光纖 及微波通道，取決于具體的通信協(xié)議形式。4.5 請畫出輸電線載波通道的構(gòu)成元件方框圖，說明對各技術(shù)元件的技術(shù)要求。圖4.1載波通信示意圖1阻波器；2耦合電容器；3一連接濾波器4電纜；5載波收發(fā)信機；6一接地開關(guān)按照通道的構(gòu)成，電力線載波通信又可分為使用兩相線路的“相一相”式和使 用一相一地的“相一地”式兩種，其中“相一相”式高頻通道信號傳輸?shù)乃p

34、 小，而“相一地”式則比較經(jīng)濟?！跋嘁坏亍笔捷d波通道如圖4.1所示。(1)輸電線路。三相輸電線路都可以用來傳遞高頻信號，任意一相與大地 間都可以組成“相一地”回路。(2)阻波器。為了使兩端發(fā)送的高頻載波信號只在本線路內(nèi)傳輸而不穿越到相鄰路上去，采用了電感線圈與可調(diào)電容組成的并聯(lián)諧振回路，其阻抗與頻 率的關(guān)系如圖4.2所示。當阻波器諧振頻率等于高頻載波信號的頻率時，對載波 電流呈現(xiàn)極高的阻抗(1000以上)，從而將高頻電流限制在本線路以內(nèi)。而對工頻電流，阻波器僅呈現(xiàn)電感線圈的阻抗(約 0.04 ),不影響工頻電能傳輸(3)耦合電容器。為使工頻對地泄漏電流減到極小，采用耦合電容器，它 的電容量小，

35、對工頻信號呈現(xiàn)非常大的阻抗，同時可以防止工頻電壓侵入高頻 收、發(fā)信機；對高頻載波電流則呈現(xiàn)很小的阻抗，與連接濾波器共同組成帶通 濾波器，只允許此通帶頻率內(nèi)的高頻電流通過。(4)連接濾波器。它由一個可調(diào)電感的空芯變壓器和一個用接在副邊的電 容構(gòu)成。連接濾波器與耦合電容器共同組成一個“四端網(wǎng)絡(luò)”帶通濾波器，使 所選頻帶的高頻電流能夠順利通過。由于架空輸電線路的波阻抗約為400?,而高頻電纜的波阻抗約為100?,該“四端網(wǎng)絡(luò)”可使兩側(cè)的阻抗相匹配，從而使 高頻信號在收、發(fā)信機與輸電線路間傳遞時不發(fā)生反射，減少高頻能量的附加 衰耗。同時空芯變壓器的使用進一步使收、發(fā)信機與輸電線路的高壓部分相隔 離，提

36、高安全性。(5)高頻收、發(fā)信機。高頻收發(fā)信機由繼電保護部分控制發(fā)出預(yù)定頻率的 高頻信號，通常是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障、保護啟動后發(fā)出信號，但也有采用長 期發(fā)信發(fā)生故障保護啟動后停信或改變信號頻率的工作方式。發(fā)信機發(fā)出的高 頻信號經(jīng)載波信道傳送到對端，被對端和本端的收信機所接受。只要輸電線路 上有高頻電流，則不論該高頻電 流是哪一端的發(fā)信機發(fā)出的，兩端的收信機都 收到同樣地高頻信號。該信號傳送繼電保護裝置經(jīng)比較判斷后，作用于繼電保護的輸出部分（6）接地開關(guān)。當檢修連接濾波器時，接通接地開關(guān)，使耦合電容器下端可靠接地。4.7 圖4.22所在系統(tǒng)線路全部配置閉鎖式方向比較式縱聯(lián)保護，分析在k點短路時各端

