继电保护的基本知识.doc

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4)保护动作后直接切除三相不重合的跳闸回路(可设在操作继电器箱中)。(4)选相元件可由用户选用下列两种选相元件之一。 1)距离选相元件,其执行元件触点可直接输出到重合闸装置的接线回路,也可根据需要,输出独立的触点 2)相电流差突变量选相元件,能保证延时段保护动作时选相跳闸;并将非全相运行非故障相再故障的后加速触点输入到重合闸的逻辑回路,还有控制三相跳闸的触点。 (5)带三相电流元件,可作为无时限电流速断跳闸,也可改接为辅助选相元件,手动合闸后加速。根据用户需要,也可以改用三个低电压元件作辅助选相元件。并可作(6)对最后跳闸的一相断路器,从发出跳闸脉冲到给出合闸脉冲的间隔时间也不得小于0.3s。合闸脉冲时间要稳定,应小于断路器合闸时间。(7)实现重合于接地故障的分相后加速,经短延时后永久切除三相。 (8)判断线路全相运行的电流元件,应有较好的躲线路充电暂态电流的能力,正常时防止触点抖动。(9)选用距离选相元件时,应设有在重合闸过程中独立工作的回路(当采用线路电压互感器时,不考虑选相元件独立工作)。选用相电流差突变量选相元件时,应准备实现单相重合闸时非故障相再故障的瞬时后加速回路。(10)当使用单相重合闸而选相元件拒动时,应尽快切除三相。 (11)重合闸装置的一次重合功能由电容充放电回路构成。(12)当重合闸装置中任一元件损坏或不正常时,接线应确保不发生下列情况:1)多次重合闸。 2)规定不允许三相重合闸方式的三相重合闸。 (13)应有独立的三相跳闸元件与分相跳闸元件互为三相跳闸的备用;由保护起动(按故障开始最短时间2025ms计)到经重合闸装置发出选相跳闸脉冲的时间不大于10ms。 (14)接地判别元件在2倍动作起动值时小于15ms。 (15)根据运行要求,可以整定两个不同的重合闸时间,并可用压板操作。 (16)装置应设有检定同步及检定电压的三相重合闸控制元件及回路,也可以切换成不经过任何控制的回路。(17)有适应断路器性能的允许重合闸、闭锁重合闸等的有关回路,并有监视信号,其中某些部分可装设在操作继电器箱内。(18)输出配合相间距离保护、零序电流方向保护及高频保护所需要的触点。(19)分别输出重合闸前单相与三相跳闸,及重合闸后跳闸的联切触点。 (20)考虑经接相电流判别及出口跳闸继电器触点串联的断路器失灵保护起动回路,三相永久跳闸回路也应有适当的回路去启动失灵保护。(21)断路器跳、合闸线圈的保持回路,配合断路器操作回路设计并提出要求。(22)考虑运行值班人员操作压板停用保护时的方便和可*。 (23)按停用断路器时试验重合闸装置的原则,考虑接线回路的具体设计。(24)规定整套装置的电流回路及电压回路功耗。64在进行综合重合闸整组试验时应注意什么问题?答:综合重合闸的回路接线复杂。试验时除应按装置的技术说明及有关元件的检验规程进行外,须特别强调进行整组试验。此项试验不能用短路回路中某些触点、某些回路的方法进行模拟试验,而应由电压、电流互感器人口端子处,通人相应的电流、电压,模拟各种可能发生的故障,并与接到重合闸有关的保护一起进行试验。最后还要由保护、重合闸及断路器按相联动进行整组试验。65在重合闸装置中有哪些闭锁重合闸的措施?答:各种闭锁重合闸的措施是: ()停用重合闸方式时,直接闭锁重合闸。 (2)手动跳闸时,直接闭锁重合闸。(3)不经重合闸的保护跳闸时,闭锁重合闸。 (4)在使用单相重合闸方式时,断路器三跳,用位置继电器触点闭锁重合闸;保护经综重三跳时,闭锁重合闸 (5)断路器气压或液压降低到不允许重合闸时,闭锁重合闸。66“四统一”操作箱一般由哪些继电器组成?答:操作继电器箱由下列继电器组成。(1)监视断路器合闸回路的合闸位置继电器及监视断路器跳闸位置继电器(2)防止断路器跳跃继电器。(3)手动合闸继电器。(4)压力监察或闭锁继电器。(5)手动跳闸继电器及保护王相跳闸继电器。 (6)一次重合闸脉冲回路。(7)辅助中间继电器。(8)跳闸信号继电器及备用信号继电器。67.在综合重合闸装置中。通常采用两种重合闸时间,即“短延时”和“长延时”这是为什么?答:这是为了使三相重合和单相重合的重合时间可以分别进行整定。因为由于潜供电流的影响,一般单相重合的时间要比三相重合的时间长。另外可以在高频保护投入或退出运行时,采用不同的重合闸时间。当高频保护投入时,重合闸时间投“短延时”;当高频保护退出运行时,重合闸时间投“长延时”。68在双母线系统中电压切换的作用是什么?答:对于双母线系统上所连接的电气元件,在两组母线分开运行时(例如母线联络断路器断开),为了保证其一次系统和二次系统在电压上保持对应,以免发生保护或自动装置误动、拒动,要求保护及自动装置的二次电压回路随同主接线一起进行切换。用隔离开关两个辅助触点并联后去启动电压切换中间继电器,利用其触点实现电压回路的自动切换。69电压切换回路在安全方面应注意哪些问题?手动和自动切换方式各有什么优缺点?答:在设计手动和自动电压切换回路时,都应有效地防止在切换过程中对一次侧停电的电压互感器进行反充电。电压互感器的二次反充电,可能会造成严重的人身和设备事故。