电力系统继电保护实用技术问答.docx

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电力系统继电保护实用技术问答

电力系统继电保护基础知识第一章

一、电力系统继基本知识

6、我国电力系统中中性点接地方式有哪几种？

它们对继电保护的原则要求是什么？

答：

我国电力系统中中性点接地方式有三种：

①中性点直接接地方式；②中性点经消弧线圈接地方式；③中性点不接地方式。

110kV及以上电网的中性点均采用第①种接地方式。

在这种系统中，发生单相接地故障时接地短路电流很大，故称其为大接地电流系统。

在大接地电流系统中发生单相接地故障概率较高，可占总短路故障的70%左右，因此要求其接地保护能灵敏、可靠、快速地切除接地短路故障，以免危及电气设备的安全。

3~35kv电网的中性点采用第②或③种接地方式。

在这种系统中，发生单相接地障时接地短路电流很小，故称其为小接地电流系统。

在小接地电流系统中发生单相接地故障时，并不破坏系统线电压的对称性，系统还可以继续运行1~2h。

同时，绝缘监察装置发出无选择信号，可由值班人员采取措施加以消除。

只有在特殊情况或电网比较复杂、接地电流比较大时，根据技术保安要求，才装设有选择性的接地保护，动作于信号或跳闸。

所以小接地电流系统的接地保护带有很大的特殊性。

16、小接地电流系统中，为什么采用中性点经消弧线圈接地？

答：

中性点非直接接地系统发生单接地故障时，接地点将通过接地线路对应电压等级电网的全部对地电容电流。

如果此电容电流相当大，就会在接地点产生间歇性电弧，引起过电压，从而时非故障相对地电压极大增加。

在电弧接地过电压作用下，可能导致绝缘损坏，造成两点或多点的接地短路，使事故扩大。

为此，我国采取的措施是：

当各级电压电网单相接地故障时，如果接地电容电流超过一定数值（35kv电网为10A，10kv电网为10A，3~6kv电网为30A），就在中性点装设消弧线圈，其目地市利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，以致自动熄弧，保证继续供电。

17、什么是消弧线圈的欠补偿、全补偿、过补偿？

答：

中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少。

通常这种补偿有三种不同的运行方式，即欠补偿、全补偿、过补偿。

（1）欠补偿。

补偿后电感电流小于电容电流，或者说补偿的感抗大于线路容抗，

电网以欠补偿的方式运行。

（2）过补偿。

补偿后电感电流大于电容电流，或者说补偿的感抗小于线路容抗，

电网以过补偿的方式运行。

（3）全补偿。

补偿后电感电流等于电容电流，或者说补偿的感抗小于线路容抗，

电网以全补偿的方式运行。

18、中性点经消弧线圈接地系统为什么普遍采用过补偿运行方式？

答：

中性点经消弧线圈接地系统采用全补偿时，无论不对称电压的大小如何，都将因发生串联谐振而使消弧线圈感受到很高的电压。

因此，要避免全补偿运行方式的发生，而采用过补偿的方式或欠补偿的方式。

实际上一般都采用过补偿的运行方式，其主要原因如下。

．

（1）欠补偿电网发生故障时，容易出现数值很大的过电压。

例如，当电网中因故障或其它原因而切除部分线路后，在欠补偿电网中就可能形成全补偿的运行方式而造成串联谐振，从而引起很高的中性点位移电压与过电压，在欠补偿电网中也会出现很大的中性点位移而危机绝缘。

只要采用欠补偿的运行方式，这一缺点是无法避免的。

（2）欠补偿电网在正常运行时，如果三相不对成度较大，还有可能出现数值很大的铁磁谐振过电压。

这种过电压是因欠补偿的消弧线圈（它的）和线路电容

发生铁磁谐振引起。

如采用过补偿的运行方式，就不会出现这种铁磁谐振现象。

（3）电力系统往往是不断发展和扩大的，电网的对地电容亦将随之增大。

如采用过补

偿，原装的消弧线圈仍可以继续使用一段时期，至少是由过补偿转变为欠补偿运行；但如果原来就采用欠补偿的运行方式，则系统已有发展就必须立即增加补偿容量。

（4）由于过补偿时流过接地点的是电感电流，熄弧后故障相电压恢复速度较慢，因而接地电弧不易重燃。

（5）采用过补偿时，系统频率的降低只是使过不长度暂时增大，这在正常运行时毫

无问题的；反之，如果采用欠补偿，系统频率的降低将使之接近于全补偿，从而引起中性点位移电压的增大。

二、电力系统对继电保护的基本要求

32.什么是继电保护和安全自动装置？

各有什么作用？

答：

当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障或危

及其安全运行的事件是，需要有向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。

实现这种自动化措施、用于保护电力元件的成套硬件设备，一般统称为继电保护装置；用于保护电力系统的，则统称为电力系统安全自动装置。

继电保护装置是保证电力元件安全运行的基本装备，任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行。

电力系统安全自动装置则用以快速恢复电力系统的完整性，防止发生和中止已开始发生的足以引起电力系统长期大面积停电的重大系统事故，如失去电力系统的稳定、频率崩溃或电压崩溃等。

