《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答(第二版)》第六章

1、第六章電力變壓器保護(hù)1電力變壓器的不正常工作狀態(tài)和可能發(fā)生的故障有哪些？一般應(yīng)裝設(shè)哪些保護(hù)？答：變壓器的故障可分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。變壓器內(nèi)部故障系指變壓器油箱里面發(fā)生 的各種故障，其主要類型有：各相繞組之間發(fā)生的相間短路，單相繞組部分線匝之間發(fā)生的匝間短 路，單相繞組或引出線通過(guò)外殼發(fā)生的單相接地故障等。變壓器外部故障系指變壓器油箱外部絕緣 套管及其引岀線上發(fā)生的各種故障，其主要類型有：絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地(通過(guò)外 殼)短路，引岀線之間發(fā)生的相間故障等。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要包括：由于外部短路或過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流、油箱漏油造成的油 面降低、變壓器中性點(diǎn)電壓升高、由于外

2、加電壓過(guò)高或頻率降低引起的過(guò)勵(lì)磁等。為了防止變壓器在發(fā)生各種類型故障和不正常運(yùn)行時(shí)造成不應(yīng)有的損失，保證電力系統(tǒng)安全連 續(xù)運(yùn)行，變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下繼電保護(hù)裝置：(1)防御變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。(2)防御變壓器繞組和引出線多相短路、大接地電流系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞 組匝間短路的(縱聯(lián))差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。(3)防御變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)(或電流速斷保護(hù))后備的過(guò)電流保護(hù)(或復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、或負(fù)序過(guò)電流保護(hù))。(4)防御大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的零序電流保護(hù)。(5)防御變壓器對(duì)稱過(guò)負(fù)荷的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。(6)防御變壓

3、器過(guò)勵(lì)磁的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。2變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流是怎樣產(chǎn)生的(包括穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)情況下的不平衡電流)？答：變 壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流產(chǎn)生的原因如下。1.穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流(1)由于變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)不同，即各側(cè)電流互感器的飽和特性和勵(lì)磁電流不同而引起的不平衡電流。它必須滿足電流互感器的10%誤差曲線的要求。(2)由于實(shí)際的電流互感器變比和計(jì)算變比不同引起的不平衡電流。(3)由于改變變壓器調(diào)壓分接頭引起的不平衡電流。2.暫態(tài)情況下的不平衡電流(1)由于短路電流的非周期分量主要為電流互感器的勵(lì)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(lì)磁涌流，僅在變壓器一側(cè)

4、有電流。3變壓器勵(lì)磁涌流有哪些特點(diǎn)？目前差動(dòng)保護(hù)中防止勵(lì)磁涌流影響的方法有哪些？答：勵(lì)磁涌流有以下特點(diǎn)。(1)包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于時(shí) 間軸的一側(cè)。(2)包含有大量的高次諧波分量，并以二次諧波為主。(3)勵(lì)磁涌流波形之間出現(xiàn)間斷，如圖6-1所示。防止勵(lì)磁涌流影響的方法有：(1)采用具有速飽和鐵芯的差動(dòng)繼電器。(2)鑒別短路電流和勵(lì)磁涌流波形的區(qū)別，要求間斷角 為6065。利用二次諧波制動(dòng)，制動(dòng)比為15%20%。4變壓器比率制動(dòng)的差動(dòng)繼電器制動(dòng)線圈接法的原則是什么？答：通常要求該保護(hù)裝置在外部故障時(shí)具有可靠的選擇性，流人保護(hù)的制動(dòng)電流為最大；而在 內(nèi)部故障時(shí)，又有較高的靈敏度

5、。因此，差動(dòng)繼電器制動(dòng)線圈的接法原則一般為：(1)變壓器有電源側(cè)電流互感器如接人制動(dòng)線圈，則必須單獨(dú)接人，不允許經(jīng)多側(cè)電流互感器 并聯(lián)后接人制動(dòng)線圈。(2)變壓器無(wú)電源側(cè)電流互感器必須接入制動(dòng)線圈。5試述變壓器瓦斯保護(hù)的基本工作原理。答：瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)，能有效地反應(yīng)變壓器內(nèi)部故障。輕瓦斯繼電器由開(kāi)口杯、干簧觸點(diǎn)等組成，作用于信號(hào)。重瓦斯繼電器由擋板、彈簧、干簧觸 點(diǎn)等組成，作用于跳閘。正常運(yùn)行時(shí)，瓦斯繼電器充滿油，開(kāi)口杯浸在油內(nèi)，處于上浮位置，干簧觸點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)變壓器 內(nèi)部故障時(shí)，故障點(diǎn)局部發(fā)生高熱，引起附近的變壓器油膨脹，油內(nèi)溶解的空氣被逐岀，形成氣泡 上升，同時(shí)油和其他材料在電弧

