继电保护问答题.docx
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继电保护问答题.docx
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继电保护问答题
1.1问答题
1.继电保护装置在电力系统中的所起的作用是什么?
a.自动、迅速、有选择性地将故障元件从系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,恢复无故障部分正常工作。
b.反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护条件,而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2.继电保护装置通过那些环节完成预定的保护功能,各环节的作用是什么?
(1测量部分:
从被保护对象输入有关的电气量作为保护动作的判据,并与已给的整定值进行比较,判断保护是否动作。
(2逻辑部分:
使保护装置按一定的逻辑关系工作,确定是否应该使断路器跳闸或发出信号,是否延时等。
(3执行部分:
完成保护装置所担负的任务。
3.后备保护的作用是什么?
阐述远后备保护和近后备保护各自的优缺点。
(1)对被保护范围内的故障,能迅速的有选择性加以切除,以保证系统中其它非故障部分继续运行。
(2)远:
断路器拒动时,仍然能切除故障。
动作失去选择性,切除故障时间长。
(3)近:
动作仍具选择性,切除故障时间短。
断路器拒动时,无法切除故障。
2.3问答题
1.什么是系统最大运行方式和最小运行方式?
答:
对每一套保护装置来讲,通过该保护装置的短路电流为最大(保护安装处到系统等效电源之间的系统等效阻抗最小,即Zs=Zs.min的方式,称为系统最大运行方式。
短路电流为最小(系统等值阻抗Zs最大,即Zs=Zs.max的方式,则称为系统最小运行方式。
在最大运行方式下,三相短路时,通过保护装置的短路电流为最大。
而在最小运行方式下,两相短路时,通过保护装置的短路电流为最小。
2.什么是“动作电流”、“返回电流”和“返回系数”,过电流继电器的返回系数过高和过低各有何缺点?
返回电流与起动电流的比值称为继电器的返回系数
3.电流Ⅰ段和Ⅱ段联合工作时,依靠什么环节保证保护动作的选择性?
依靠什么环节保证动作的灵敏性?
答:
阶段式电流保护分为电流速断保护限时电流速断保护定时限过电流保护
电流速断保护的动作电流必须按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定,即考电流整定值保证选择性。
这样,它将不能保护线路全长,而只能保护线路全长的一部分,灵敏度不够。
限时电流速断的整定值低于电流速断保护的动作短路,按躲开下级线路电流速断保护的最大动作范围来整定,提高了保护动作的灵敏性,但是为了保证下级线路短路时不误动,增加一个时限阶段的延时,在下级线路故障时由下级的电流速断保护切除故障,保证它的选择性。
电流速断和限时电流速断相配合保护线路全长,速断范围内的故障由速断保护快速切除,速断范围外的故障则必须由限时电流速断保护切除。
速断保护的速动性好,但动作值高、灵敏性差;限时电流速断保护的动作值低、灵敏度高但需要0.3-0.6S的延时才能动作。
速断和限时速断保护的配合,既保证了动作的灵敏性,也能够满足速动性的要求。
4.限时电流速断保护的整定原则是什么?
在其灵敏性不满足要求的时候该如何处理?
答:
若不满足Ksen≥1.3~1.5
则:
本线路的限时速断保护与相邻线路的限时速断保护配合
5.零序电流Ⅰ段保护的整定原则是什么?
答:
Ⅰ段为速断保护
(1)躲开下级线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流
,引入可靠系数
(1.2~1.3)即
(2)躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零序电流
,引入可靠系数
即
6.输电线路发生短路故障时,零序电压和零序电流的分布各有什么特点?
答:
零序电源在故障点,故障点的零序电压最高,系统中距离故障点越远处的零序电压越低,取决于测量点到大地间阻抗的大小。
零序电流由零序电压产生,由故障点经由线路流向大地。
零序电流的分布主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗,而与电源的数目和位置无关。
3.3问答题
1.为了切除线路上各种类型的短路,一般配置哪几种界限方式的距离保护协同工作?
答:
保护装置一般只考虑简单故障,即单相接地短路、两相接地短路、两相不接地故障和三相短路故障四种类型的故障。
再110KV及以上电压等级的输电线路上,一般配置保护接地短路的距离保护和保护相间短路的距离保护。
接地距离保护的接线方式引入“相——地”故障环上的测量电压、电流,能够准确的反应单相接地、两相接地和三相接地短路;相间距离保护接线方式映入“相——相”故障换上的测量电压、电流,能够准确地反应两相接地短路、两相不接地短路和三相短路。
即对于单线接地短路,只有接地距离保护接线方式能够正确反应;对于两相不接地短路,只有相间距离保护接线方式能够正确反应;而对于两相接地短路及三相短路,两种接线方式都能够正确反应。
为了切除线路上的各种类型的短路,两种接线方式都需要配置,两者协同工作,共同实现线路保护。
由于相间距离保护接线方式手过渡电阻的影响较小,因此对于两相接地短路及三相故障,尽管理论上两种接线方式都能够反应,但一般多为相间距离保护首先跳闸。
2.什么是阻抗继电器的最大灵敏角?