为此,切换回路应采用先断开后接通的接线。在断开电压回路的同时,有关保护的正电源也应同时断开。电压回路切换采用手动方式和自动方式,各有其优缺点。手动切换,切换开关装在户内,运行条件好,切换回路的可*性较高。但手动切换增加了运行人员的操作工作量,容易发生误切换或忘记切换,造成事故。为提高手动切换的可*性,应制定专用的运行规程,对操作程序作出明确规定,由运行人员执行。自动切换可以减轻运行人员的操作工作量,也不容易发生误切换和忘记切换的事故。但隔离开关的辅助触点,因运行环境差,可*性不高,经常出现故障,影响了切换回路的可*性。为了提高自动切换的可*性,应选用质量好的隔离开关辅助触点,并加强经常性的维护。70.跳闸位置继电器与合闸位置继电器有什么作用?答:它们的作用如下:1)可以表示断路器的跳、合闸位置如果是分相操作的,还可以表示分相的跳、合闸信号。2)可以表示断路器位置的不对应或表示该断路器是否在非全相运行壮态。3)可以由跳闸位置继电器的某相的触点去启动重合闸回路。4)在三相跳闸时去高频保护停信。5)在单相重合闸方式时,闭锁三相重合闸。6)发出控制回路断线信号和事故音响信号。71.什么是固定连接方式的母线完全差动保护?什么是母联电流相位比较式母线差动?答:双母线同时运行方式,按照一定的要求,将引出线和有电源的支路固定连接于两母线上,这种母线称为固定连接母线。这种母线的差动保护称为固定连接方式的母线完全差动保护。对它的要求是任一母线故障时,只切除接于该母线的元件,另一母线可以继续运行,母线差动保护有选择故障母线的能力。当运行的双母线的固定连接方式被破坏时,该保护将无选择故障母线的能力,而将双母线上所有连接的元件切除。母联电流相位比较式母线差动保护主要是在母联断路器上使用比较两电流相量的方向元件,引入的一个电流量是母线上各连接元件电流的相量和即差电流,弓人的另一个电流量是流过母联断路器的电流。在正常运行和区外短路时差电流很小,方向元件不动作;当母线故障不仅差电流很大且母联断路器的故障电流由非故障母线流向故障母线,具有方向性,因此方向元件动作且具有选择故障母线的能力。72什么叫电抗变压器?它与电流互感器有什么区别?答:电抗变压器是把输入电流转换成输出电压的中间转换装置,同时也起隔离作用,求输入电流与输出电压成线性关系。电流互感器是改变电流的转换装置。它将高压大电流转换成低压小电流,呈线性转变,因此要求励磁阻抗大,即励磁电流小,负载阻抗小。而电抗变压器正好与其相反。电抗变压器的励磁电流大,二次负载阻抗大,处于开路工作状态;而电流互感器二次负载阻抗远小于其励磁阻抗,处于短路工作状态。73什么是电气一次设备和一次回路?什么是电气二次设备和二次回路?答:一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设备。它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。由一次设备相互连接,构成发电、输电、配电或进行其它生产的电气回路称为一次回路或一次接线系统。二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。由二次设备相互连接,构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路或二次接线系统。74哪些回路属于连接保护装置的二次回路?答:连接保护装置的二次回路有以下几种回路:(1)从电流互感器、电压互感器二次侧端子开始到有关继电保护装置的二次回路(对多油断路器或变压器等套管互感器,自端子箱开始)。(2)从继电保护直流分路熔丝开始到有关保护装置的二次回路。 (3)从保护装置到控制屏和中央信号屏间的直流回路。(4)继电保护装置出口端子排到断路器操作箱端子排的跳、合闸回路。75举例简述二次回路的重要性。答:二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运行。例如若某变电所差动保护的二次回路接线有错误,则当变压器带的负荷较大或发生穿越性相间短路时,就会发生误跳闸;若线路保护接线有错误时,一旦系统发生故障,则可能会使断路器该跳闸的不跳闸,不该跳闸的却跳了闸,就会造成设备损坏、电力系统瓦解的大事故;若测量回路有问题,就将影响计量,少收或多收用户的电费,同时也难以判定电能质量是否合格。因此,二次回路虽非主体,但它在保证电力生产的安全,向用户提供合格的电能等方面都起着极其重要的作用。76什么是二次回路标号?二次回路标号的基本原则是什么?答:为便于安装、运行和维护,在二次回路中的所有设备间的连线都要进行标号,这就是二次回路标号。标号一般采用数字或数字和文字的组合,它表明了回路的性质和用途。回路标号的基本原则是:凡是各设备间要用控制电缆经端子排进行联系的,都要按回路原则进行标号。此外,某些装在屏顶上的设备与屏内设备的连接,也需要经过端子排,此时屏顶设备就可看作是屏外设备,而在其连接线上同样按回路编号原则给以相应的标号。为了明确起见,对直流回路和交流回路采用不同的标号方法,而在交、直流回路中,对各种不同的回路又赋于不同的数字符号,因此在二,次回路接线图中,我们看到标号后,就能知道这一回路的性质而便于维护和检修。