6、和放電等的作用下電離而產(chǎn)生瓦斯。當(dāng)故障輕微時(shí)，排出的瓦斯緩 慢地上升而進(jìn)入瓦斯繼電器，使油面下降，開(kāi)口杯產(chǎn)生的支點(diǎn)為軸逆時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)動(dòng)，使干簧觸點(diǎn) 接通，發(fā)出信號(hào)。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障嚴(yán)重時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯，使變壓器內(nèi)部壓力突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕 方向沖擊，因油流沖擊擋板，擋板克服彈簧的阻力，帶動(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動(dòng)，使干簧觸點(diǎn)接 通，作用于跳閘。6為什么差動(dòng)保護(hù)不能代替瓦斯保護(hù)？答：瓦斯保護(hù)能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的任何故障，如鐵芯過(guò)熱燒傷、油面降低等，但差動(dòng)保護(hù)對(duì) 此無(wú)反應(yīng)。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(nèi)短路電流很大會(huì)造成局部繞組 嚴(yán)重過(guò)熱產(chǎn)生強(qiáng)烈的油流向油枕方向沖擊，但表

7、現(xiàn)在相電流上卻并不大，因此差動(dòng)保護(hù)沒(méi)有反應(yīng)， 但瓦斯保護(hù)對(duì)此卻能靈敏地加以反應(yīng)，這就是差動(dòng)保護(hù)不能代替瓦斯保護(hù)的原因。7，畫出Y,dll接線變壓器差動(dòng)保護(hù)的三相原理接線圖(標(biāo)出電流互感器的極性)。 答：Y, dll接線變壓III . 1勵(lì)涌漁波形的何阿角器差動(dòng)保護(hù)的三相原理接線圖，如圖62所示。8.畫出YN.yn.dll(Yo/Yo/A -12-11組變壓器差動(dòng)保護(hù)接線圖，并進(jìn)行相量分析：答:YN.yn.dll組變壓器差動(dòng)保護(hù)接線如圖6-3(a)所示。其電流互感器二次線電流，高壓側(cè)為中壓側(cè)為1a 11a 11b 1b 11b 11c 1cPc Pal低壓側(cè)為la. Ib、Ic與一次線電流同相，

8、正常時(shí)流入A相差動(dòng)線圈的電流為Ia(IalIa)O流人B相和C相差動(dòng)線圈的電流也同樣為零。9試?yán)L制用于中性點(diǎn)直接接地的Y, d5接線的三相變壓器三相三繼電器式差動(dòng)保護(hù)交流回路的原理圖(圖中標(biāo)明極性)。答：設(shè)丫側(cè)三相端子為A、B、C,側(cè)三相端子為3、b、Co三相三繼電器式的差動(dòng)保護(hù)(b)交流回路原理接線圖及相量圖，如圖64所示。由圖可知10有一臺(tái)Y, dll接線的變壓器，在其差動(dòng)保護(hù)帶負(fù)荷檢查時(shí)，測(cè)得其Y側(cè)電流互感器電流 相位關(guān)系為lb超前Ial50, la超前Ic60, Ic超前Ibl50 ,且lb為8.65A, IaIc5A,試分析變壓器Y側(cè) 電流互感器是否有接線錯(cuò)誤，并改正之（用相量圖分析

9、）。-骸=餐答：變壓器Y側(cè)電流互感器A相極性接反，其接線及相量圖如圖65所示。此時(shí)：lb超前l(fā)a為150,I a超前I c為60 ,Ic超前l(fā)b為150 ,其中l(wèi)b為Ic、la的3倍，有（b）改正：改變A相電流互感器繞組極性后，其正確接線后即為felalfda特=嶺-嶺I c I c I a11 BCH-2型差動(dòng)繼電器有幾組線圈？各線圈的作用是什么？如何整定？答：差動(dòng)繼電器有差動(dòng)線圈，平衡I線圈，平衡II線圈和短路線圈。(1)差動(dòng)線圈具有動(dòng)作作用。(2)平衡線圈是補(bǔ)償由于變壓器兩側(cè)電流互感器二次電流不等使速飽和變流器的磁化達(dá)到平衡。(3)短路線圈作用是為了躲避勵(lì)磁涌流。其整定程序如下：(1)按

10、同一容量列表計(jì)算額定電壓、一次額定電流、TA接線方式、電流互感器變比、次額定電流。然后確定基本側(cè)電流。(2)差動(dòng)電流的確定。1)躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流I op 1.31N2）躲過(guò)最大不平衡電流lop Krel（Kl fi U f ）Ik,max式中Krcl 可靠系數(shù)；Ki同型系數(shù)；fl電流互感器最大相對(duì)誤差，取0.1；U由于調(diào)壓引起的相對(duì)誤差；f變比不能完全補(bǔ)償?shù)南鄬?duì)誤差；Ik?max_一最大短路電流。(3)計(jì)算基本側(cè)二次動(dòng)作電流求出動(dòng)作安匝(差動(dòng)繞組匝數(shù)和平衡繞組I的匝數(shù)之和)60(4)確定平衡繞組II的匝 數(shù)11MP 1 Opop“NtalOPNbal Nop 2 Nd(Nd Nbal )1