为什么通常选定线路阻抗角为最大灵敏角?
答:
当测量阻抗Zm的阻抗角与正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等时,阻抗继电器的动作阻抗最大,正好等于Zset1,即Zop=Zset1,此时继电器最为灵敏,所以Zset1的阻抗角又称为最灵敏角。
选定线路阻抗角为最大灵敏角,是为了保证在线路发生金属性短路的情况下,阻抗继电器动作最灵敏。
3.导出具有偏移圆特性的阻抗继电器的绝对值比较动作方程和相位比较动作方程。
答:
如图3-4所示偏移阻抗特性圆,在阻抗复平面上,以Zset1和Zset2末端的连线为直径作出的圆就是偏移特性圆,圆心为
,半径为
测量阻抗Zm落在圆内或圆周上时,Zm末端到圆心的距离一定小于或等于圆的半径,而当测量阻抗Zm落在圆外时,Zm末端到圆心的距离一定大于圆的半径,所以绝对值比较动作方程可以表示为
当阻抗落在下部分圆周的任一点上时,有
,当阻抗落在左上部分圆周的任一点上时,有
当阻抗落在圆内的任一点时,有
所有阻抗继电器的相位比较动作方程为
4.什么是助增电流,什么是外汲电流?
它们对阻抗继电器有什么影响?
5.什么是电力系统振荡?
它和短路有什么区别?
振荡时电压电流有什么特点?
阻抗继电器的测量阻抗如何变化?
6.什么是振荡闭锁?
它是如何构成的?
答:
在系统振荡时,要采取必要的措施防止保护因测量元件动作而误动。
这种用来防止系统振荡时保护误动的措施,称为振荡闭锁。
一种是因电力系统受到大的扰动(如短路、大机组或重要联络线的误切除等)而导致暂态稳定破坏。
一种是因为联络线中传输的功率过大而导致静稳定破坏。
7.在双侧电源电路中,保护测量到的过渡电阻为什么会呈现容性或感性?
4.3简答题
1.纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么?
简述纵联保护的主要优缺点。
2.输电线路纵联保护中通道的作用是什么?
通道的种类有哪些?
各有什么优缺点
和适用范围?
答:
由于纵联保护中需要比较两端的电气量,即要将一端的电气量式其用于被比较的特征传送到对端,通道就是传送这些电气量的通路。
3.通道传输的信号种类有哪些?
通道的工作方式有哪些?
4.闭锁式纵联保护为什么需要高、低定值的两个启动元件?
答:
便于双端保护的配合,以确保外部短路时可靠闭锁。
由于启动发信的低定值元件的灵敏度总是高于启动停信及跳闸的高定值元件的灵敏度,因此外部故障时启信元件总是能够先于停信元件动作,可靠地将两侧保护闭锁。
5.输电线路纵联电流差动保护在系统振荡、非全相运行期间,会否误动,为什么?
答:
系统振荡时,线路两侧通过同一个电流,与正常运行及外部故障时的情况一样,差动电流为量值较小的不平衡电流,制动电流较大,选取适当的制动特性,就会保证不误动作。
非全相运行时,线路两侧的电流也为同一个电流,电流纵联差动保护也不误动作。
6.什么是闭锁角?
其大小由什么决定?
它对保护有什么影响?
5.2问答题
1.何谓瞬时性故障?
何谓永久性故障?
它们对自动重合闸有什么影响?
答:
当故障发生并切除故障后,经过一定延时故障点绝缘强度恢复、故障点消失,若把断开的线路断路器再合上就能够恢复正常的供电,则称这类故障是瞬时性故障。
如果故障不能自动消失,延时后故障点依然存在,则称这类故障是永久性故障。
2.什么是潜供电流?
它对自动重合闸有什么影响?
3.在什么情况下,自动重合闸可以不考虑两侧电源同期的问题?
4.如果必须考虑同期合闸,重合闸是否必须安装检同期元件?
答:
如果必须考虑同期合闸,也不一定必须装检同期元件。
当电力系统之间联系紧密(具有三个以上的回路,系统的结构保证线路两侧不会失步,或当两侧电源有双回路联系时,可以采用检查另一线路是否有电流来判断两侧电源是否失去同步。
6.3问答题
1.变压器纵差动保护中的不平衡电流和差动电流在概念上有什么区别和联系?
答:
差动电流指被保护设备内部故障时,构成差动保护的各电流互感器的二次电流之和(各电流互感器的参考方向均指向被保护设备时)。
不平衡电流指在正常及外部故障情况下,由于测量误差或者变压器结构、参数引起的流过差动回路电流。
2.不平衡电流由哪些因素引起?
其中哪些是由测量误差引起的,那些是由变压器结构和参数引起的?
答:
由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流
由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流
由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流
由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流
3为什么具有制动特性的差动继电器能够提高灵敏度?