77二次回路标号的基本方法是什么?答:(1)用三位或三位以下的数字组成,需要标明回路的相别或某些主要特征时,可在数字标号的前面(或后面)增注文字符号。(2)按“等电位”的原则标注,即在电气回路中,连于一点上的所有导线(包括接触连接的可折线段)须标以相同的回路标号。(3)电气设备的触点、线圈、电阻、电容等元件所间隔的线段,即看为不同的线段,一般给予不同的标号;对于在接线图中不经过端子而在屏内直接连接的回路,可不标号。78同述直流回路的标号细则:答:(1)对于不同用途的直流回路,使用不同的数字范围,如控制和保护回路用001099及l一599,励磁回路用601699。 (2)控制和保护回路使用的数字标号,按熔断器所属的回路进行分组,每一百个数分为一组,如101199,201299,301399,其中每段里面先按正极性回路(编为奇数)由小到大,再编负极性回路(偶数)由大到小,如100,101,103,133,142,140,。(3)信号回路的数字标号,按事故、位置、预告、指挥信号进行分组,按数字大小进行排列。 (4)开关设备、控制回路的数字标号组,应按开关设备的数字序号进行选取。例如有3个控制开关1KK、2KK、3KK,则1KK对应的控制回路数字标号选101199,2KK所对应的选201299,3KK对应的选301399。(5)正极回路的线段按奇数标号,负极回路的线段按偶数标号;每经过回路的主要压降元(部)件(如线圈、绕组、电阻等)后,即行改变其极性,其奇偶顺序即随之改变。对不能标明极性或其极性在工作中改变的线段,可任选奇数或偶数。 (6)对于某些特定的主要回路通常给予专用的标号组。例如:正电源为101、201,负电源为102、202;合闸回路中的绿灯回路为105、205、305、405;跳闸回路中的红灯回路编号为35、135、235、等。79简述交流回路的标号细则。答:(1)交流回路按相别顺序标号,它除用三位数字编号外,还加有文字标号以示区别。例如A411、B411、C411,如表91所示。 (2)对于不同用途的交流回路,使用不同的数字组,如表92所示。电流回路的数字标号,一般以十位数字为一组。如A401A409,B401B409,C401一C409,A591A599,B591B599。若不够亦可以20位数为一组,供一套电流互感器之用。几组相互并联的电流互感器的并联回路,应先取数字组中最小的一组数字标号。不同相的电流互感器并联时,并联回路应选任何一相电流互感器的数字组进行标号。电压回路的数字标号,应以十位数字为一组。如A601A609,B60lB609,C601C609,A791A799,以供一个单独互感器回路标号之用。(3)电流互感器和电压互感器的回路,均须在分配给它们的数字标号范围内,自互感器引出端开始,按顺序编号,例如“TA的回路标号用411419,“2TV的回路标号用621629等。(4)某些特定的交流回路(如母线电流差动保护公共回路、绝缘监察电压表的公共回路等)给予专用的标号组。80对断路器控制回路有哪些基本要求?答:(1)应有对控制电源的监视回路。断路器的控制电源最为重要,一旦失去电源断路器便无法操作。因此,无论何种原因,当断路器控制电源消失时,应发出声、光信号,提示值班人员及时处理。对于遥控变电所,断路器控制电源的消失,应发出遥信。 (2)应经常监视断路器跳闸、合闸回路的完好性。当跳闸或合闸回路故障时,应发出断路器控制回路断线信号。 (3)应有防止断路器“跳跃”的电气闭锁装置,发生“跳跃”对断路器是非常危险的,容易引起机构损伤,甚至引起断路器的爆炸,故必须采取闭锁措施。断路器的“跳跃”现象一般是在跳闸、合闸回路同时接通时才发生。“防跳”回路的设计应使得断路器出现“跳跃”时,将断路器闭锁到跳闸位置。 (4)跳闸、合闸命令应保持足够长的时间,并且当跳闸或合闸完成后,命令脉冲应能自动解除。因断路器的机构动作需要有一定的时间,跳合闸时主触头到达规定位置也要有一定的行程,这些加起来就是断路器的固有动作时间,以及灭弧时间。命令保持足够长的时间就是保障断路器能可*的跳闸、合闸。为了加快断路器的动作,增加跳、合闸线圈中电流的增长速度,要尽可能减小跳、合闸线圈的电感量。为此,跳、合闸线圈都是按短时带电设计的。因此,跳合闸操作完成后,必须自动断开跳合闸回路,否则,跳闸或合闸线圈会烧坏。通常由断路器的辅助触点自动断开跳合闸回路。(5)对于断路器的合闸、跳闸状态,应有明显的位置信号,故障自动跳闸、自动合闸时,应有明显的动作信号。 (6)断路器的操作动力消失或不足时,例如弹簧机构的弹簧未拉紧,液压或气压机构的压力降低等,应闭锁断路器的动作,并发出信号。 SF6气体绝缘的断路器,当SF6气体压力降低而断路器不能可*运行时,也应闭锁断路器的动作并发出信号。 (7)在满足上述的要求条件下,力求控制回路接线简单,采用的设备和使用的电缆最少。81直流正、负极接地对运行有哪些危害?答:直流正极接地有造成保护误动的可能。因为一般跳闸线圈(如出口中间继电器线圈和跳合闸线圈等)均接负极电源,若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理,如回路中再有一点接地就可能造成保护拒绝动作(越级扩大事故)。