33.继电保护在电力系统中的任务是什么？

答：

继电保护的基本任务：

（1）当被保护的电力元件发生故障时，应该有该元件的继电保护装置迅速准确地

给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求（如保持电力系统的暂态稳定性等）

（2）反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常情况和设备运行维护条件的不同（例如有无经常值班人员）发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些急需运行而会引起事故的电气设备予以切除。

反应不正常工作情况的继电保护装置容许带一定的延时动作。

34.电力系统对继电保护的基本要求是什么?

答：

对电力系统对继电保护的基本性能要求有可靠性、选择性、快速性、灵敏性。

这些要求之间，有的相辅相成，有的相互制约，需要针对不同的使用条件，分别进行协调。

二、继电器

继电器一般怎么分类？

是分别进行说明。

36.

答：

（1）继电器在继电保护中的作用，可分为测量及电器和辅助继电器两大类。

1）测量及电器能直接反应电气量的变化，按所反应电气量的不同，又可分为电流继

电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、频率及电器以及差动继电器。

2）辅助继电气可用来改进和完善保护的功能，按其作用的不同，可分为中间继电器、

时间继电器以及信号继电器等。

（2）继电器按结构型式分类，目前主要有电磁型、感应型、整流型以及静态型。

37.试述电磁型继电器的工作原理，按其结构型式可分为哪三种？

答：

电磁型继电器一般由电磁铁、可动衔铁、线圈、触点、反作用弹簧和止挡等部件

构成。

线圈通过电流时所产生的磁通，经过铁芯、空气隙和衔铁构成闭合回路。

衔铁在电磁场的作用下被磁化，因而产生电磁转矩，如电磁转矩大于反作用弹簧力矩及机械摩擦力时，则衔铁被吸向电磁铁磁极，使继电器触点闭合。

电磁型继电器按其结构不同，可分为螺管线圈式、吸收衔铁式和转动舌片式等三种。

螺管线圈式有时间继电器电器等；吸收衔铁式有中间继电器、信号继电器等；转动舌片式有电流、电压及电器等。

38.试述感应型继电器的工作原理?

答;感应型继电器分为圆盘式和四极圆筒式两种，其基本工作原理是一样的。

根据电磁感应定律，一运动的导体在磁场中切割磁力线，导体中就会产生电流，这个电流产生的磁场与原磁场间作用力，力图阻止导体的运动；反之，如果通电导体不动，而磁场在变化，通电导体同样也会受到力的作用而产生运动。

感应型继电器就是基于这种原理而动作的。

39.整流型继电器由哪些回路构成？

简述其工作原理。

答：

整流型继电器一般由电压形成回路、整流滤波回路、比较回路和执行回路构成。

其工作原理是：

电压形成回路把输入的交流电压或电流以及它们的相位，经过小型中间变压器或电抗器变压器转换成便于测量的电压，该电压经整流滤波后变成与交流量成正比的直流电压，然后送到比较回路进行比较，以确定继电器是否应该动作，最后由执行原件执行。

40.在两个电气量之间进行比较的继电器可归纳为哪两类？

由绝对值比较原理构成的比较回路常用的有哪三种？

答：

在两个电气量之间的关系包括大小关系和相位关系。

因此，比较两个电气量关系构成的继电器，可归纳为绝对值比较和相位比较两类。

常用的由绝对值比较原理构成的比较回路有：

①均压式比较回路；②环流式比较回路；③磁比较式比较回路。

三、微机保护

80.微机保护硬件系统常包括哪几个部分？

答：

微机保护硬件系统常包括以下四个部分：

①数据处理单元，即微机主系统；②

数据采集单元，即模拟量输入和模拟数转换系统；③数字量输入/输出接口，即开关量输入人机接口单元，完成键盘处理和屏2））电源单元；1输出系统；④通信接口。

另外，尚有：

幕显示工作。

82.何为采样、采样中断、采样率？

答：

微机保护中，CPU通过模拟数转换器获得输入的电压、电流等模拟量（也可以包

含开关量输入）的过程成为采样。

它实际上完成输入连续模拟量道离撒采样数字量的转换过程，它一般通过采样中断来实现，即CPU设置一个定时中断，这个中断时间一到，CPU就执行采样过程，即启动A/D转换结果。