37、保護方向元件的動作情況，各線路保護的工作過程及結(jié)果。回外-%4圖4.22閉鎖式方向縱聯(lián)保護配置示意圖答：（1）當短路發(fā)生在BC線路的k點時，所有保護都會啟動（故障在下級線路內(nèi)），發(fā) 閉鎖信號。保護2和5的功率方向為負，閉鎖信號持續(xù)存在，線路 A-B上保護1、2被保 護2的閉鎖信號閉鎖，線路 A-B兩側(cè)均不跳閘；保護5的閉鎖信號將C-D線路上保護5、 6閉鎖，非故障線路保護不跳閘。故障線路 B-C上保護3、4功率方向全為正，均停發(fā)閉 鎖信號，他們判斷為正方向故障且沒有收到閉鎖信號，所以會立即動作跳閘，B-C線路被切除。4.8 圖4.22所示系統(tǒng)中，線路全部配置閉鎖式方向縱聯(lián)保護，在k點短路時，若

38、AB、BC線路通道同時故障，保護將會出現(xiàn)何種狀況？靠什么保護動作切出故障？答：當k點發(fā)生短路時，保護2、5的功率方向為負，其余保護的功率方向全為正。 3、4 之間停發(fā)閉鎖信號，5處保護向6處發(fā)閉鎖信號，2處保護向1處發(fā)閉鎖信號。由于3、4 停發(fā)閉鎖信號且故障為正方向，滿足跳閘條件，因此 BC通道的故障將不會阻止保護3、4 跳閘。CD通道正常，其線路上保護 5發(fā)出的閉鎖信號將保護6閉鎖，非故障線路CD上 保護不跳閘。2處保護判定為方向不滿足跳閘條件， 并且發(fā)閉鎖信號，由于AB通道故障， 2處保護發(fā)出的閉鎖信號可能無法傳到 1處，而保護1處判為正方向故障，將會導(dǎo)致1處 保護誤動作4.11影響縱聯(lián)電

39、流差動保護正確動作的因素有哪些?答：（1）電流互感器的誤差和不平衡電流；（2）輸電線路的分布電容電流；（3）負荷電流 對縱聯(lián)差動保護的影響。第5章自動重合閘習(xí)題參考答案5.1 在超高壓電網(wǎng)中，目前使用的重合閘有何優(yōu)、缺點？答：在超高壓電網(wǎng)中，目前使用的重合閘一般為綜合重合閘，可以設(shè)置為單相重合閘方式、三相 重合閘方式、綜合重合閘方式和停用方式。單相重合閘方式就是在輸電線路發(fā)生單相接地故障時，僅 跳開故障相斷路器，然后重合單相，重合不成功則跳開三相不再重合；而在發(fā)生兩相或三相故障時， 跳開三相，不重合。三相重合閘方式就是無論發(fā)生什么類型和相別的故障，都跳開三相，并重合三相， 重合不成功再次跳開三

40、相不再重合。綜合重合閘方式是單相重合閘方式與三相重合閘方式的綜合，就 是在發(fā)生單相接地故障時，僅跳開故障相斷路器，然后重合單相；而在發(fā)生兩相或三相故障時，跳開 三相，J并重合三相。停用方式就是不使用重合閘，輸電線路無論發(fā)生什么故障都跳開三相， 且不重合優(yōu)點如下：（1）輸電線路80%以上的故障均為瞬時性故障，重合閘可以大大提高供電的可靠性，減小線路停電 的次數(shù)。（2）超高壓輸電線路絕大多數(shù)故障為單相接地故障了采用單相重合閘方式情況下，瞬時性故障僅需 要短時地跳開故障相，保持兩非故障相線路的連接，重合后恢復(fù)三相運行，有利于提高電力系統(tǒng)并列 運行的穩(wěn)定性，提高線路的傳輸容量。在兩相故障時跳開三相是因

