继电保护二次回路技术问答220道.docx
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继电保护二次回路技术问答220道
40、怎样实现母线绝缘监察?
答：
母线绝缘监察是根据发生单相接地时，各相电压发生明显变化这一特点实现的。
对于lOkV母线可采用三相五柱式电压互感器；对于35kV及以上母线可采用三台单相三绕组电压互感器接线方式并实现绝缘监察。
50.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。
51．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：
简单可靠，还可以纠正断路器误碰或偷跳，可提高供电可靠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。
52．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。
53．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0．1s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0．1s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，而不靠重动继电器，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0．1s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。
54.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1OOΩ）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靠动作切除故障，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靠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。
55．零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40～60ms）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o．1s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0．1s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0．1s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。
57．零序（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，以提高其动作可靠性。
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。
58.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。
59．什么是零序保护?
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：
①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；②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。
60.零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。
61.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80％～90％，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、动作可靠、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”。
62．零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70％～80％，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，仍能靠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100Ω,以上，此时，其他保护多将无法起动，而零序电流保护，即使3Ｉ。
定值高达数百安（一般100A左右）尚能可靠动作，或者靠两侧纵续动作，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。
63．零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4—60），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）地理位置靠近的平行线路，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。
64．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靠的选择性。
65．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。
66．什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80％～85％，动作时间t1为保护装置的固有动作时间。
第Ⅱ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30％～40％，其动作时限ｔⅡ要与下一线路距离保护第1段的动作时限相配合，一般为0．5s左右。
第Ⅲ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ｔⅢ按阶梯原则整定。
67．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80％～85％?
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。
为
除上弊，第1段保护范围通常取被保护线路全长的80％～85％。
77．什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。
77、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20000~／V。
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。
78、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。
79、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。
80、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。
81、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
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