因为两点接地将跳闸或合闸回路短路,这时还可能烧坏继电器触点。82用试停方法查找直流接地有时找不到接地点在哪个系统,可能是什么原因?答:当直流接地发生在充电设备、蓄电池本身和直流母线上时,用拉路方法是找不到接地点的。当直流采取环路供电方式时,如不首先断开环路也是不能找到接地点的。除上述情况外,还有直流串电(寄生回路)、同极两点接地、直流系统绝缘不良,多处出现虚接地点,形成很高的接地电压,在表计上出现接地指示。所以在拉路查找时,往往不能一下全部拉掉接地点,因而仍然有接地现象的存在。83.综合重合闸装置的动作时间为什么应从最后一次断路器跳闸算起?答:采用综合重合闸后,线路必然会出现非全相运行状态。实践证明,在非全相运行期间,健全相又发生故障的情况还是有的。这种情况一旦发生,就有可能出现因健全相故障其断路器跳闸后,没有适当的间隔时间就立即合闸的现象,最严重的是断路器一跳闸就立即合闸。这时,由于故障点电弧去游离不充分,造成重合不成功,同时由于断路器刚刚分闸完毕又接着合闸,会使断路器的遮断容量减小。对某些断路器来说,还有可能引起爆炸。为防止这种情况发生,综合重合闸装置的动作时间应从断路器最后一次跳闸算起。84综合重合闸的选相元件一方向阻抗继电器应按什么原则整定?答:其整定原则如下: (1)按线路末端经2011接地短路;选相元件至少能相继动作。(2)线路末端金属性接地故障时,其灵敏度不应低于15。 (3)按躲开正常最大负荷整定。(4)按躲开非全相过程中及出口单相接地时,健全相选相元件不应误动作。85在与单相重合闸配合使用时,为什么相差高频保护要三跳停信。而高频闭锁保护则要求单跳停信?答:在使用单相重合闸的线路上,当非全相运行时,相差高频保护启动元件均可能不返回,此时如果两侧单跳停信,由于停信时间不可能一致,停信慢的一侧将会在单相故障跳闸后由于非全相运行发出的仍是间断波而误跳三相。因此单相故障跳闸后不能将相差高频保护停信。而在三相跳闸后,相差高频保护失去操作电流而发连续波,会将对侧高频保护闭锁,所以必须实行三跳停信,使对侧相差高频保护加速跳闸切除故障。另外,当母线保护动作时,跳三相如果断路器失灵,三跳停信能使对侧高频保护动作,快速切除故障。高频闭锁保护必须实现单跳停信,因为线路单相故障一侧先单跳,单跳后保护返回,而高频闭锁保护启动元件不复归,收发信机启动发信,会将对侧高频保护闭锁。所以单相跳闸后必须停信,加速对侧高频闭锁保护跳闸。86.试比较单相重合闸与三相重合闸的优缺点?答:经比较这两种重合闸的优缺点如下:(1)使用单相重合闸时会出现非全相运行除纵联保护需要考虑一些特殊问题外,对零序电流保护的配合产生了很大的影响,也使中、短线路的零序电流保护不能充分发挥作用。例如,一般环网三相重合闸线路的零序电流一段都能纵续动作,即在线路一侧出口单相接地而三相跳闸后,另一侧零序电流立即增大并使其一段动作。以前利用这一特点,即使线路纵联保护停用,配合三相快速重合闸,仍然保持着较高的成功率。但当使用单相重合闸时,这个特点不存在了,而且为了考虑非全相运行,往往需要抬高零序电流一段的起动值,零序电流二段的灵敏度也相应降低,动作时间也可能增大。(2)使用三相重合闸时,各种保护的出口回路可以直接动作于断路器。使用单相重合闸时,除了本身有选相能力的保护外,所有纵联保护、相间距离保护、零序电流保护等,都必须经单相重合闸的选相元件控制,才能动作于断路器。(3)当线路发生单相接地,进行三相重合闸时,会比单相重合闸产生较大的操作过电压。这是由于三相跳闸、电流过零时断电,在非故障相上会保留相当于相电压峰值的残余电荷电压,而重合闸的断电时间较短,上述非故障相的电压变化不大,因而在重合时会产生较大的操作过电压。而当使用单相重合闸时,重合时的故障相电压一般只有17左右(由于线路本身电容分压产生),因而没有操作过电压问题。然而,从较长时间在llOkV及220kY电网采用三相重合闸的运行情况来看,对一般中、短线路操作过电压方面的问题并不突出。(4)采用三相重合闸时,在最不利的情况,有可能重合于三相短路故障,有的线路经稳定计算认为必须避免这种情况时,可以考虑在三相重合闸中增设简单的相间故障判别元件,使它在单相故障时实现重合,在相间故障时不重合。87自动重合闸的启动方式有哪几种?各有什么特点?答:自动重合闸有两种启动方式:断路器控制开关位置与断路器位置不对应启动方式、保护启动方式。不对应启动方式的优点:简单可*,还可以纠正断路器误碰或偷跳,可提高供电可*性和系统运行的稳定性,在各级电网中具有良好运行效果,是所有重合闸的基本启动方式。其缺点是,当断路器辅助触点接触不良时,不对应启动方式将失效。保护起动方式,是不对应启动方式的补充。同时,在单相重合闸过程中需要进行一些保护的闭锁,逻辑回路中需要对故障相实现选相固定等,也需要一个由保护启动的重合闸启动元件。其缺点:不能纠正断路器误动。88在检定同期和检定无压重合闸装置中,为什么两侧都要装检定同期和检定无压继电器?答:其原因如下。(1)如果采用一侧投无电压检定,另一侧投同步检定这种接线方式。那么,在使用无电压检定的那一侧,当其断路器在正常运行情况下由于某种原因(如误碰、保护误动等)而跳闸时,由于对侧并未动作,因此线路上有电压,因而就不能实现重合,这是一个很大的缺陷。