41、為保留非故障的單相對提高輸送能 力作用不大。缺點如下:重合于永久性故障時，將會使電力系統(tǒng)再一次受到故障的沖擊， 對超高壓系統(tǒng)還可能降低并列 運行的穩(wěn)定性。（2）使斷路器的工作條件變得更加惡劣，因為它要在很短的時間內(nèi)，連續(xù)切斷兩次短路電流。（3）在單相重合閘期間，系統(tǒng)出現(xiàn)縱向不對稱，有零序和負序分量產(chǎn)生。解決方案：在進行重合閘之前，進行永久性故障的辨識，如果故障為永久性，就不進行重合，避 免系統(tǒng)遭受第二次沖擊。5.2 在電力系統(tǒng)中采用重合閘的技術(shù)經(jīng)濟效果體現(xiàn)在哪些方面？答：在電力系統(tǒng)中采用重合閘的技術(shù)經(jīng)濟效果體現(xiàn)在： （1）大大提高供電的可靠性，減小線路停電的 次數(shù)，特別是對單側(cè)電源的單回路尤為

42、顯著；（2）在高壓輸電線路線路采用重合閘，還可提高電力系 統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，從而提高傳輸容量；（3）對斷路器本身由于機構(gòu)不良或繼電保護誤動作而引起 的跳閘，也能起糾正的作用。5.7使用單相重合閘有哪些優(yōu)點？它對繼電保護的正確工作帶來了哪些不利影響？我國為什么還要采 用這種重合閘方式？答：采用單相重合閘的主要優(yōu)點是，在超高壓電網(wǎng)中的雙側(cè)電源聯(lián)絡(luò)線上采用單相重合閘，就可以在 故障時大大加強兩個系統(tǒng)之間的聯(lián)系，提高輸電能力，保持電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。對于聯(lián)系比較薄弱的 系統(tǒng)，當三相切除并繼之以三相重合閘而很難再恢復(fù)同步時，采用單相重合閘就能避免兩系統(tǒng)解列。采用單相重合閘的不足之處在于，需要有分相操作的

43、斷路器；需要專門的選相元件與繼電保護相 配合，再考慮一些特殊的要求后，使重合閘回路的接線比較復(fù)雜。在單相重合閘過程中，由于非全相 運行引起系統(tǒng)的不對稱，可能引起沒有考慮不對稱運行條件的保護誤動作，因此，需要根據(jù)實際情況 采取措施予以防止。這將使保護的接線、整定計算和調(diào)試工作復(fù)雜化。由于單相重合閘具有以上特點，并在實踐中證明了它的優(yōu)越性。因此，已在220500kV的線路上獲得了廣泛的應(yīng)用。對于110kV的電力網(wǎng)，一般不推薦這種重合閘方式，只在由單電源向重要負荷 供電的某些線路及根據(jù)系統(tǒng)運行需要裝設(shè)單相重合閘的某些重要線路上，才考慮使用。5.9 什么是重合閘前加速保護？有何優(yōu)缺點？主要適用于什么場

44、合?答：答：所謂前加速就是當線路第一次故障時，靠近電源端保護無選擇性動作，然后進行重合 如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再有選擇性的切除故障。采用前加速的優(yōu)點是:(1)能夠快速地切除瞬時性故障；(2)可能使瞬時性故障來不及發(fā)展成永久性故障，從而提高重合閘的成功率；(3)能保證發(fā)電廠和重要變電所的母線電壓在0.60.7倍額定電壓以上，從而保證廠用電和重要用戶的電能質(zhì)量；(4)使用設(shè)備少，只需裝設(shè)一套重合閘裝置，簡單，經(jīng)濟前加速的缺點是：(1)斷路器工作條件惡劣，動作次數(shù)較多；(2)重合于永久性故障上時，故障切除的時間可能較長；(3)如果重合閘裝置或斷路器 QF3拒絕合閘，則將擴大停電范

45、圍。甚至在最末一級線路上故障 時，都會使連接在這條線路上的所有用戶停電。前加速保護主要用于35kV以下由發(fā)電廠或重要變電所所引出的直配線路上，以便快速切除故障, 保證母線電壓。5.10 什么是重合閘后加速保護？有何優(yōu)缺點？主要適用于什么場合？答：重合閘后加速保護一般又稱為“后加速”。所謂后加速就是當線路第一次故障時，保護有選擇 性動作，然后進行合閘。如果重合于永久性故障，則在斷路器重合閘后，再加速保護動作瞬時切除故 障，而與第一次動作是否帶有時限無關(guān)。后加速的優(yōu)點是：(1)第一次是有選擇地切除故障，不會擴大停電范圍，特別是在重要的高壓電網(wǎng)中，一般不允許保護無選擇性地動作而后以重合閘來糾正(即前