上述定时中断的时间间隔即为采样间隔T。

采样率。

例如，每个周波采样20点，则采样间隔，采样率

。

每个周波采样12点，则采样间隔，采样率。

83.微机保护数据采集系统中公用A/D转换器条件下采样/保持其的作用是什么？

答：

上述情况下采样/保持其的作用是：

（1）保证在A/D变换过程中输入模拟量保持不变。

（2）保证各通道同步采样，是个模拟量的相位关系经过采样后保持不变。

90.简述微机保护硬件中程序存储的作用和使用方法？

答：

程序存储器用于存放微机保护功能程序代码，常用EPROM方式，在12.5～21V

电压下固化，5V电压环境下运行。

若修改程序或版本升级，需将EPROM芯片经专用紫外线擦出工具擦除后再重新固化。

92.微机保护硬件中RAM的作用是什么？

答：

RAM常用于存放采样数据和计算的中间结果、标志字等信息，一般同时存放微机

保护的动作报告信息等内容。

RAM的特点是对它进行读写操作非常方便，执行速度快，缺点是+5V工作电源消失后，其缘由是护具、报告等内容亦消失，所以RAM中不能存放定值等掉电不允许丢失的信息。

93.微机保护硬件中EPROM的作用是什么？

答：

EPROM（电可擦写的只读存储器）的特点是在5V工作电源下课重新写入新的内

容，并且+5V工作电源消失后其内容不会丢失，所以EPROM常用于存放定值、重要参数等信息。

EPROM的缺点是写入一个字节较慢，一般写一个字节要花费几个毫秒，且每一片EPROM芯片重复擦写的次数有一定限制，一般理论值为几万次左右。

EPROM有串行和并行两种形式。

95.简述微机保护控制字整定中二进制码与十六进制码的对应关系。

答：

二进制码与十六进制码的对应关系如表1—6所示。

表1—6二进制码与十六进制码的对应关系

11111110110111001011101010011000二进制8A9FEDCB十六进制00000011000100100111011001010100二进制0

3

4

1

2

7

6

5

十六进制

第二章继电保护规程

一、继电保护及安全自动装置运行管理规程

8.新安装继电保护装置竣工后，验收的主要项目是什么？

答：

新安装继电保护装置竣工后，验收的主要项目如下：

（2）电气设备及线路有关实测参数完整正确。

（3）去不保护装置竣工图纸符合实际。

（4）装置定值符合整定通知单要求。

（5）检验项目及结果符合检验条例和有关规程的规定。

（6）核对电流互感器变比及伏安特性，其二次负载满足误差要求。

（7）屏前、后的设备应整齐、完好，回路绝缘良好，标志齐全、正确。

（8）二次电缆绝缘良好，标号齐全、正确。

（9）用一次负荷电流和工作电压进行验收试验，判断互感器极性、变比及其回路的

正确性，判断方向、差动、距离、高频等保护装置有关原件及接线的正确性。

9.新安装继电保护装置出现不正确动作后，划分其责任归属的原则是什么?

