南昌大学继电保护期末必背简答汇总Word文档格式.docx
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（4）有利于闪络处绝缘强度的恢复，提高了自动重合闸的成功率
一般主保护的动作时间在1～2s以内，后备保护根据其特点，动作时间相应增加。
3、灵敏性
继电保护装置反映故障的能力称为灵敏性，灵敏度高，说明继电保护装置反映故障的能力强，可以加速保
护的起动。
4、可靠性
根据继电保护的任务和保护范围，如果某一保护装置应该动作而未动作则称为拒动；
如果电力系统在正常运行状态或故障不在保护范围内，保护装置不应动作而动作了则称为误动。
继电保护的拒动和误动将影响装置的可靠性，可靠性不高，将严重破坏电力系统的安全稳定运行。
装置的原理、接线方式、构成条件等方面都直接决定了保护装置的可靠性，因此现在的保护装置在选用时尽量采用原理简单、运行经验丰富、装置可靠性高的保护。
继电保护被称为是电力系统的卫士，它的基本任务有哪些？
1、当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。
2、当发生不正常工作情况时，能自动、及时地选择信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。
可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用
电流互感器在运行中为什么要严防二次侧开路？
电压互感器在运行中为什么要严防二次侧短路？
当电流互感器二次绕组开路时，电流互感器由正常短路工作状态变为开路状态，I2=0，励磁磁动势由正常时很小的I0W1骤增为I1W1，由于二次绕组感应电动势与磁通变化率成正比，因此在二次绕组磁通过零时将感应产生很高数值的尖顶波电动势，其数值可达数千伏甚至上万伏，危机工作人员安全和仪表、继电器的绝缘。
由于磁通猛增，使铁芯严重饱和，引起铁芯和绕组过热。
此外，还可能在铁芯中产生很大剩磁，使互感器的特性变坏，增大误差。
因此，严禁二次侧开路运行。
电压互感器二次侧如发生短路，将产生很大短路电流烧坏互感器。
因此，电压互感器要严防二次侧短路，且一次、二次绕组必须装设熔断器以进行短路保护。
什么定时限过电流保护？
说明它的动作电流和动作时间的整定计算和灵敏系数效验。
启动电流躲过最大负荷电流，时限按阶梯原则整定的一种电流保护（常用作后备保护，能保护线路全长和下一线路全长，甚至更远）。
称为定时限过电流保护（3分）为保证在正常情况下各条线路上的过电流保护绝对不动作，过电流保护的动作电流必须大于被保护线路在正常运行时的上可能出现且通过保护装置的最大负荷电流
近后备保护
远后备保护
按选择性要求整定过电流保护的动作时限阶梯性原则
在方向过电流保护中为什么要采用按相启动？
在电网中发生不对称短路时，非故障相仍有电流通过，此电流称为非故障相电流，非故障相电流可能使非故障相功率元件发生误动作。
采用直流回路按相启动接线，将同名各相电流元件和同名功率方向元件动合触点串联后，分别组成独立的跳闸回路，这样可以消除非故障相电流影响，因为反向故障时，故障相方向元件不会动作（2KW，3KW不动作），非故障相电流元件不会动作（1KA不动作），所以保护不会误跳闸。
如下图所示。
画出功率方向继电器900接线，分析在采用900接线时，通常继电器的a角取何值为好？
对应的接线图如下图所示
通常功率方向继电器内角取300~450。
相间短路功率方向继电器有死区，零序功率方向继电器为什么没有死区？
为什么仍要校验零序功率方向继电器的灵敏度？
如何校验？
相间短路时，越近故障点，故障相间电压越低。
在保护安装处附近相间故障时，
功率方向继电器将因测量电压过低而拒动，产生动作死区。
接地故障时，越近故障点，零序电压越高，故零序功率方向继电器不存在动作死区。
但若接地故障距保护安装处很远，则由于保护安装处零序电压较低，零序电流也较小，方向元件可能不起动，因此必须校验零序功率方向元件在这种情况下的灵敏度。
一般按保护范围末端接地故障，保护安装处的最小零序功率与厂家给出的零序方向元件起动功率之比进行校验。
功率方向判别元件实质上是在判别什么？
为什么会存在“死区”？
什么时侯要求它动作最灵敏？
功率方向判别元件利用判别短路功率的方向或短路后电流、电压之间的相位关系，实质上是在判别发生故障的方向，在正方向发生各种故障时，能可靠动作，而在反方向发生各种故障时，能可靠不动作。
在保护安装处附近相间故障时，功率方向继电器将因测量电压过低而拒动，产生动作死区。