11、1 (Nd Nbal )1(5)匝數(shù)誤差f的復(fù)核?bal?bal ?pr fbal bal ?Pr0.05Kbal貼式中Nbal 計(jì)算的平衡線圈II的匝數(shù)；NbaUpr使用的平衡線圈II的匝數(shù)。(6)校驗(yàn)靈敏系 數(shù)。12 .一臺(tái)雙繞組降壓變壓器的容量為15MVA,電壓比為35kV25% / 6.6kV , Y, dll接線；差動(dòng)保護(hù)采用BCH-2型繼電器。求BCH-2型繼電器差動(dòng)保護(hù)的整定值。已知：6.6kV外部短路時(shí)最大三相短路電流為9420A ,最小三相短路電流為7300A(已歸算到6.6kV側(cè))；35kV側(cè)電流互感器變比為600 / 5, 6.6kV側(cè)電流互感器變比為1500/5；可靠系

12、數(shù)K“i =1.3 解：按以下步驟進(jìn)行計(jì)算：(1)算出各側(cè)一次額定電流； 確定二次回路額定電流。 由于6.6kV側(cè)的二次回路額定電 流大于35kV側(cè)的，因此6.6kV側(cè)為基本側(cè)(第I側(cè))。計(jì)算保護(hù)裝置6.6kV側(cè)的一次動(dòng)作電流。1)躲過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流hop1.31 N1.3 1315 1710A2)躲過(guò)最大不平衡電流IlopKrelfKlfiU f)Ik,max1.3(1 0.1 0.05 0.05)9420 2450因此，一次動(dòng)作電 流選用2450A o(3)確定線圈接法及匝數(shù)。平衡線圈I、II分別接于6.6kV及35kV狽9。計(jì)算基本側(cè)一次動(dòng)作電流Ilop1 2oplop K 112基本側(cè)

13、匝數(shù)N?baAN0 60=7.35匝。12op8.16選擇實(shí)用工作匝數(shù)N?pr=7匝， 即Nc?pr6匝,Nbal?pr在實(shí)用匝數(shù)下，6.6kV側(cè)繼電器的動(dòng)作電流為kopANo.=8.56A N?腴7(4)確定35kV側(cè)平衡線圈匝數(shù)Nbal?ba N 7pr1Nc?pr 74386 2.6匝匕玄呱伽廣阿實(shí)用匝數(shù)取Nbal?pr=3匝。(5)計(jì)算由于實(shí)用匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差fNbal ?ba gl ?p2.6 3Nbal ?baNbal ?pr2 6 30.0465因f v0.05 ,故不需核算動(dòng)作電流。(6)初步確定短路線圈抽頭：選cc ,抽頭(該抽頭在繼電器內(nèi)部)。(7)校核靈

14、敏系數(shù)。最小運(yùn)行方式，6.6kV側(cè)兩相短路的最小短路電流為6320A ,相當(dāng)于35kV側(cè)短路電流6320- = 1192A353 1192ANoI 2pj?jtig7pr172 _2.S8L2512op 6.67圖6-6所示為確定BCH-2型差動(dòng)繼電器各線圈極性關(guān)系圖。245018.1630017他6.67A13試述BCH-2型差動(dòng)繼電器的工作原理。答：BCH-2型差動(dòng)繼電器是具有比較良好的躲過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流特性的差動(dòng)繼電器。它由速飽 和變流器和執(zhí)行元件(DL-11 / 0.2型電流繼電器)兩部分組成，其結(jié)構(gòu)原理如圖67所刀Iom 6-7 r- -亠一一速飽和變流器A、C兩邊柱的截面相等，并各

15、為中間柱B截面的一半。速飽和變流器上繞有 以下線圈：(1)差動(dòng)線圈Nd和兩個(gè)平衡線圈N向1、Nbal2同向繞在中間柱B上，它們都起動(dòng)作線圈的作用。流過(guò)它們的電流Id產(chǎn)生的磁通d口中間柱經(jīng)兩邊柱A(d?BA)、C(d?BC)構(gòu)成兩個(gè)閉合回路。(2)二次線圈 2 繞在C邊柱上，并與執(zhí)行元件相連接。(3)短路線圈分為Nk、Nk兩部分，分別繞在中間柱B和邊柱 上在B、A兩柱所構(gòu)成的閉戒路內(nèi).血與Nk的繞向相同。Nk的匝數(shù)為Nk匝數(shù)的。短路線圈內(nèi)的電流Ik是d在Nk中的感應(yīng)電流。h流過(guò)Nk、Nk,又分別在B柱和 柱中產(chǎn)生磁通 嚴(yán)ko k自B柱經(jīng)兩邊柱A(k?BA)、C(k?BC)構(gòu)成兩個(gè)閉合回路。k自A

16、柱經(jīng)中間柱B(k?AB)、邊柱C(k?AC)構(gòu)成兩個(gè)閉合回路。k與d方向相反，故k屬于去磁性質(zhì)。C柱內(nèi)的合成磁通(d?BC+ k?AC-k?BC)在N2中感應(yīng)的電流達(dá)一定值時(shí),執(zhí)行元件動(dòng)作。由此可以看岀，繼電器動(dòng)作是靠?jī)蓷l傳變路徑實(shí)現(xiàn)的：一條是從Nd(d?BC)直接傳變到N2中；另一條是由Nd先傳變到Nk在其內(nèi)感應(yīng)電流Ik,再由Nk(k?Ac)傳變到N2中，這個(gè)傳變稱為二次傳變。當(dāng)變壓器空載投入或在其縱差保護(hù)范圍外短路時(shí)，Nd(或Nd、Nball. Nbal2)中流過(guò)含有較大非周期分量的勵(lì)磁涌流或不平衡電流。非周期分量電流是衰減的直流電流，它極少能傳變到短路線圖Nk、Nk和二次線圈N2,而是作