为了解决这个问题,通常都是在检定无压的一侧也同时投入同期检定继电器,两者的触点并联工作,这样就可以将误跳闸的断路器重新投入。为了保证两侧断路器的工作条件一样,在检定同期侧也装设无压检定继电器,通过切换后,根据具体情况使用。但应注意,一侧投入无压检定和同步检定继电器时,另一侧则只能投入同步检定继电器。否则,两侧同时实现无电压检定重合闸,将导致出现非同期合闸,在同步检定继电器触点回路中要串接检定线路有电压的触点。89简述四统一零序电流保护的技术条件。答:对整套保护装置的技术要求有以下几项(1)装置应有5个电流元件,4个时间元件,1个零序功率方向元件。(2)装置应能实现一般四段式保护或三段式保护。后者有两个第一段,低定值一段重合闸后带01s延时,延时回路应能维持3s以上,以保证在对侧重合闸时,不致因断路器三相合闸不同期而误跳闸;也可以接成第一段带时限的三段式保护。单相重合闸线路的三段式保护,有两个第一段或两个第二段。重合闸起动后,可将定值躲不过非全相运行零序电流的第一段或第二段退出运行;重合闸后,则经全相运行判别回路延时01s加速对本线路末端接地故障有足够灵敏度的第二段或第三段。最后一段时间在重合闸起动后可以缩短t时限。 (3)装置中的一个灵敏电流元件可以根据运行要求实现下列作用。1)接至相邻电流互感器零序回路,实现电流回路断线闭锁措施。其触点可引入控制所需要闭锁的保护段。2)作为高频闭锁保护启动发信用。 (4)零序功率方向元件应能根据需要控制其一段或几段,其零序电压可直接接人3。电压,但零序功率方向元件动作时应有信号指示。 (5)保护的瞬时段经方向元件控制时,方向元件触点应直接控制起动回路,而不*重动继电器,以尽量缩短动作时间。(6)对保护延时段,机械型时间继电器触点与电流元件触点应串联起来起动出口跳闸继电器,以尽量缩短保护返回时间。 (7)手动合闸后加速动作时应有01s延时。(8)对瞬时动作的电流元件,应采取措施减少直流分量和谐波分量对元件起动值的影响,由制造厂提供暂态数据;降低零序电流元件的功耗。 (9)装置应有配合收发信机构成高频闭锁零序方向保护及配合综合重合闸的相应触点回路。90.采用单相重合闸的线路的零序电流保护的最末一段的时间为什么要躲过重合闸周期?答:零序电流保护最末一段的时间之所以要躲过线路的重合闸周期,是因为:(1)零序电流保护最末一段通常都要求作相邻线路的远后备保护以及保证本线经较大的过渡电阻(220kV为1OO)接地仍有足够的灵敏度,其定值一般整定得较小。线路重合过程中非全相运行时,在较大负荷电流的影响下,非全相零序电流有可能超过其整定值而引起保护动作。 (2)为了保证本线路重合过程中健全相发生接地故障能有保护可*动作切除故障,零序电流保护最末一段在重合闸起动后不能被闭锁而退出运行。综合上述两点,零序电流保护最末一段只有*延长时间来躲过重合闸周期,在重合过程中既可不退出运行,又可避免误动。当其定值躲不过相邻线非全相运行时流过本线的3I。时,其整定时间还应躲过相邻线的重合闸周期。91零序电流方向保护与重合闸配合使用时应注意什么问题?答:应注意以下问题(一)与三相重合闸配合使用的零序电流方向保护1零序电流一段保护阶段式零序电流方向保护的一段,在整定时要避越正常运行和正常检修方式下线路末端(不带方向时应为两端母线)单相及两相接地故障时流经被保护线路的最大零序电流。当零序电流保护与三相重合闸配合使用时,由于线路后重合侧断路器合闸不同期造成瞬时性(断路器三相合闸不同期时间,实际可能达到4060ms)非全相运行,也产生零序电流。当躲不过这种非全相的最大零序电流时,不带时限的一段保护将发生误动作。避越线路末端故障整定是绝对必须的。如果该定值又大于避越断路器不同期引起的非全相零序电流整定值,那么,只需要设置一个不带时限的一段电流保护。如果断路器不同期引起的非全相零序电流大于末端故障的零序电流时,或者按躲非全相情况整定;或者在三相重合闸时给躲不开非全相运行零序电流的第一段带o1s的时限;或者按两个第一段,一个按躲非全相情况整定不带时限,另一个按躲末端故障整定,但在重合闸后加01s时限或退出工作。综上所述,在三相重合闸配合使用时,零序电流方向保护装置必须具备实现两个第一段(灵敏一段与不灵敏一段)保护的可能性和无时限的一段保护在重合闸时带01s时限的可能性。2零序电流方向保护装置中带时限的后备保护段数根据规程规定,多段式零序电流方向保护之间必须按逐极配合原则整定,即要求灵敏度和时间两方面的配合。为了适应不同电压等级的电力网对后备作用以及特殊用途的保护(例如旁路断路器的保护)对保护段数的要求,按现在系统实现的配置,要求零序电流方向保护除有两个第一段外,还应有三个时间后备段。(二)与综合重合闸配合使用时的零序电流方向保护装置 1零序电流一段保护它的整定必须满足如下要求: (1)避越正常及正常检修运行方式下线路末端(或两端母线)发生单相及两相接地故障时流过本线路的最大零序电流。(2)避越单相重合闸周期内全相运行时的最大零序电流。如果要求在线路非全相运行时有不带时限的零序电流保护,而非全相运行时的最大零序电流又大于末端(或两端)接地故障时的零序电流时,则必须设置两个无时限的第一段零序电流保护,并分别是灵敏一段保护(按躲末端故障整定)和不灵敏一段保护(按躲非全相运行情况整定)。