何谓最大制动比、最小工作电流、拐点电流?
答:
由互感器变比不一致和互感器传变误差产生的不平衡电流的讨论可知,流入差动继电器的不平衡电流与变压器外部故障时的穿越电流有关。
穿越电流越大,不平衡电流也越大。
具有制动特性的差动继电器正是利用这个特点,在差动继电器中引入一个能够反应变压器穿越电流大小的制动电流,继电器的动作电流不再是按躲过最大穿越电流(.maxIk)整定,而是根据实际的穿越电流自动调整。
4.什么是励磁涌流?
它是怎么产生的?
与哪些因素有关?
答:
当变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时,变压器电压从零或很小的数值突然上升到运行电压,在这个电压上升的暂态过程中,变压器可能会严重饱和,产生很大的暂态励磁电流,这个暂态励磁电流称为励磁涌流。
特点:
(1)包含有很大成分的非周期分量,往往使涌流偏向于时间轴一侧;
(2)包含有大量的高次谐波,而以二次谐波为主;
(3)波形之间出现间断。
7.3问答题
1.发电机完全差动保护为何不反应匝间短路故障,变压器差动保护能反应吗?
答;发电机的完全差动保护引入发电机定子机端和中性点的全部相电流I1和I2,在定子绕组发生同相匝间短路时两侧电流仍然相等,保护将不能够动作。
变压器匝间短路时,相当于增加了绕组的个数,并改变了变压器的变比,此时变压器两侧电流不再相等,流入差动继电器的电流将不在为零,所以变压器纵差动保护能反应绕组的匝间短路故障。
2.大容量发电机为什么要采用100%定子接地保护?
答:
利用零序电流和零序电压原理构成的接地保护,对定子绕组都不能达到100%的保护范围,在靠近中性点附近有死区。
而实际上,大容量的机组往往由于机械损伤或水内冷系统的漏水原因,在中性点附近也有发生接地故障的可能,如果对这种故障不能及时发现就有可能使故障扩展而造成严重损坏发电机事故。
因此,在大容量的发电机上必须装设100%保护区的定子接地保护。
3.为什么大容量发电机应采用负序反时限过电流保护?
答:
负荷或系统的不对称,引起负序电流流过发电机定子绕组,并在发电机空气隙中建立负序旋转磁场,使转子感应出两倍频率的电流,引起转子发热。
大型发电机由于采用了直接冷却式(水内冷和氢内冷,使其体积增大比容量增大要小,同时,基于经济和技术上的原因,大型机组的热容量裕度一般比中小型机组小。
因此,转子的负序附加发热更应该注意,总的趋势是单机容量越大,A值越小,转子承受负序电流的能力越低,所以要特别强调对大型发电机的负序保护。
发电机允许负序电流的持续时间关系式为A=I2t,I2越大,允许的时间越短,I2越小,允许的时间越长。
由于发电机对I2的这种反时限特性,故在大型机组上应采用负序反时限过流保护。
4.发电机定子绕组单相接地时会产生很大的短路电流吗?
为什么?
通常采用什么保护来反应该短路故障?
5.发电机定子接地保护通常采用零序电压保护而不采用零序电流保护,为什么?
8.2问答题
1.母线差动保护的基本原理是什么?
为满足速动性和选择性的要求,母线保护均按照差动原理构成,母线上一般连接着较多的电气元件(线路、变压器、发电机等),不管母线上元件有多少,实现差动保护的基本原则仍是适用的。
a在正常运行以及母线范围以外故障时,在母线上所有连接元件中,流入的电流和流出的电流相等
b当母线上发生故障时,所有与电源连接的元件都向故障点供给短路电流,而在供电给负荷的连接元件中电流等于零
c若从电流相位看,则正常运行及外部故障时,至少有一元件中的电流相位和其余元件中的电流相位相反,而当母线故障时,除电流等于零的元件以外,其它元件的电流则是同相位的。
2.何谓母线完全电流差动保护?
答:
在母线所有连接元件上装设具有相同变比和特性的电流互感器,所有电流互感器的二次侧同极性端连接在一起,接至差动继电器中。
当有不平衡电流时,差动继电器动作而驱动出口继电器,从而使所有连接元件的断路器跳闸。
3.低阻抗母线差动保护和高阻抗母线差动保护各有何优缺点?
答:
(1低阻抗母线保护装置比较简单,一般采用先进的、久经考验的判据,系统的监视较为简单,特别是微机母线保护具有完善的自检及互检功能,事故记录、断路器失灵保护以及接地保护、过流保护等后备保护功能。
但低阻抗母线保护在外部故障TA饱和时,母线差动继电器中将出现较大不平衡电流,可能使母差保护误动作。
(2高阻抗型母线电流差动保护能较好地解决了低阻抗母线保护中母差保护误动这一问题,但在母线内部故障时,电流互感器的二次侧可能出现过高电压,对继电器可靠工作不利,且要求TA的传变特性完全一致、变比相同这对于扩建的变电站来说较难做到。
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