17、為勵(lì)磁電流產(chǎn)生直流磁通使變流器鐵芯迅速飽和，從而使鐵芯的磁阻大大增大，這就會(huì)使C柱中的磁通d?BC大大減小。另外，再看短路線圈的作用，由于磁路飽和，使Ik減小，IkNk、IkNk也隨之減小。由于A柱到C柱的磁路較長(zhǎng)，漏磁增大，使C柱中的助磁磁通K?AC大為減?。欢鳥(niǎo)柱到C柱的磁路較短，漏磁相對(duì)較小， 所以C柱中的去磁磁通k?BC的減小不彖k?AC減小得那么顯著，但仍有一定的去磁作用，因此C柱中的 合成磁通(d?BC+k?ACk?BC )減小得很多。這就是說(shuō)，由于非周期分量電流的作用，要想使繼電器動(dòng)作，就得增大Nd中的正弦電流。此即BCH-2型繼電器具有良好的躲過(guò)勵(lì)磁涌流特性的根本原因。14帶制

18、動(dòng)特性的BCH-1型差動(dòng)繼電器的工作原理。答：BCH-1型差動(dòng)繼電器是由一個(gè)電流繼電器和一個(gè)具有制動(dòng)線圈的速飽和變流器構(gòu)成。其躲 避變壓器勵(lì)磁涌流的性能依靠速飽和變流器實(shí)現(xiàn)，當(dāng)區(qū)外故障不平衡電流增加，為使繼電器動(dòng)作電流 隨不平衡電流的增加而提高動(dòng)作值，因此設(shè)有制動(dòng)線圈。當(dāng)制動(dòng)線圈通過(guò)電流時(shí)，產(chǎn)生的磁通僅流過(guò) 兩邊柱而不流過(guò)中間柱并在相等的二次線圈中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)相反，因而二次線圈輸出電壓為零，即 制動(dòng)線圈和差動(dòng)線圈、二次線圈之間沒(méi)有互感，因此制動(dòng)安匝僅用于來(lái)磁化速飽和變流器的鐵芯，惡 化了差動(dòng)線圈與二次線圈之間的傳變作用，使繼電器動(dòng)作值增大，因此繼電器的基本原理是交流助磁 制動(dòng)，即利用穿越電流

19、來(lái)改變速飽和變流器的飽和狀況。15 BCH型差動(dòng)繼電器進(jìn)行可靠系數(shù)檢驗(yàn)的意義何在？怎樣對(duì)可靠系數(shù)進(jìn)行調(diào)整？答：變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，BCH型繼電器不但應(yīng)該動(dòng)作，且要求有足夠的靈敏度。 可靠系數(shù)就是對(duì)該項(xiàng)要求的考核指標(biāo)。它是以無(wú)制動(dòng)情況下繼電器在起始動(dòng)作安匝時(shí)執(zhí)行元件的動(dòng)作 電流IOP70為基準(zhǔn)，然后再拿繼電器2倍動(dòng)作安匝下執(zhí)行元件的動(dòng)作電流IOP72與其相比較，其比值稱可靠系數(shù)。檢驗(yàn)規(guī)程要求BCH型差動(dòng)繼電器2倍動(dòng)作電流可靠系數(shù)K“W?21.2o當(dāng)K“i不能滿足要求時(shí)，應(yīng)降低執(zhí)行元件的動(dòng)作電壓，這時(shí)雖然可靠系數(shù)增】op?0大，但直流助磁特性曲線陡度變小，躲過(guò)勵(lì)磁涌流的性能減弱，因此在做

20、整試BCH型繼電器的調(diào) 驗(yàn)時(shí)要兩者兼顧。16檢驗(yàn)規(guī)程對(duì)BCH型差動(dòng)繼電器的整組伏安特性是怎樣要求的？若不符合要求應(yīng)怎樣調(diào)整？答：繼電保護(hù)檢驗(yàn)規(guī)程對(duì)于BCH型差動(dòng)繼電器的伏安特性的要求是：2倍動(dòng)作安匝時(shí)，執(zhí)行元 件端子上的電壓U 2與1倍動(dòng)作安匝時(shí)執(zhí)行元件端子上的電壓Ui之比-1.15；5倍動(dòng)Ui作安匝時(shí)，執(zhí)行元件端子上的電壓Us與Ui之比vs1.3o-Ui若試出的伏安特性曲線不符合要求，可改變速飽和變流器鐵芯的組合方式。鐵芯的硅鋼片在每片 對(duì)疊時(shí)伏安特性最高，特別是對(duì)伏安特性的開(kāi)始部分提高得更顯著。每數(shù)片一組對(duì)疊時(shí)，伏安特性就低些，且每組的片數(shù)越多，伏安特性就越低。在改變鐵芯組合時(shí)，只需把速飽