46、速)(2)保證了永久性故障能瞬時切除，并仍然是有選擇性的;(3)和前加速相比，使用中不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負荷條件的限制，一般來說是有利而無害的后加速的缺點是:(1)每臺斷路器上都需要安裝一套重合閘，與前加速相比略為復(fù)雜;(2)第一次切除故障可能帶有延時?！昂蠹铀佟钡呐浜戏绞綇V泛應(yīng)用于 35kV以上的網(wǎng)絡(luò)及對重要負荷供電的輸電線路上。因為，在 這些線路上一般都裝有性能比較完備的保護裝置，例如，三段式電流保護、距離保護等，因此，第次有選擇性地切除故障的時間(瞬時動作時間或具有0.5s延時)均為系統(tǒng)運行所允許，而在重合閘以 后加速保護的動作(一般是加速保護第 II段的動作，有時也可以加速保護第III段的動

47、作)，就可以更 快切除永久性故障。5.12實現(xiàn)綜合重合閘回路接線時，應(yīng)考慮哪些原則?答：實現(xiàn)綜合重合閘回路接線時，應(yīng)考慮的基本原則。(1)單相接地短路時跳開單相，然后進行單相重合；如重合不成功則跳開 三相而不再進行重合。(2)各種相間短路時跳開三相，然后進行三相重合；如重合不成功，仍跳 開三相，而不進行重合。(3)當選相元件拒絕動作時，應(yīng)能跳開三相并進行三相重合。(4)對于非全相運行中可能誤動作的保護，應(yīng)進行可靠的閉鎖；對于在單 相接地時可能誤動作的時間保護(如距離保護)，應(yīng)有防止單相接地誤跳三相的 措施。(5)當一相跳開后重合閘拒絕動作時，為防止線路長期出現(xiàn)非全相運行,應(yīng)將其他兩相自動斷開。

48、(6)任意兩相的分相跳閘繼電器動作后，應(yīng)聯(lián)跳第三相，使三相斷路器均 跳閘。(7)無論單相或三相重合閘，在重合不成功之后，均應(yīng)考慮加速切除三相， 實現(xiàn)重合閘后加速。(8)在非全相運行過程中，如又發(fā)生另一相或兩相的故障，保護應(yīng)能有選 擇性地予以切除。上述故障如發(fā)生在單相重合閘的脈沖發(fā)出以前，則在故障切 除后能進行三相重合；如果發(fā)生在重合閘脈沖發(fā)出以后，則切除三相不再進行 重合。(9)對空氣斷路器或液壓傳動的油斷路器，當氣壓或液壓低至不允許實現(xiàn) 重合閘時，應(yīng)將重合閘回路自動閉鎖；但如果在重合閘過程中下降到低于運行 值時，則應(yīng)保證重合閘動作的完成。第6章 電力變壓器保護習(xí)題參考答案6.1 變壓器可能發(fā)

49、生哪些故障和不正常運行狀態(tài)？答：變壓器故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障，油箱外得故障主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、 接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有變壓器外部短路引起的過電流、負荷長時間超過額定容量引起的過負荷、風(fēng)扇故障或漏油等原因引起的冷卻能力下降等。此外，對于中性點不接地運行的星形接線變壓器，外部接地短路時有可能造成 變壓器中性點過電壓，威脅變壓的絕緣；大容量變壓器在過電壓或低頻率等異常工況下會使變壓器過勵磁，引起鐵芯和其他金屬構(gòu)件的過熱油箱外故障與線路的故障基本相同，都包括單相接地故障、兩相接地故障、兩相不接