因为躲不过非全相运行的零序电流,在单相重合闸周期内灵敏一段必须退出运行,只保留不灵敏一段保护在非全相运行时继续工作。必须指出,在非全相运行期间,保留能躲过非全相零序电流的无时限第一段保护是必要的,它是相邻线路后备保护逐级配合整定的基础段,并以它在非全相运行期间不退出工作来保证相邻线路与其配合的二段保护在整定上不失配,而不发生无选择性的越级跳闸。在此前提下,设置灵敏一段是为了在第一次故障时加大无时限保护段的保护范围。因此,与综合重合闸配合使用的零序电流方向保护装置也必须有实现两个一段的可能性。 2零序电流二段保护 1)为了提高末端故障时的灵敏度,并降低整定时间,在整定上可只考虑与相邻线路的不灵敏一段保护配合。如此整定的二段电流保护,如果在本线路单相重合闸周期内其电流整定值和整定时限上都躲不过非全相运行情况的话,就必须退出运行。2)在有的系统中,个别短线路上安装了所谓的不灵敏二段保护,它的启动电流值按躲过非全相运行的最大零序电流整定,但因为躲不过末端故障,所以要带一个时限段。在本线路单相重合闸期间,不灵敏二段不退出工作。设置不灵敏二段保护,主要是为了改善相邻后备段的整定配合条件。在没有不灵敏二段的条件下,相邻线路的二段只能同本线路的不灵敏一段配合,而相邻线路的三段保护则需与本线路的重合闸后的三段配合。如果设有不灵敏二段时,相邻线路的二段或三段的整定都可以与它配合,从而改善了相邻线路的保护性能。在某些情况下这种改善的效果还是相当明显的。因此,零序电流保护装置要考虑实现两个二段的可能性。但是,对装置来说,虽然要求既可以设置两个第一段,又可以设置两个第二段,但不灵敏一段和不灵敏二段不可能同时出现在一个保护装置中。3零序电流后备段保护零序电流方向保护装置各段是按逐级配合原则整定的,设置四段保护是必要的。虽然国内有的电力系统采用三段式保护也可满足整定要求,但对于旁路断路器上的保护而言,由于它要代替的线路保护较多,为了运行方便,一般要求多设几段。为此,在保护装置内还设置了一个附加电流元件和时间元件,必要时,可以再增设一段保护。56.在大短路电流接地系统中,为什么有时要加装方向继电器组成零序电流方向保护?答:在大短路电流接地系统中,如线路两端的变压器中性点都接地,当线路上发生接地短路时,在故障点与各变压器中性点之间都有零序电流流过,其情况和两侧电源供电的辐射形电网中的相间故障电流保护一样。为了保证各零序电流保护有选择性动作和降低定值,就必须加装方向继电器,使其动作带有方向性。使得零序方向电流保护在母线向线路输送功率时投入,线路向母线输送功率时退出。92零序(或负序)方向继电器的使用原则是什么?答:零序电流保护既然是作为动作机率较高的基本保护,故应尽量使其回路简化,以提高其动作可*性。而零序功率方向继电器则是零序电流保护中的薄弱环节。在运行实践中,因方向继电器的原因而造成的保护误动作时有发生。因此,零序(或负序)方向继电器的使用原则如下: (1)除了当采用方向元件后,能使保护性能有较显著改善的情况外,对动作机率最多的零序电流保护的瞬时段,特别是“躲非全相一段”,以及起后备作用的最末一段,应不经方向元件控制。 (2)其他各段,如根据实际选用的定值,不经方向元件也能保证选择性和一定灵敏度时,也不宜经方向元件控制。(3)对平行双回线,特别是对采用单相重合闸的平行双回线,如果互感较大,其保护有关延时段必要时也包括灵敏一段,一般以经过零序方向元件控制为宜,因为这样可以不必考虑非全相运行情况下双回线路保护之间的配合关系,从而可以改善保护工作性能。 (4)方向继电器的动作功率,应以不限制保护动作灵敏度为原则,一般要求在发生接地故障且当零序电流为保护起动值时,尚应有2以上的灵敏度。93.大短路电流接地系统中输电线路接地保护方式主要有哪几种?答:大短路电流接地系统中,输电线路接地保护方式主要有:纵联保护(相差高频、方向高频等)、零序电流保护和接地距离保护等。94什么是零序保护?大短路电流接地系统中为什么要单独装设零序保护?答:在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。三相星形接线的过电流保护虽然也能保护接地短路,但其灵敏度较低,保护时限较长。采用零序保护就可克服此不足,这是因为:系统正常运行和发生相间短路时,不会出现零序电流和零序电压,因此零序保护的动作电流可以整定得较小,这有利于提高其灵敏度;丫,d接线降压变压器,侧以后的故障不会在Y侧反映出零序电流,所以零序保护的动作时限可以不必与该种变压器以后的线路保护相配合而取较短的动作时限。95.零序电流保护由哪几部分组成?答:零序电流保护主要由零序电流(电压)滤过器、电流继电器和零序方向继电器三部分组成。96.简述零序电流方向保护在接地保护中的作用与地位。答:零序电流方向保护是反应线路发生接地故障时零序电流分量大小和方向的多段式电流方向保护装置,在我国大短路电流接地系统不同电压等级电力网的线路上,根据部颁规程规定,都装设了这种接地保护装置作为基本保护。电力系统事故统计材料表明,大短路电流接地系统电力网中线路接地故障占线路全部故障的8090,零序电流方向接地保护的正确动作率约97,是高压线路保护中正确动作率最高的一种。