21、和變流器從繼電器底座上卸下，擰掉緊固鐵芯的螺釘即可進(jìn)行，而不需要拆掉各繞組抽頭引向面 板背面的螺絲。17簡(jiǎn)述BCH-1型差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性檢驗(yàn)要求，并畫出其試驗(yàn)接線圖答：其試驗(yàn)接線圖如圖68所示。設(shè)：IA1為制動(dòng)電流，Nbra=14匝;IA2為動(dòng)作電流,Nop = Nd + Nbal =39匝。試驗(yàn)時(shí)，先加IA1,再增加IA2,測(cè)其動(dòng)作值lop。則制動(dòng)安匝二14 IA1,動(dòng)作安匝=391A2 =391op O錄取制動(dòng)電流滯后于動(dòng)作電流的角為0 , 30 , 60 , 90情況下的制 動(dòng)特性曲線，如圖69所示。0 ,動(dòng)作電流接UAB；30 ,動(dòng)作電流接UOB60 ,動(dòng)作電流接UCB；90 ,動(dòng)

22、作電流接Uco檢驗(yàn)要求：所有曲線應(yīng)在廠家供給的制動(dòng)特性曲線最高與最低兩條曲線之間。當(dāng)制動(dòng)安匝為280安匝時(shí)，動(dòng)作安匝為252375安 匝。18簡(jiǎn)述BCH-2型差動(dòng)繼電器的直流助磁特性檢驗(yàn)要求， 并畫岀其試驗(yàn)接線圖。 答：其試驗(yàn)接線圖，如圖610所示。直流加到差動(dòng)線圈（20匝）。19交流加到平衡線圈(19匝)，交流動(dòng)作電流為MIAI試驗(yàn)時(shí)先加直流，然后加交流，直至繼電器動(dòng)作，記下直流值及交流動(dòng)作值，Kd及求出值。式中I電流表A2讀數(shù)；I電流表A1讀數(shù)；IOP70無(wú)直流助磁時(shí)交流動(dòng)作電流。要求值 n 廠家的規(guī)定值，Kd值達(dá)到0.5。 圖6-11為其直流助磁特性曲線。19 諧波制動(dòng)的變壓器差動(dòng)保護(hù)中

23、為什么要設(shè)置差動(dòng)速斷元件？答：設(shè)置差動(dòng)速斷元件的主要原因是：為防止在較高的短路電流水平時(shí)，由于電流 互感器飽和產(chǎn)生高次諧波量增加，產(chǎn)生極大的制動(dòng)力矩而使差動(dòng)元件拒動(dòng)，因此設(shè)置差 動(dòng)速斷元件，當(dāng)短路電流達(dá)到410倍額定電流時(shí)，速斷元件快速動(dòng)作岀口。20 .變壓器差動(dòng)保護(hù)用的電流互感器，在最大穿越性短路電流時(shí)其誤差10%,此時(shí)應(yīng)超過(guò)采取哪些措施來(lái)防止差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作？答：此時(shí)應(yīng)采取下列措施：(1)適當(dāng)?shù)卦黾与娏骰ジ衅鞯淖兞鞅取?2)將兩組電流互感器按相串聯(lián)使用。(3)減小電流互感器二次回路負(fù)載。(4)在滿足靈敏度要求的前提下，適當(dāng)?shù)靥岣弑Ｗo(hù)動(dòng)作電流。21試述比率制動(dòng)縱差保護(hù)的簡(jiǎn)易整定法。答：縱差保護(hù)

24、為防止區(qū)外故障引起不平衡的差動(dòng)電流造成誤動(dòng)作，采取了比率制動(dòng)特性。理想的制動(dòng)特性曲線為通過(guò)原點(diǎn)，且斜率為制動(dòng)系數(shù)Kbi的一條直線，如圖612中的BC直線。在變壓器內(nèi)部短路，當(dāng)短路電流較小時(shí)，具有無(wú)制動(dòng)0.951AI偏移系數(shù)Kdh,相對(duì)動(dòng)作電流系數(shù)業(yè)3op,0隨制動(dòng)電流不斷變化，故整定的比率制動(dòng)系數(shù)K,實(shí)質(zhì)上是折線的斜率m。作用，使之靈敏動(dòng)作，為此制動(dòng)特性是具有一段水干線的 比率制動(dòng)特性如圖6-10中的ABC折線。水平線的動(dòng)作電流稱最小動(dòng)作電流IoP7min ,繼電器開(kāi)始具有制動(dòng)作用的最小制動(dòng)電流稱拐點(diǎn)電流Ibra?min ,由于制動(dòng)特性曲線中折線不一定通過(guò)原點(diǎn)0 ,如圖ABD折 線，只有斜率I