50、地故障和三相故障幾種形式，故障時也都會出現(xiàn)電壓降低、電流增大 等現(xiàn)象。油箱內(nèi)故障要比線路故障復(fù)雜，除了包括相間故障和接地故障外，還 包括匝間故障、鐵芯故障等，電氣量變化的特點也較為復(fù)雜。6.2 區(qū)分重瓦斯保護和輕瓦斯保護。答：瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器， 它安裝在油箱和油枕之間的連接管 上。氣體繼電器有兩個輸出觸點：一個反應(yīng)變壓器內(nèi)部的不正常情況或輕微故障，通常稱為“輕瓦斯”；另一個反應(yīng)變壓器的嚴重故障，稱為“重瓦斯”。輕瓦斯動作于信號，使運行人員能夠迅速發(fā)現(xiàn)故障并及時處理；重瓦斯動作于跳 開變壓器各側(cè)斷路器。變壓器發(fā)生輕微故障時，油箱內(nèi)產(chǎn)生氣體較少且速度慢， 由于油枕在油箱的上方，氣體沿

51、管道上升，使氣體繼電器內(nèi)的油面下降，當下 降到動作門檻時，輕瓦斯動作，發(fā)出警告信號。當發(fā)生嚴重故障時，故障點周 圍的溫度劇增而迅速產(chǎn)生大量的氣體，變壓器內(nèi)部壓力升高，迫使變壓器油從 油箱經(jīng)過管道向油枕方向沖去，氣體繼電器感受到的油速達到動作時，重瓦斯 動作，瞬時作用于跳閘回路，切除變壓器，以防事故擴大。6.5 勵磁磁涌流是怎么產(chǎn)生的？與哪些因素有關(guān)？答：勵磁電流的大小取決于勵磁電感的數(shù)值，也就是取決于變壓器鐵芯是否飽和。正常運行和外部故障時變壓器不會飽和，勵磁電流一般不會超過額定 電流的2%5%,對縱差動保護的影響常常略去不計。當變壓器空載投入或外 部故障切除后電壓恢復(fù)時，變壓器電壓從零或很小

52、的數(shù)值突然上升到運行電壓。在這個電壓上升的暫態(tài)過程中，變壓器可能會嚴重飽和，產(chǎn)生很大的暫態(tài)勵磁電流，這個暫態(tài)勵磁電流稱為勵磁涌流勵磁涌流的最大值可達額定電流的48倍，并與變壓器的額定容量、電壓幅值、合閘角以及鐵芯剩磁等有關(guān)。6.7變壓器縱差動保護中消除勵磁涌流影響的措施有哪些？它們利用了哪些 特征？各自有何特點？答：(1)采用速飽和中間變流器。勵磁涌流中含有大量的非周期分量，所以 可以采用速飽和中間變流器來防止差動保護的誤動。對于Ydll接線方式的三相變壓器，常常有一相是對稱性涌流，沒有非周期分量，中間變流器不能飽和， 只能通過差動繼電器的動作電流來躲過。(2)二次諧波制動的方法。二次諧波制動

53、方法是根據(jù)勵磁涌流中含有大量二 次諧波分量的特點，當檢測到差電流中二次諧波含量大于整定值時就將差動繼 電器閉鎖，以防止勵磁涌流引起的誤動。這種方法稱為二次諧波制動的差動保 護。二次諧波制動差動保護原理簡單、調(diào)試方便、靈敏度高，在變壓器縱差動 保護中獲得了非常廣泛的應(yīng)用。但在具有靜止無功補償裝置等電容分量比較大 的系統(tǒng)，若空載合閘前變壓器已經(jīng)存在故障，合閘后故障相為故障電流，非故 障相為勵磁涌流，采用三相或門制動的方案時，差動保護必將被閉鎖。由于勵 磁涌流衰減很慢，保護的動作時間可能會長達數(shù)百毫秒。這是二次諧波制動方 法的主要缺點。(3)間斷角鑒別的方法。勵磁涌流的波形中會出現(xiàn)間斷角。而變壓器內(nèi)

