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短路电流仅在故障相之间流通,不流向大地。3。4构成距离保护为什么必须用故障环上的电流、电压作为测量电压和电流?答:在三相系统中,任何一项的测量电压与测量电流值比都能算出一个测量阻抗,但是只有故障环路上的测量电压、电流之间才能满足关系,即由它们算出的测量阻抗才等于短路阻抗,才能够正确反应故障点到保护安装处之间的距离。用非故障环上的测量电压与电流虽然也能算出一个测量阻抗,但它与故障距离之间没有直接的关系,不能正确的反应故障距离,虽然不能构成距离保护。3。6在本线路上发生金属性短路,测量阻抗为什么能够正确反应故障的距离?答:电力系统发生金属性短路时,在保护安装处所测量Um降低,Im增大,它们的比值Zm变为短路点与保护安装处之间短路阻抗Zk;对于具有均匀参数的输电线路来说,Zk与短路距离Lk成正比关系,即Zm=Zk=Z1Lk(Z1=R1+jX1,为单位长度线路的复阻抗),、整定阻抗和动作阻抗的含义。答:偏移特性阻抗继电器的动作特性如图3—3所示,,系统不同的的运行状态下(正常、震荡、不同位置故障等),测量阻抗是不同的,,由故障环上的测量电压、电流算出测量阻抗能够正确的反应故障点到保护安装处的距离。对于偏移特性的阻抗继电器而言,整定阻抗有两个,即正方向整定阻抗和反方向整定阻抗,它们均是根据被保护电力系统的具体情况而设定的常数,。-6-:..是阻抗元件处于临界动作状态对应的测量阻抗,从原点到边界圆上的矢量连线称为动作阻抗,,动作阻抗并不是一个常数,-。如图3—4所示偏移阻抗特性圆,在阻抗复平面上,以与末端的连线为直径作出的圆就是偏移特性圆,圆心为,半径为测量阻抗落在圆内或圆周上时,末端到圆心的距离一定小于或等于圆的半径,而当测量阻抗落在圆外时,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图3—?画出相间距离和接地距离继电器绝对值比较动作回路、相位比较动作回路的交流接线图。答:特性经过原点的方向继电器的优点是阻抗元件本身具有方向性,只在正向区内故障时动作,反方向短路时不会动作。其主要缺点是动作特性经过坐标原点,在正向出口或反向出口短路时,测量阻抗的阻抗值都很小,都会落在坐标原点附近,正好处于阻抗元件临界动作的边沿上,、相位比较动作回路的交流接线图分别如图3—5和图3—6所示(以圆特性的方向阻抗元件为例).3。28什么是距离保护的稳态超越?克服稳态超越影响的措施有哪些?答:—16(a),A处的总测量阻抗可能会因下级线路出口处过渡电阻的影响而减小,严重情况下,可能会使测量阻抗落入其Ⅰ段范围内,造成其Ⅰ,进一步引起保护误动作的现象,称为距离保护的稳态超越。克服稳态超越影响的措施是:采用能容许较大的过渡电阻而不至于拒动的测量元件。4输电线路纵联保护4。1纵联保护依据的最基本原理是什么?答:纵联保护包括纵联比较式保护和纵联差动保护两大类,它是利用线路两端电气量在故障与非故障时、区内故障与区外故障时的特征差异构成保护的。纵联保护的基本原理是通过通信设施将两侧的保护装置联系起来,使每一侧的保护装置不仅反应其安装点的电气量,,可以快速、可靠地区分本线路内部任意点的短路与外部短路,达到有选择、快速切除全线路短路的目的。纵联比较式保护通过比较线路两端故障功率方向或故障距离来区分区内故障与区外故障,当线路两侧的正方向元件或距离元件都动作时,判断为区内故障,保护立即动作跳闸;当-7-:..纵联差动保护通过直接比较线路两端的电流或电流相位来判断是区内故障还是区外故障,在线路两侧均选定电流参考方向由母线指向被保护线路的情况下,区外故障时线路两侧电流大小相等,相位相反,其相量和或瞬时值之和都等于零;而在区内故障时,两侧电流相位基本一致,其相量和或瞬时值之和都等于故障点的故障电流,量值很大。所以通过检测两侧的电流的相量和或瞬时值之和,就可以区分区内故障与区外故障,区内故障时无需任何延时,立即跳闸;区外故障,可靠闭锁两侧保护,?答:纵联保护与阶段式保护的根本差别在于,阶段式保护仅检测、反应保护安装处一端的电气量,其无延时的速动段(即第Ⅰ段)不能保护全长,只能保护线路的一部分,另一部分则需要依靠带有一定延时的第Ⅱ段来保护;而纵联保护通过通信联系,同时反应被保护线路两端的电气量,无需延时配合就能够区分出区内故障与区外故障,因而可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。4。5通道传输的信号种类、通道的工作方式有哪些?答:在纵联比较式保护中,通道中传送的信号有三类,即闭锁信号、允许信号和跳闸信号。在纵联电流差动保护中,通道中传送的是线路两端电流的信息,可以是用幅值、相角或实部、虚部表示的相量值,也可以是采样得到的离散值。在纵联电流相位差动保护中,通道中传送的是表示两端电流瞬时值为正(或负)的相位信息,例如,瞬时值为正半周时有高频信息,瞬时值为负半周时无高频信息,检测线路上有高频信息的时间,可以比较线路两端电流的相位。不同的通道有不同的工作方式,对于载波通道而言,有三种工作方式,即正常无高频电流方式、正常有高频电流方式和移频方式。对于光纤及微波通道,,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??