25、opIop?minibra1bra? min為常數(shù),Kop而制動(dòng)系數(shù)KKP卻為防止區(qū)外故障時(shí)誤動(dòng)，依靠的是制動(dòng)系數(shù)K,而不是斜率m,因此必須使各點(diǎn)的K值 均滿足選擇性及靈敏性，使繼電器的制動(dòng)特性曲線位于理想的制動(dòng)特性曲線上部。制動(dòng)特性曲線由下述三個(gè)定值決定: 比率制動(dòng)系數(shù)Kb。(2)拐點(diǎn)電流I bra?min(3)最小動(dòng)作電流1op ?min 1.比率制動(dòng)系數(shù)Kb的整定KbKrel(KlfiUf)式中K可靠系數(shù)，取1.31.5；Ki電流互感器同型系數(shù)，取1. 0；fl電流互感器的最大相對(duì)誤差，滿足10%誤差，取0.1；U變壓器由于調(diào)壓所引起的相對(duì)誤差，取調(diào)壓范圍的一半；f變壓器經(jīng)過(guò)電流互感器(

26、包括自耦變流器)變比，不能完全補(bǔ)償所產(chǎn)生的相對(duì)誤差。 微機(jī)保護(hù)軟件可以完全補(bǔ)償，f=o。Kb般在0.30.5中選取。2.拐點(diǎn)電流1bra? min的整定一般整定在(0.81.0)倍變壓器額定電流，微機(jī)保護(hù)整定為變壓器額定電流。3.最小動(dòng)作電流1op?min的整定按滿足制動(dòng)特性的要求整定，使制動(dòng)系數(shù)不隨制動(dòng)電流而變化，則最小動(dòng)作電流與拐點(diǎn)電流相互 關(guān)系如下：設(shè)變壓器額定電流IN的標(biāo)么值為10,當(dāng)拐點(diǎn)電流為10,貝IJ IopTmin =Kb當(dāng)拐點(diǎn)電流為KI N值時(shí)，貝ijl op?min = KKb按上述整定，均能滿足選擇性和靈敏系數(shù)，可不再校驗(yàn)靈敏系數(shù)。22試述變壓器零序縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。答：變壓

27、器星形接線的一側(cè)，如中性點(diǎn)直接接地，則可裝設(shè)變壓器零序縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。零序差動(dòng) 回路由變壓器中性點(diǎn)側(cè)零序電流互感器和變壓器星形側(cè)電流互感器的零序回路組成。該保護(hù)對(duì)變壓器 繞組接地故障反應(yīng)較靈敏。同樣，對(duì)自耦變壓器也可設(shè)置零序縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，要求高壓側(cè)、中壓側(cè)和 中性點(diǎn)側(cè)的電流互感器應(yīng)采用同類型電流互感器，而且各側(cè)的變比相等。從運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，零序縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用工作電壓和負(fù)載電流檢驗(yàn)零序縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)接線的正確性 較困難。在外部接地故障，有由于極性接錯(cuò)而造成的誤動(dòng)作，該保護(hù)的正確動(dòng)作率較低。差動(dòng)繼電器可采用BCH-2型速飽和差動(dòng)繼電器或比率制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器。23對(duì)新安裝的差動(dòng)保護(hù)在投入運(yùn)行前應(yīng)做哪些

28、試驗(yàn)？答：對(duì)其應(yīng)做如下檢查。(1)必須進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)相位和差電壓(或差電流)，以檢查電流回路接線的正確性。1)在變壓器充電時(shí)，將差動(dòng)保護(hù)投入。2)帶負(fù)荷前將差動(dòng)保護(hù)停用，測(cè)量各側(cè)各相電流的有效值和相位。3)測(cè)各相差電壓(或差電流)。(2)變壓器充電合閘5次，以檢查差動(dòng)保護(hù)躲勵(lì)磁涌流的性能。24運(yùn)行中的變壓器瓦斯保護(hù)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行什么工作時(shí)，重瓦斯保護(hù)應(yīng)由“跳閘”位置改為“信號(hào)”位置運(yùn)行。答：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行下述工作時(shí)重瓦斯保護(hù)應(yīng)由“跳閘”位置改為“信號(hào)”位置運(yùn)行。(1)進(jìn)行注油和濾油時(shí)。(2)進(jìn)行呼吸器暢通工作或更換硅膠時(shí)。(3)除采油樣和瓦斯繼電器上部放氣閥放氣外，在其它所有地方打開(kāi)放氣、放油和進(jìn)油閥

29、門時(shí)。(4)開(kāi)、閉瓦斯繼電器連接管上的閥門時(shí)。(5)在瓦斯保護(hù)及其二次回路上進(jìn)行工作時(shí)。(6)對(duì)于充氮變壓器，當(dāng)油枕抽真空或補(bǔ)充氮?dú)鈺r(shí)，變壓器注油、濾油、更換硅膠及處理呼吸器 時(shí)，在上述工作完畢后，經(jīng)lh試運(yùn)行后，方可將重瓦斯投入跳閘。25何謂復(fù)合電壓過(guò)電流保護(hù)？答：復(fù)合電壓過(guò)電流保護(hù)是由一個(gè)負(fù)序電壓繼電器和一個(gè)接在相間電壓上的低電壓繼電器共同組 成的電壓復(fù)合元件，兩個(gè)繼電器只要有一個(gè)動(dòng)作，同時(shí)過(guò)電流繼電器也動(dòng)作，整套裝置即能啟動(dòng)。該保護(hù)較低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)在后備保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，有較高的靈敏度。(2)在變壓器后發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，電壓?jiǎn)?dòng)元件的靈敏度與變壓器的接線