功率方向判别元件在常见的短路情况下要求它动作最灵敏，即其输出为最大。
什么是相继动作，为什么会出现相继动作？
一侧保护随着另一侧保护动作而动作的情况称为保护的相继动作。
在纵联电流相位差动保护中,为了防止保护在任何外部短路条件下发生误动作,闭锁角应随线路长度增加而加大,从而使内部故障时的动作角相应减小，高频信号从一侧传向另一侧的传输延时产生的误差角也随线路长度增加而加大。
在双侧电源线路内部故障时，该误差角将使电势超前侧收信机中收到的高频信号相位差角增加，使电势滞后侧收信机中收到的高频信号相位差角减小。
因而当线路达到某一长度之后，在纵联电流相位差动保护中，电势超前侧在内部故障时将因信号相位差过大而拒动。
而电势滞后侧保护必定动作，并且在该侧断路器跳闸后作用于发信机停信，从而使原拒动侧的保护动作，出现相继动作。
说明线路定时限过电流保护动作过程，如何进行动作电流与动作时间的整定计算和灵敏系数检验．
当线路短路后，短路电流经电流互感器TA转变为二次电流进入电流继电器1KA，2KA。
当电流大于电流继电器动作电流时，电流继电器动作，其动合触点闭合，启动时间继电器KT，经过整定时间其动合触点闭合，正电源经KT触点，信号继电器KS送至中间继电器KM绕组上，其动合触点闭合。
于是正电源经KM触点，断路器辅助触点QF1送至短路器跳闸绕组YR上，使断路器切除故障。
在KT触点闭合启动KM，也使KS动作，其动合触点闭合，同时KS掉牌并发出信号。
故障切除后，短路电流消失，各继电器回复原位，只有信号继电器需要手动复归。
（1）过电流保护动作电流按躲过最大负荷电流整定，即
Iop.r=
IL.max
Kcon——保护装置接线系数，星形接线时取1；
Krel——可靠系数，取
Kss——电动机自启动系数，一般取
Kre——电流保护的返回系数，一般取0.85；
IL.max——最大负荷电流，与系统运行方式有关。
（2）过电流保护灵敏系数按保护线路末端最小运行方式下二相短路电流的灵敏系数为
Ksen=
Ks.m=
保护动作时限按阶梯原则。
各保护装置动作时间为：
t2=t3+Δt；
t1=t2+Δt；
Δt=0.5s
什么是零序保护？
它由哪几部分组成
在中性点直接接地电网中发生接地故障后，出现零序电流、零序电压和零序功率，利用这些零序分量电量构成接地故障的继电保护装置统称为零序保护。
零序电流保护主要由零序电流滤过器、电流继电器和零序方向继电器三部分组成。
直接接地电网中为什么要单设零序保护？
在什么条件下要加装方向继电器组成零序电流方向保护？
在中性点直接接地电网中发生接地故障后，出现零序电流、零序电压和零序功率，利用这些零序分量电量构成节点故障保护的继电保护装置统称为零序保护。
相间电流保护的三相星形接线过电流保护虽然也能保护接地故障，但其灵敏性低，保护时限长。
采用零序保护可克服此不足。
在双侧或多测电源电路中，电源处变压器中性点一般至少有一台接地。
由于零序电流实际流向是由故障点流向各个变压器的中性点，因此，在变压器接地数目较多的中性点的复杂网络中，必须考虑零序保护动作的方向性，在零序电流保护中增设功率方向元件，才能保证动作的选择性。
中性点直接接地电网中零序电流保护的时限特性和相间短路电流保护的时限特性有什么不同，为什么？
零序电流保护的时限特性与相间电流保护的时限特性相同，都是阶梯原则整定的，但是对于有Yd接线的变压器电网，d（三角形绕组）侧无零序电流，所有时限起点从Y侧变压器开始至保护安装处，显然比相间短路时从变压器d侧开始至保护安装处时间段多了，因此零序电流保护动作时限缩短了。
简述小电流接地系统保护的配置
小电流接地系统（35KV及以下）输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障；
由于小电流接地系统没有接地点，故单相接地短路仅视为异常运行状态，一般利用母线上的绝缘监察装置发信号，由运行人员“分区”停电寻找接地设备。
对于变电站来讲，母线上出线回路数较多，也涉及供电的连续性问题，故一般采用零序电流或零序方向保护反应接地故障。
对于短线路、运行方式变化较大时，可不考虑Ⅰ段保护，仅用Ⅱ段+Ⅲ段保护分别作为主保护和后备保护使用。
简述中性点直接接地系统的特点
接地时零序分量的特点：
①故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电压越低，中性点接地变压器处零序电压为零。
②零序电流的分布，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在电力系统运行方式变化时，如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。