零序电流方向保护具有原理简单、动作可*、设备投资小,运行维护方便、正确动作率高等一系列优点。随着电力系统的不断发展,电力网日趋复杂,短线路和自耦变压器日渐增多,零序电流方向保护在这一新局面下也显露出自己固有的局限性。为此,现行规程中在规定装设多段式零序电流方向保护的同时,还补充规定:“对某些线路,如方向性接地距离可以明显改善整个电力网接地保护性能时,可装设接地距离保护,并辅以阶段式零序电流保护”。97零序电流保护有什么优点?答:带方向性和不带方向性的零序电流保护是简单而有效的接地保护方式,其优点是:(1)结构与工作原理简单。零序电流保护以单一的电流量作为动作量,而且只需用一个继电器便可以对三相中任一相接地故障作出反应,因而使用继电器数量少、回路简单、试验维护简便、容易保证整定试验质量和保持装置经常处于良好状态,所以其正确动作率高于其他复杂保护。(2)整套保护中间环节少,特别是对于近处故障,可以实现快速动作,有利于减少发展性故障。(3)在电网零序网络基本保持稳定的条件下,保护范围比较稳定。由于线路接地故障零序电流变化曲线陡度大,其瞬时段保护范围较大,对一般长线路和中长线路可以达到全线的7080,性能与距离保护相近。而且在装用三相重合闸的线路上,多数情况,其瞬时保护段尚有纵续动作的特性,即使在瞬时段保护范围以外的本线路故障,仍能*对侧断路器三相跳闸后,本侧零序电流突然增大而促使瞬时段起动切除故障。这是一般距离保护所不及的,为零序电流保护所独有的优点。(4)保护反应于零序电流的绝对值,受故障过渡电阻的影响较小。例如,当220kV线路发生对树放电故障,故障点过渡电阻可能高达100,以上,此时,其他保护多将无法起动,而零序电流保护,即使3。定值高达数百安(一般100A左右)尚能可*动作,或者*两侧纵续动作,最终切除故障。(5)保护定值不受负荷电流的影响,也基本不受其他中性点不接地电网短路故障的影响,所以保护延时段灵敏度允许整定较高。并且,零序电流保护之间的配合只决定于零序网络的阻抗分布情况,不受负荷潮流和发电机开停机的影响,只需使零序网络阻抗保持基本稳定,便可以获得较良好的保护效果。98零序电流保护在运行中需注意哪些问题?答:零序电流保护在运行中需注意以下问题(1)当电流回路断线时,可能造成保护误动作。这是一般较灵敏的保护的共同弱点,需要在运行中注意防止。就断线机率而言,它比距离保护电压回路断线的机率要小得多。如果确有必要,还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作。 (2)当电力系统出现不对称运行时,也要出现零序电流,例如变压器三相参数不同所引起的不对称运行,单相重合闸过程中的两相运行,三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期,母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下,由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流(图460),以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下,可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等,都可能使零序电流保护起动。 (3)地理位置*近的平行线路,当其中一条线路故障时,可能引起另一条线路出现感应零序电流,造成反方向侧零序方向继电器误动作。如确有此可能时,可以改用负序方向继电器,来防止上述方向继电器误判断(4)由于零序方向继电器交流回路平时没有零序电流和零序电压,回路断线不易被发现;当继电器零序电压取自电压互感器开口三角侧时,也不易用较直观的模拟方法检查其方向的正确性,因此较容易因交流回路有问题而使得在电网故障时造成保护拒绝动作和误动作。99采用接地距离保护有什么优点?答:接地距离保护的最大优点,是瞬时段的保护范围固定,还可以比较容易获得有较短延时和足够灵敏度的第二段接地保护。特别适合于短线路的一、二段保护。对短线路说来,一种可行的接地保护方式,是用接地距离保护一、二段再辅之以完整的零序电流保护。两种保护各自配合整定,各司其责:接地距离保护用以取得本线路的瞬时保护段和有较短时限与足够灵敏度的全线第二段保护;零序电流保护则以保护高电阻故障为主要任务,保证与相邻线路的零序电流保护间有可*的选择性。100常规接地距离继电器有什么特点?答:该继电器具有以下特点。(1)在单相接地故障时,能正确测量距离。增加领前相电压作辅助极化量和极化回路实现记忆作用,都十分有利于消除电压死区,增强允许接地电阻能力和保证反方向故障的方向性。在这种故障时的基本性能,和相间方向距离元件在相间短路时的情况相似。(2)在单相接地故障时,能够选相,可以用作选相元件。 (3)受端母线经电阻三相短路时,要失去方向性。(4)在重负荷长线路情况下,如果整定值较大,送端母线两相短路时要失去方向性。 (5)发生两相短路经电阻接地故障时,领前故障相的元件要发生超越,等价电源阻抗与线路阻抗之比愈大时,超越愈严重;极化回路的记忆作用和领前相辅助极化电压作用更使超越增大。