30、方式無(wú)關(guān)。(3)由于電壓?jiǎn)?dòng)元件只接在變壓器的一側(cè)，故接線比較簡(jiǎn)單。26在Y, dll接線變壓器側(cè)發(fā)生某一種兩相短路時(shí)，對(duì)Y側(cè)過(guò)電流和低電壓保護(hù)有何影響？ 如何解決？答：在Y, dll接線變壓器的側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)，設(shè)短路電流為h在Y側(cè)有兩相的相電有 相的相電流為2Ik如果只有兩相有電流，繼電器則有I2的兩相短路機(jī)率短路電流減少一半。在狽9,非故障相電壓為正常電壓，故障相的相間電壓降低，當(dāng)變壓器側(cè)出口故障時(shí)， 相間電壓為0V但反應(yīng)到Y(jié)側(cè)的相電壓有一相為0V,另兩相為大小相等、方向相反的相電壓。此 時(shí)，Y側(cè)繞組接相間電壓時(shí)，就不能正確反映故障相間電壓；如Y側(cè)繞組接相電壓，則在Y側(cè)發(fā)生兩 相短路時(shí)也

31、不能正確反映故障相間電壓。(1)變壓器Y側(cè)的電流互感器為接法，則需每相均設(shè)電流繼電器，即三相式電流繼電器；如為兩 相式電流互感器，則B相電流繼電器接中性線電流(一B相)。(2)變壓器高低壓兩側(cè)均設(shè)三個(gè)電壓元件接相間電壓，即6塊電壓繼電器，或設(shè)負(fù)序電壓元件和 單元件低壓元件(接相間電壓)。27為防止變壓器、發(fā)電機(jī)后備阻抗保護(hù)電壓斷線誤動(dòng)應(yīng)采取什么措施答：必須同時(shí)采取下述 措施。(1)裝設(shè)電壓斷線閉鎖裝置。(2)裝設(shè)電流增量元件或負(fù)序電流增量元件作為啟動(dòng)元件。28變壓器中性點(diǎn)間隙接地的接地保護(hù)是怎樣構(gòu)成的？答：變壓器中性點(diǎn)間隙接地的接地保護(hù)采用零序電流繼電器與零序電壓繼電器并聯(lián)方式，帶有0.5s的

32、限時(shí)構(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，在放電間隙放電時(shí)有零序電流，則使設(shè)在放電間隙接地一端的專用電流 互感器的零序電流繼電器動(dòng)作；若放電間隙不放電，則利用零序電壓繼電器動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生間歇性弧光 接地時(shí)，間隙保護(hù)共用的時(shí)間元件不得中途返回，以保證間隙接地保護(hù)的可靠動(dòng)作。29何謂變壓器的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)？答：根據(jù)變壓器的電壓表達(dá)式U4.44fNBS10s,可以寫出變壓器的工作磁密B的表達(dá)式為81(BK4.44NsVK對(duì)于給定的變壓器，K為一常數(shù)；K = 4：NSU / f成正比，即電壓升高或頻率下降4yrr1.8T,飽和工作磁密Bs = 1.92.0T,兩者相差不大。勵(lì)磁電流增加，特別是在鐵芯飽和之后，勵(lì)磁電流

33、要急劇增大，造成變壓器過(guò)勵(lì)磁。過(guò)勵(lì)磁會(huì)使鐵損 增加，鐵芯溫度升高；同時(shí)還會(huì)使漏磁場(chǎng)增強(qiáng)，使靠近鐵芯的繞組導(dǎo)線油箱壁和其它金屬構(gòu)件產(chǎn)生 渦流損耗，發(fā)熱，引起高溫，嚴(yán)重時(shí)要造成局部變形和損傷周圍的絕緣介質(zhì)。因此，對(duì)于現(xiàn)代大型變 壓器，應(yīng)裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。反應(yīng)比值U/f的過(guò)勵(lì)磁繼電器已得到應(yīng)用。(6-1)頻率;式中N繞組匝數(shù)；S鐵芯截面積;由式(61)看岀，工作磁密B與電壓、頻率之比BN占” =(1700018000) 104 = 1.7當(dāng)U/f增加時(shí)，工作磁密B增加，使變壓器會(huì)使工作磁密增加。現(xiàn)代大型變壓器，額定工作磁密30雙繞組自耦變壓器兩側(cè)電量是什么關(guān)系答：雙繞組自耦變壓器接線如圖6-13所示：

34、由圖6-11(c)可知，Ni稱為串聯(lián)繞組，2 稱為公共繞組。顯然變壓器的原方繞組為NI+N2,副方繞組為N2,故自耦變壓器的變比為U1N1N2n1212U 2N2或】ni21 N2從電流來(lái)看，12a II h,式中II原方電流，是串接電流;12公共繞組中的電流。根據(jù)磁勢(shì)平衡方程得于是可得出兩側(cè)電量的關(guān)系為SN引lU13l2aU2，稱為自耦變壓器的額定容量，也稱最大容量或通過(guò)容量。而公共繞組中的容量(稱計(jì)算容量)為：1S2引2U 2引2alU2m2Nil 2aN2I1UioI1(N1N2)kaNzO,(64)由式(6-3)式(64),得IINII2N20N112 11(1112 1)111N2I