54、部故 障時流入差動繼電器的穩(wěn)態(tài)差電流是正弦波，不會出現(xiàn)間斷角。間斷角鑒別的 方法就是利用這個特征鑒別勵磁涌流和故障電流，即通過檢測差電流波形是否 存在間斷角，當間斷角大于整定值時將差動保護閉鎖。間斷角原理由于采用按相閉鎖的方法，在變壓器合閘于內(nèi)部故障時，能夠 快速動作。這是比二次諧波制動（三相或門制動）方法優(yōu)越的地方。對于其他內(nèi)部 故障，暫態(tài)高次諧波分量會使電流波形畸變（微分后畸變更加嚴重）。波形畸變一 般不會產(chǎn)生“間斷角”，但會影響電流的波寬。若波形畸變很嚴重導(dǎo)致波寬小 于整定值（140。），差動保護也將被暫時閉鎖而造成動作延緩。顯然，造成保護動 作延緩的因素，二次諧波制動與間斷角原理是有差

55、異的。6.9 與低電壓啟動的過電流保護相比，復(fù)合電壓啟動的過電流保護為什么能夠提高靈敏度？答：復(fù)合電壓啟動時的過電流保護將原來的三個低電壓繼電器改由一個負序過電壓繼電器U2（電壓繼電器接于負序電壓濾過器上） 和一個接于線電壓上 的低電壓繼電器U組成。由于發(fā)生各種不對稱故障時，都能出現(xiàn)負序電壓，故 負序過電壓繼電器U2作為不對稱故障的電壓保護，而低電壓繼電器 U則作 為三相短路故障時的電壓保護。過電流繼電器和低電壓繼電器的整定原則與低 電壓啟動過電流保護相同。負序過電壓繼電器的動作電壓按躲過正常運行時的 負序濾過器出現(xiàn)的最大不平衡電壓來整定，通常取U 2.set = （0.060.12） Un該

56、定值較小，使負序電壓繼電器動作的靈敏度遠大于低電壓繼電器，所以，復(fù)合電壓啟動過電流保護在不對稱故障時電壓繼電器的靈敏度高。6.10 零序電流保護為什么在各段中均設(shè)兩個時限？答：在變壓器零序電流保護中，要考慮縮小故障影響范圍的問題。每段零序電流可設(shè)兩個時限，并以較短的時限動作于縮小故障影響范圍（跳母聯(lián)等），以較長的時限斷開變壓器各側(cè)斷路器。6.11 多臺變壓器并聯(lián)運行時，全絕緣變壓器和分級絕緣變壓器對接地保護的 要求有何區(qū)別？答：全絕緣變壓器在中性點處能夠承受與引出線處一樣的對地電壓，所以在所連接的系統(tǒng)發(fā)生單相接地同時又變?yōu)橹行渣c不接地時，其自身的絕緣強度可 以承受這種過電壓，但此時產(chǎn)生的零序過

57、電壓會危及其他電力設(shè)備的絕緣，必 須裝設(shè)零序電壓保護。零序電壓保護的動作電壓要躲過在部分中性點接地的電 網(wǎng)中發(fā)生單相接地時，保護安裝處可能出現(xiàn)的最大零序電壓；同時要在發(fā)生單 相接地且失去接地中性點時有足夠的靈敏度。分級絕緣變壓器是利用設(shè)置在變壓器中性點放電間隙上的零序電流元件來 檢測，當中性點電壓超過允許的電壓時，間隙放電，檢測到放電電流后迅速切 除變壓器。放電間隙此設(shè)施因氣象條件、連續(xù)放電的次數(shù)都可能會出現(xiàn)該動作 而確邑動作的情況，因此還需裝設(shè)零序電壓元件，作為間隙不能放電時的后備， 動作于切除變壓器，動作電壓和時限的整定方法與全絕緣變壓器的零序電壓保 護相同。第7章 發(fā)電機保護習(xí)題參考答案7.1 簡述發(fā)電機保護的配置。答：針對以上故障類型及不正常運行狀態(tài)，發(fā)電機應(yīng)裝設(shè)以下繼電保護裝 置。(1)對1MW以上發(fā)