但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化，将间接影响零序分量的大小。
④对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。
中性点不直接接地系统特点是什么？
①全系统都出现零序电压，且零序电压全系统均相等。
②非故障线路的零序电流由本线路对地电容形成，零序电流超前零序电压90°
。
③故障线路的零序电流由全系统非故障元件、线路对地电容形成，零序电流滞后零序电压90°
显然，当母线上出线愈多时，故障线路流过的零序电流愈大。
④故障相电压（金属性故障）为零，非故障相电压升高为正常运行时的相间电压。
⑤故障线路与非故障线路的电容电流方向和大小不相同。
因此中性点不直接接地系统中，线路单相故障可以反应零序电压的出现构成零序电压保护；
可以反应零序电流的大小构成零序电流保护；
可以反应零序功率的方向构成零序功率方向保护。
什么叫距离保护，它与电流保护主要区别是什么？
距离保护是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据这一距离远近而确定保护动作时限的一种保护装置。
它与电流保护相比优点是在多电源的复杂电网中可以有选择性的切除故障，而且有足的快速性和灵敏性；
缺点是可靠性不如电流保护，距离保护受各种因素的影响，在保护中要采取各种防止这些影响的措施，因此使整套保护装置比较复杂
试分析说明三种特性圆的阻抗继电器中哪一种受过渡电阻影响最大？
哪一种受系统振荡影响最大？
分析全阻抗继电器、方向阻抗继电器和偏移圆阻抗继电器受过渡电阻影响和受系统振荡影响如图所示。
从图6-6中可看出方向阻抗继电器受过渡电阻的影响最大。
从图中可看出全阻抗继电器受系统振荡影响最大。
当系统振荡时、M处阻抗继电器的测量阻抗矢端轨迹SQ与特性1、2、3相交。
在时，全阻抗继电器动作；
在时，偏移圆阻抗继电器向阻抗继电器动作；
在时，方向阻抗继电器动作。
显而易见，系统振荡时全阻抗继电器受影响最大。
简述三段式距离保护各段的整定计算原则。
Ⅰ段：
整定原则：
按躲开下一条线路出口处短路的原则来整定。
，
Ⅱ段：
（1）与相邻的线路距离保护第一段相配合，并考虑分支系数影响
（2）。
躲开线路末端变电所低压侧出口处短路时的电阻阻抗。
取d点短路可能出现的最小值，
=0.5S.
=保护装置动作值/保护范围内发生金属性短路时故障阻抗的计算值=
若不足要求，同样的与下一个线路的距离Ⅱ段相配合。
Ⅲ段。
整定：
起动阻抗按躲开最小负荷阻抗来整定
方向阻抗继电器。
，阶梯原则
校验：
（近）=
≥1.3—1.5（按本线路末端短路条件来校验）,
（远）=
≥1.2（按取相邻元件末端短路的条件来校验，
取实际可能的最大值）。
简述距离保护构成。
（1）测量部分，用于对短路点的距离测量和判别短路故障的方向。
（2）启动部分，用来判别系统是否处于故障状态。
当短路故障发生时，瞬时启动保护装置。
有的距离保
护装置的启动部分兼起后备保护的作用。
（3）振荡闭锁部分，用来防止系统振荡时距离保护误动作。
（4）二次电压回路断线失压闭锁部分，当电压互感器（TV）二次回路断线失压时，它可防止由于阻抗继
电器动作而引起的保护误动作。
但当TV断线时保护可以选择投/退“TV断线相过流保护”。
（5）逻辑部分，用来实现保护装置应有的性能和建立各段保护的时限。
（6）出口部分，包括跳闸出口和信号出口，在保护动作时接通跳闸回路并发出相应的信号。
简述输电线路纵联差动保护的基本原理？
输电线路纵联差动保护是由线路两端的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。
因此，流经继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。
在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。
变压器差动保护不平衡电流是怎样产生的？
差动保护时不平衡电流产生的原因有：
（1）变压器正常运行时的励磁电流引起的不平衡电流。
（2）由于变压器各侧电流相位不同而引起的不平衡电流。
（3）由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流。
（4）由于变压器改变调压分接头引起的不平衡电流。