35、2a ,n12(6- 5)J_SN1n12由上面兩式可知：自耦變壓器兩側(cè)額定容量相等，為SN,IISN。如n12 =2,則SZSN,即公共繞組容量為額定容量的一半。m22而公共繞組容量?jī)H為S2 =31三繞組自耦變壓器各側(cè)電量的關(guān)系是什么答：三繞組自耦變壓器原理接線如圖614所示。各繞組的有關(guān)符號(hào)和上題雙繞組一樣，只是加 了第3繞組 2。由圖614可知：高、中壓繞組之間的電量關(guān)系與雙繞組自耦變壓器完全一樣。而高、低壓繞組 和中、低壓繞組之間的電量關(guān)系和普通磁耦合的關(guān)系一樣。按中、低壓繞組傳輸功率的關(guān)系看，由于公共繞組中，只能通過(guò)電流【2故低壓繞組的最大容量只能等于自耦變壓器的計(jì)算容量，即S3 3

36、U 3I3SN1m21如果n 122 ,則SSISN,即低壓繞組只有高、中壓繞組容量的21/2。當(dāng)高、中壓之間的1變比m2為2時(shí)，高、中、低三側(cè)的容量關(guān)系為：l:l：2o32自耦變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)有什么特點(diǎn)？答：由于三繞組自耦變壓器各側(cè)繞組的容量關(guān)系不一樣，即為S1：S2：S3=1:1:1，這就和功率傳送的方向有關(guān)系了，否則可能岀現(xiàn)一側(cè)、兩側(cè)不過(guò)負(fù)荷，而另一側(cè)就m2過(guò)負(fù)荷了。因此不能以一側(cè)不過(guò)負(fù)荷來(lái)決定其他側(cè)也不過(guò)負(fù)荷，一般各側(cè)都應(yīng)設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，至少要在送電側(cè)和低壓側(cè)各裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。33怎樣做自耦變壓器零序差動(dòng)保護(hù)相量檢查?其相量檢查做法如下，。(1)取任一側(cè)電壓互感器電壓為基準(zhǔn)電答:壓。(2

37、)將220kV、llOkV和公共側(cè)B、C相電流互感器二次短路并與差回路斷開(kāi)，此 時(shí)差回路僅流人A相電流，分別測(cè)三側(cè)電流 值、電流相位和繼電器差電壓，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)停 運(yùn)時(shí)，220kV和公共側(cè)電流相位相同，其相 量與llOkV側(cè)電流相位差180 o(3)將低壓側(cè)帶負(fù)荷，差電壓不應(yīng)有大的變化。(4)短接C、A相電流互感器，差回路通人B相電流，測(cè)試結(jié)果應(yīng)同(2)項(xiàng)。(5)短接A、B相電流互感器，差回路通人C相電流，測(cè)試結(jié)果應(yīng)同(2)項(xiàng)。(6)零序差動(dòng)保護(hù)正確接線如圖6-15所示。34變壓器微機(jī)保護(hù)裝置有什么特點(diǎn)？其設(shè)計(jì)要求是什么？答：微機(jī)保護(hù)裝置較常規(guī)保護(hù)有下述特點(diǎn)：(1)性能穩(wěn)定，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，功能全，

38、體積小。(2)可靠性高，自檢功能強(qiáng)。(3)靈活性高，硬件規(guī)范化、模塊化，互換性好，軟件編制可標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，便于功能的擴(kuò) 充。(4)調(diào)試、整定、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便。(5)具有可靠的通信接口，接入廠、站的微機(jī)，可使信息分析處理后集中顯示和打印。變壓器微 機(jī)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)要求：(1) 220kV及以上電壓等級(jí)變壓器配置兩套獨(dú)立完整的保護(hù)(主保護(hù)及后備保護(hù)),以滿足雙重 化的原則。(2)變壓器微機(jī)保護(hù)所用的電流互感器二次側(cè)采用丫接線，其相位補(bǔ)償和電流補(bǔ)償系數(shù)由軟件實(shí) 現(xiàn)，在正常運(yùn)行中顯示差流值，防止極性、變比、相別等錯(cuò)誤接線，并具有差流超限報(bào)警功能。(3)氣體繼電器保護(hù)跳閘回路不進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置，直接作用于跳閘，以保證可靠性，但用觸點(diǎn) 向微機(jī)保護(hù)裝置輸入動(dòng)作信息顯示和打印。(4)設(shè)有液晶顯示，便于整定、調(diào)試、運(yùn)行監(jiān)視和故障、異常顯示。(5)具備高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)接口及打印功能。35試述變壓器微機(jī)差動(dòng)保護(hù)的比率制動(dòng)特性曲線的測(cè)試方法。答：常規(guī)保護(hù)測(cè)試制動(dòng)特性曲線可在差動(dòng)繞組與制動(dòng)繞組分別通動(dòng)作電流及制動(dòng)電流，但 微機(jī)差動(dòng)保護(hù)只能在高、低壓側(cè)模擬區(qū)外故障通人電流測(cè)試，因此需要經(jīng)過(guò)計(jì)算求得動(dòng)作電流和制動(dòng) 電流。