答：

新安装继电保护装置在投入运行后一年内，未经打开铅封和变动二次回路以前，

经过分析确认系由于调试和安装质量不良引起保护装置不正确动作或造成事故时，责任属基建单位。

运行单位应在投入运行后一年内进行第一次定期检验，检验后或投入运行期满一年以后，保护装置因安装调试不良发生不正确动作或事故时，责任属运行单位。

二、微机继电保护装置运行管理规程

10.微机继电保护装置对运行装置有什么条件？

答：

微机继电保护装置室内月最大相对湿度不应超过75%，应防止灰尘和不良气体侵

入。

微机继电保护装置室内环境温度应在5~30℃范围内，若超过此范围应装设空调。

13.什么情况下应该停用整套入微机继电保护装置？

答：

在下列情况下应该停用整套入微机继电保护装置：

（1）微机继电保护装置使用的交流电压、交流电流、开关量输入、开关量输出回

路作业；

（2）装置内部作业；

（3）继电保护人员输入定值。

11.微机继电保护装置的定检周期是怎样规定的？

答：

新安装的保护装置1年内进行1次全部检验，以后每6年进行1次全部检验（220k

V及以上电力系统微机线路保护装置全部检验时间一般为2~4天）；每1~2年进行1次部分检验（220kV及以上电力系统微机线路保护装置全部检验时间一般为1~2天）。

16.在微机继电保护装置的检验中应注意哪些问题？

答：

检验微机继电保护装置时，为防止损坏芯片应注意如下问题：

（1）微机继电保护屏（柜）应有良好可靠的接地，接地电阻应符合设计规定。

用使

用交流电源的电子仪器（如示波器、频率计等）测量电路参数时，电子仪器测量端子与电源侧应绝缘良好，仪器外壳应与保护屏（柜）在同一点接地。

检验中不宜用电烙铁，如必须用电烙铁，应使用专用电烙铁，并将电烙铁与保）2（．

护屏（柜）在同一点接地。

（3）用手接触芯片的管脚时，应有防止人身静电损坏集成电路芯片的措施。

（4）只有断开直流电源后才允许插、拔插件。

（5）拔芯片应用专用起拔器，插入芯片应注意芯片插入方向，插入芯片后应经第二

人检验确认无误后，方可通电检验或使用。

（6）测量绝缘电阻时，应拔除装有集成电路芯片的插件（光耦及电源插件除外）。

17.微机继电保护装置的现场检验应包括哪些内容？

答：

微机继电保护装置的现场检验应做以下几项内容：

（1）测量绝缘；

（2）检验逆电源（拉合直流电源，直流电压缓慢上升、缓慢下降时逆变电源和微机

继电保护装置应能正常工作）；

（3）检验固化的程序是否正确；

（4）检验数据采集系统的精度和平衡度；

（5）检验开关量输入和输出回路；

（6）检验定值单；

（7）整组检验；

（8）用一次电流及工作电压检验。

19.第一次采用国外微机继电保护装置时应遵循什么规定？

答：

凡第一次采用国外微机继电保护装置，必须经部质检中心进行动模试验（按部颁

试验大纲），确认其性能、指标等完全满足我国电网对微机继电保护装置的要求后才可选用。

（7）微机继电保护装置运行程序的管理应遵循什么规定？

答：

微机继电保护装置运行程序的管理应遵循以下规定：

（1）各网（省）调应统一管理直接管辖范围内微机继电保护装置的程序各网（省）调

应设继电保护试验室，新的程序通过试验室的全面试验后，方允许在现场投入运行。

（2）一条线路两端的同一型号微机高频保护程序版本应相同。

（3）微机继电保护装置的程序变更应按主管调度继电保护专门签发的程序通知单严格执行。

三、继电保护和安全自动装置技术规程

24.什么是主保护、后备保护、辅助保护和异常运行保护？

答：

（1）主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。

（2）后备保护是主保护或断路器拒动时，用来切出故障的保护。

后备保护可分为远后备保护和近后备保护两种。

1）远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。

2）近后备保护是当主保护拒动时，有本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。

（3）辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。

．

（4）异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。

28.什么情况下变压器应装设瓦斯保护？

答：

0.8MVA及以上油浸式变压器和0.4MVA级以上那个车间内油浸式变压器，均已装设瓦斯保护；当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。

带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，应亦装设瓦斯保护。

29.什么情况下变压器应装设纵联差动保护？

答：

在下述情况下变压器应装设纵联差动保护：

17.对6.3MVA及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器，106.3MVA及以

上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及26.3MVA及以上用电流速断保护灵敏不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。

18.对高压侧电压为330kV及以上变压器，可装设双重纵联差动保护。

31.在110~220kV中性点直接接地电网的线路保护中，后备保护的装设应遵循哪些原则？

答：

（1）110kV线路保护宜采用远后备方式。

（2）220kV线路保护宜采用近后备方式。

但某些线路保护如能实现远后备，则宜采用远后备方式，或同时采用远、近结合的后备方式。

5、控制电缆的选用和敷设应符合哪些规定？

答:

控制电缆的选用和敷设应符合下述各项规定：

（1）发电厂和变电所应采用铜芯的控制电缆和绝缘导线。

（2）按机械强度要求，控制电缆或绝缘导线得线芯最小截面：

强电控制回路应不小

于1.5mm；弱电控制回路应不小于0.5mm.