影响输电线纵联差动保护正确工作的主要因素有哪些？
电流互感器的误差和不平衡电流；
导引线的阻抗和分布电容；
导引线的故障和感应过电压
简述高频通道中各构成元件的作用。
（1）高频阻波器防止高频信号外流，并有效地送到对侧，避免产生不必要的损耗和造成对其它高频通道的干扰。
高频阻波器是由电感和电组成的并联为谐振回路，当调谐在所选用的载波频率时，可达到上述要求。
（2）结合滤波器和耦合电容器
结合滤波器和耦合电容器构成一个带通滤波器，连接于高压输电线路与高频电缆之间当在其带通范围内的高频信号通过时，所产生的衰耗应为最小；
当工频电流通过时，则产的衰耗应尽可能地大，从而能使工频电流截止，而高频信号能高效率地通过。
同时，带通滤波器能进行阻抗匹配，使高频收信机收到高频信号功率最大。
还有隔离和接地的作用。
（3）接地刀闸是检修连接滤波器和高频收发信机时，作为耦合电容接地用，保证人身和设备安全。
（4）高频电缆采用单芯同轴电缆，用来连接收发信机与户外的连接滤波器。
（5）保护间隙是高频通道的辅助设备，做过电压保护用。
（6）高频收信机用于接受高频信号，高频发性机用于发送高频信号。
如图：
试分析高频闭锁方向保护在线路内部故障和外部短路故障时的工作情况。
高频闭锁方向保护是通过间接比较被保护线路两端的功率方向，以判断是线路内部故障或外部故障，采用故障发信的方式，并规定线路两端功率从母线流向线路为正，由线路流向母线为负。
系统故障时，如功率方向为正，则高频发信机不发信，功率方向为负，则高频发信机发信。
如图，被保护线路都装有功率方向元件，但K点故障时，保护2、5会发信，则对端保护会收信。
则保护1、2、5、6都不会动作。
而保护3、4功率方向为正，则高频发信机不发信，则保护动作，将故障线路切除。
什么是闭锁角，由什么决定其大小，为什么保护必须考虑闭锁角，闭锁角的大小对保护有何影响。
在纵联电流相位差动保护中，为了保护在任何外部短路条件下保护都不动作所整定的使此保护闭锁的角度。
称为闭锁角。
主要由电流互感器及保护装置的误差以及高频信号传输延时产生的角度差决定其大小。
由于电流互感器及保护装置的误差以及高频信号传输延时产生的角度差等因数的影响，使的在纵联电流相位差动保护中，内部故障时，两侧收信机收到的总信号波形的间断角减小，。
外部故障时，两侧收信机收到的总信号波形出现间断，为了保护在任何外部短路条件下保护都不误动作，保护必须考虑闭锁角。
闭锁角过大，会使内部故障时，保护装置拒动。
闭锁角过小，会使外部故障时，保护装置误动。
纵联保护的通道可分为几种类型？
可分为以下几种类型：
电力线载波通道；
微波通道；
光纤通道；
导引线电缆。
试比较高频闭锁方向保护与高频闭锁距离保护有什么异同点？
高频闭锁方向保护只能作为本线路的全线快速保护，不能作为变电所和下一级线路的后备保护，而高频闭锁距离保护具有高频闭锁方向保护盒距离保护两种保护的优点，即在内部保护时能快速切切除被保护范围内任一点故障，又能在外部故障时作为下一级线路的后备保护。
高频闭锁方向保护的工作原理是什么？
利用非故障线路靠近故障点一端保护发出闭锁该线路两端保护的高频信号，将非故障线路两侧保护闭锁；
而对于故障线路，其两端保护则不发高频闭锁信号，保护动作于跳闸。
手动重合到永久性故障线路上，重合闸为什么不动作？
线路上存在永久性故障时，断路器在AAR动作合闸后被继电保护装置动作再次跳闸、此时虽然继电器KCT和KT又重复启动，但中间继电器KM不能动作，因为电容C两端电压尚未充电到KM的动作值，此时即使持续时间再久，C两端电压也不会充到KM动作值，因为当KT延时触点闭合后，电阻R4和KM电压绕组串联分压后加到电容C两端电压只能达到几伏（R4约34MΩ，而KM电压绕组的电阻约2．1kΩ）．这样保证了AAR只能动作一次。
自动重合闸的基本类型有哪些？
它们分别适用于什么网络？
自动重合闸按其功能可分为3种类型，即三相重合闸、单相重合闸和综合重合闸。
（1）110kv及以下电压等级的系统单侧电源，一般采用三相一次重合闸；
（2）220kv、110kv及以下电压等级双电源线路用合适方式的三相自动重合闸能满足系统稳定和运行要求的，可采用三相自动重合闸；
（3）330-500kv线路，一般采用综合重合闸装置；
（4）220kv线路采用各种方式三相自动重合闸不能满足系统稳定和运行要求时，可采用综合重合闸装置；
（5）双电源220kv及以上电压等级的单回路联络线，适合采用单相重合闸；
（6）主要的110kv双电源单回路联络线，采用单相重合闸为电网安全运行效果显著时，可采用单相重合闸。
变压器后备保护可采取哪些方案？
各有什么特点?