而滞后故障相的元件要缩短保护范围。因此,如果要利用这种继电器作距离测量元件,需要在发生两相短路接地时将领前故障相元件退出工作。(6)正方向两相短路时,保护范围缩短。等值电源阻抗与整定阻抗之比愈大时,缩短的情况愈严重。(7)全相运行和非全相运行时发生振荡,当两侧等值电源电动势角摆开较大时,都可能动作。101什么是距离保护的时限特性?答:距离保护一般都作成三段式,第1段的保护范围一般为被保护线路全长的8085,动作时间t1为保护装置的固有动作时间。第段的保护范围需与下一线路的保护定值相配合,一般为被保护线路的全长及下一线路全长的3040,其动作时限要与下一线路距离保护第1段的动作时限相配合,一般为05s左右。第段为后备保护,其保护范围较长,包括本线路和下一线路的全长乃至更远,其动作时限按阶梯原则整定。102为什么距离保护的I段保护范围通常选择为被保护线路全长的8085?答:距离保护第1段的动作时限为保护装置本身的固有动作时间,为了和相邻的下一线路的距离保护第1段有选择性的配合,两者的保护范围不能有重叠的部分。否则,本线路第1段的保护范围会延伸到下一线路,造成无选择性动作。再者,保护定值计算用的线路参数有误差,电压互感器和电流互感器的测量也有误差。考虑最不利的情况,这些误差为正值相加。如果第1段的保护范围为被保护线路的全长,就不可避免地要延伸到下一线路。此时,若下一线路出口故障,则相邻的两条线路的第1段会同时动作,造成无选择性地切断故障。除上弊,第1段保护范围通常取被保护线路全长的8085。103什么是方向阻抗继电器?答:所谓方向阻抗继电器,是指它不但能测量阻抗的大小,而且能判断故障方向。换句话说,这种阻抗继电器不但能反应输入到继电器的工作电流(测量电流)和工作电压(测量电压)的大小,而且能反应它们之间的相角关系。由于在多电源的复杂电网中,要求测量元件应能反应短路故障点的方向,所以方向阻抗继电器就成为距离保护装置中的一种最常用的测量元件。从原理上讲,不管继电器在阻抗复平面上是何种动作特性,只要能判断出短路阻抗的大小和短路方向,都可称之为方向阻抗继电器。但是,习惯上是指在阻抗复平面上过坐标原点并具有圆形特性的阻抗继电器。104、为什么万用表的电压灵敏度越高(内阻大),测量电压的误差就越小?答:万用表电压灵敏度的意义是指每测量IV电压对应的仪表内阻,如MF-18型万用表为20000V。用万用表电压档测量电压时,是与被测对象并联连接,电压灵敏度高,就是该表测量电压时内阻大,分流作用小,对测量的影响就小,测量结果就准确,反之测量误差就大。所以,万用表的电压灵敏度越高,测量电压的误差就越小。105、何谓运行中的电气设备?答:运行中的设备是指全部带有电压或一部分带电及一经操作即带电的电气设备。106、在带电的保护盘或控制盘上工作时,要采取什么措施?答:在全部或部分带电的盘上进行工作,应将检修设备与运行设备以明显的标志(如红布帘)隔开,要履行工作票手续和监护制度。107、继电保护快速切除故障对电力系统有哪些好处?答:快速切除故障的好处有:(1)提高电力系统的稳定性。(2)电压恢复快,电动机容易自启动并迅速恢复正常,而减少对用户的影响。(3)减轻电气设备的损坏程度,防止故障进一步扩大。(4)短路点易于去游离,提高重合闸的成功率。108、什么叫定时限过电流保护?什么叫反时限过电流保护?答:为了实现过电流保护的动作选择性,各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整定。即相邻保护的动作时间,自负荷向电源方向逐级增大,且每套保护的动作时间是恒定不变的,与短路电流的大小无关。具有这种动作时限特性的过电流保护称为定时限过电流保护。反时限过电流保护是指动作时间随短路电流的增大而自动减小的保护。使用在输电线路上的反时限过电流保护,能更快的切除被保护线路首端的故障。109、何谓系统的最大、最小运行方式?答:在继电保护的整定计算中,一般都要考虑电力系统的最大与最小运行方式。最大运行方式是指在被保护对象末端短路时,系统的等值阻抗最小,通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。最小的运行方式是指在上述同样的短路情况下,系统等值阻抗最大,通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。110、何谓近后备保护?近后备保护的优点是什么?答:近后备保护就是在同一电气元件上装设A、B两套保护,当保护A拒绝动作时,由保护B动作于跳闸。当断路器拒绝动作时,保护动作后带一定时限作用于该母线上所连接的各路电源的断路器跳闸。近后备保护的优点是能可*地起到后备作用,动作迅速,在结构复杂的电网中能够实现选择性的后备作用。111、什么叫电流速断保护?它有什么特点?答:按躲过被保护元件外部短路时流过本保护的最大短路电流进行整定,以保证它有选择性地动作的无时限电流保护,称为电流速断保护。它的特点是:接线简单,动作可*,切除故障快,但不能保护线路全长。保护范围受系统运行方式变化的影响较大。
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