（3）在绝缘导线可能受到油侵蚀的地方，应采用耐油绝缘导线。

（4）安装在干燥房间里的配电屏、开关柜等的二次回路可采用无护层的绝缘导线，

在表面经防腐处理的金属屏上直敷布线。

40.控制电缆的选用和敷设应符合那些规定？

答：

控制电缆的选用和敷设应符合下述各项规定：

（1）发电厂和变电所应采用铜芯的控制电缆和绝缘导线；

（2）按机械强度要求，控制电缆或绝缘导线的芯线最小截面：

强电控制回路应不小mm㎡。

;弱电控制回路应不小于0.5于1.5㎡

3~500kV电网继电保护装置运行整定规程、四

42、电网继电保护的整定不能兼顾速动性、选择性或灵敏性要求时，按

什么原则取舍？

答：

如果由于电网运行方式、装置性能等原因，使电网继电保护的整定不能兼顾速动性、选择性或灵敏性要求时，在整定时应执行如下原则合理地进行取舍：

局部电网服从整个电网；）1（．

（2）下一级电网服从上一级电网；

（3）局部问题自行消化；尽量照顾局部电网和下级电网的需要；

（4）保证重要用户供电。

48、系统最长振荡周期一般按多少考虑？

答：

除了预定解列点外，不允许保护装置在系统振荡时误动作跳闸。

如果没有本电

网的具体数据，除大区系统间的弱联系联络线外，系统最长振荡周期可按1.5s考虑。

51、配合自动重合闸的继电保护整定应满足哪些基本要求？

答：

配合自动重合闸的继电保护整定应满足下列基本要求：

（1）自动重合闸过程中，无论采用线路或母线电压互感器，无论采用什么保护型

式，都必须保证在重合于故障时可靠快速三相跳闸。

相邻线路的继电保护应保证有选择性。

如果采用线路电压互感器，对距离保护的后加速跳闸应有专门措施，防止出现电压死区。

（2）零序电流保护的速断段和后加速段在恢复三相带负荷运行时，不得应断路器

的短时三相不同步而误动作。

如果整定值躲不过，则应在重合闸后增加0.1s的延时。

（3）对采用单向重合闸的线路，应保证重合闸过程中的非全相运行期间继电保护

不误动作；在整个重合闸周期过程中（包括重合闸成功后到重合闸装置复归），本线路若发生一相或多相短路故障（包括健全相故障、重合于故障及重合成功后故障相在故障），并与相邻线路的线路保护有选择性。

（4）为满足本线路重合闸后加速保护的要求，在后加速期间，如果相邻线路发生

故障，允许本线路无选择性地三相跳闸，但应尽可能缩短后加速保护无选择性动作范围。

（5）对选用单相重合闸的线路，无论配置一套或两套全线速动保护，均匀许后备

保护延时段动作后三相跳闸不重合。

55电力设备由一种运行方式转为另一种运行方式得操作过程中，对保护、

有什么要求？

答：

电力设备由一种运行方式转为另一种运行方式得操作过程中，被操作的有关设备均应在保护范围内，部分保护装置可短时失去选择性。

60、变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑？

答：

变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电所得零序阻抗基本不变。

遇到应

变压器检修等原因使变电所的零序阻抗有较大变化的特殊运行方式，应根据规定或实际情况临时处理。

（1）变电所只有一台变压器，则中性点应直接接地，计算正常保护定值时，可只考

虑变压器中性点接地的正常运行方式。

当变压器检修时，可作特殊运行方式处理，例如改定值或按规定停用、起用有关保护段。

（2）变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器改为直接接地。

如果由于某些原因，变电所正常必须有两台变压器中性点直接接地运行，当其中一台中性点直接接地的变压器停运时，若有第三台变压器则将第三台变压器改为中性点直接接地运行。

否则，按特殊运行方式处理。

（3）双母线运行的变电所有三台及以上变压器时，应按两台变压器中性点直接接地方试运行，并把它们分别接于不同的母线上，当其中一台中性点直接接地变压若不能保持不同母线将另一台中性点不接地变压器改为直接接地。

器停运时。

．

上各有一个接地点时，作为特殊运行方式处理。

为了改善保护配合关系，当某一短线路检修停运时，）可以用增加中性点接地变（4压器台数的办法来抵消线路停运对零序电流分配情况产生的影响。

发电厂只有一台主变压器时，则变压器中性点宜直接接地运行，）5当变压器检修（时，按特殊运行方式处理。

发电厂有接于母线的两台变压器时，则宜保持一台主变压器中性点直接接地运（6）行。

如果由于某些原因，正常运行时必须两台变压器中性点直接接地运行，则当一台变压器检修时，按特殊运行方式处理。

发电厂有接于母线的三台变压器时，则宜保持两台主变压器中性点直接接地运）（7行，并把它们分别接于不同的母线上。

当不能保持不同母线上各有一个接地点时，按特殊运行方式处理。

视具体情况，正常运行时也可以一台变压器中性点直接接地运行。

当变压器全部检修