（1）．过流保护。
低电压启动的过流保护，比过流保护灵敏性高。
（2）．复合电压启动的过电流保护，适用于升压变压器和系统联络变压器及过流保护灵敏系数达不到要求的变压器。
（3）．负序电流及单相式低电压启动的过电流保护，可以反映不对称短路和三相对称短路。
简述变压器纵差动保护动作电流的整定原则。
（1）纵差动保护一次起动电流的整定原则
（2）躲过变压器励磁涌流:
（3）躲过电流互感器二次断线不应误动作:
（4）躲过外部穿越性短路最大不平衡电流:
（5）纵差动保护灵敏系数的校验
变压器纵差动保护的灵敏系数可按下式校验：
为什么发电机定子绕组单相接地的零序电压保护存在死区，如何减少死区？
由于整定值较高，因此，当中性点附近发生接地时，保护装置不能动作，因而出现死区。
为了减小死区，可采取如下措施来降低起动电压。
（1）如图所示．加装三次谐波滤过器；
（2）对于高压侧中性点直接接地的电网，利用保护装置的延时来躲开高压侧接地短路故障，其动作时限应与变压器的零序保护相配合。
（3）在高压侧中性点非直接接地电网中闭锁或利用它对保护实现制动。
可利用高压侧的零序电压将发电机接地保护闭锁或实现制动。
采取以上措施以后，零序电压保护范围虽然有所提高，但在中性点附近接地时仍然有一定的死区。
变压器励磁涌流的定义是什么？
有何特点？
当变压器空载投入和外部故障切除后电压依复时，可能出现数值很大的励磁电流，这种暂态过程中出现的变压器励磁电流称为励磁涌流，其数值可达额定电流的6-8倍。
变压器励磁涌流有三大特点：
（1）含有较大成分的非周期分量，往往使涌流偏向于时间轴一侧。
（2）含有丰富的高次谐波成分，其中以二次谐波为主。
（3）波形存在间断。
如何消除变压器差动保护的不平衡电流？
（3）由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流
试述变压器气体保护的基本工作原理，为什么差动保护不能代替气体保护？
变压器气体保护时利用变压器发生油箱内部故障，故障点内部局部高温使变压器油温变高，是油内气体被排出形成上升气体，若故障点产生电弧，则变压器油和其他绝缘材料分解出大量气体；
这些气体由油箱流向油枕上部，故障严重，产生气体越多，流向油枕气流速度越大，利用这些气体实现保护。
气体保护的测量元件是气体继电器，开口式气体继电器结构是上部有一个附带永久磁铁的开口杯，下部有一个附带永久磁铁的挡板。
正常情况下，继电器充满油，开口杯和挡板的磁铁远离干簧触点，干簧触点断开，继电器不动作。
当继电器内部轻微故障时，产生少量气体汇集气体继电器内部，迫使油面下降，使开口暴露出油面，开口环失去平衡绕轴落下，永久磁铁也随之落下接通干簧触点，发出轻微瓦斯信号。
当变压器内部发生故障时油箱内产生大量气体，变压器油箱和油枕之间连接导管中出现强烈的油流，当油流流速达到整定速度值时，油流对挡板的冲击力克服弹簧的作用力，挡板被冲动，永久磁铁靠近干簧触点，干簧触点闭
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