答:所谓前加速就是当线路第一次故障时,靠近电源端保护无选择性动作,然后进行重合。如果重合于永久性故障上,则在断路器合闸后,再有选择性的切除故障。5。13什么是重合闸后加速保护?答:所谓后加速就是当线路第一次故障时,保护有选择性的动作,然后进行重合。如果重合于永久性故障上,则在断路器合闸后,再加速保护动作瞬时切除故障,?它们与线路相比有何异同?答:变压器故障可以分为油箱外和油箱内两种故障,油箱外得故障主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的-8-:...变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路引起的过电流、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷、风扇故障或漏油等原因引起的冷却能力下降等。此外,对于中性点不接地运行的星形接线变压器,外部接地短路时有可能造成变压器中性点过电压,威胁变压的绝缘;大容量变压器在过电压或低频率等异常工况下会使变压器过励磁,引起铁芯和其他金属构件的过热。油箱外故障与线路的故障基本相同,都包括单相接地故障、两相接地故障、两相不接地故障和三相故障几种形式,故障时也都会出现电压降低、,除了包括相间故障和接地故障外,还包括匝间故障、铁芯故障等,电气量变化的特点也较为复杂。6。3关于变压器纵差保护中的不平衡电流与差动电流在概念上有何区别与联系?引起差动电流的原因。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、。11对比变压器过电流保护和线路过电流保护的整定原则的区别在哪里?答:线路的过电流保护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,;同时还必须考虑到外部故障切除后电压恢复,负荷自启动电流作用下保护装置必须能够返回,其返回电流应大于负荷自启动电流,一般考虑后一种情况整定。变压器过电流保护:(1)对并列运行的变压器,应考虑切除一台最大容量变压器时,,按负荷在剩余的变压器中平均分配计算,有IL。max=(n/n—1)IN式中,n为并列运行变压器的可能最少台数;IN为每台变压器的额定电流。(2)对降压变压器,应考虑电动机自启动时的最大电流,即I`L。max=KssI`L。max式中,I`(一般为变压器的额定电流);Kss为综合负荷的自启动系数。对于110KV的降压变电所,低压6~10KV侧取Kss=~2。5;中压35KV侧取Kss=1。5~2。按上述原则整定时,有可能会出现灵敏度不足的情况,这时通常需要配置低压启动的过流保护或复合电压启动时的过电流保护。6。12与低电压启动的过电流保护相比,复合电压启动的过电流保护为什么能够提高灵敏度?答:复合电压启动时的过电流保护将原来的三个低电压继电器改由一个负序过电压继电器U2〉(电压继电器接于负序电压滤过器上)和一个接于线电压上的低电压继电器U〈组成。由于发生各种不对称故障时,都能出现负序电压,故负序过电压继电器U2〉作为不对称故障的-9-:..,而低电压继电器U<则作为三相短路故障时的电压保护。过电流继电器和低电压继电器的整定原则与低电压启动过电流保护相同。负序过电压继电器的动作电压按躲过正常运行时的负序滤过器出现的最大不平衡电压来整定,=(0。06~)UN该定值较小,使负序电压继电器动作的灵敏度远大于低电压继电器,所以,复合电压启动过电流保护在不对称故障时电压继电器的灵敏度高。?答:三绕组变压器的相间短路的后备保护在作为相邻元件的后备时,应该有选择性地只跳开近故障点一侧的断路器,保证另外两侧继续运行,尽可能的缩小故障影响范围;而作为变压器内部故障的后备时,应该都跳开三侧断路器,?答:在变压器零序电流保护中,要考虑缩小故障影响范围的问题。每段零序电流可设两个时限,并以较短的时限动作于缩小故障影响范围(跳母联等),以较长的时限断开变压器各侧断路器。7。3写出发电机标积制动和比率制动差动原理得表达式。图Page198、Page199(1)标积制动。令差动电流为Id=|I`1+I`2|制动电流为Ires=2√|I`1I`2cos(180°-θ)|当cos(180°—θ)大于等于00当cos(180°-θ)小于0则标积制动的纵差保护的动作判据为(Id≥KsIres)∩(Id≥Idmin)式中,Ks为标积制动系数,θ为I`1和I`2的夹角。(2)比率制动。令差动电流为Id=I`1+I`2制动电流为Ires=|(I`1-I`2)/2|则比率制动式纵差保护的动作方程为Id>K(Ires-Ires。min)+,当Ires>Ires。mimId>,当Ires≤,Ires。min成为拐点电流;;K为制动线斜率。,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,,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。。-10-:..:(1)全电流差动原理判别母线故障。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,或表示为∑Ipi=0;当母线上发生故障时,所有与母线连接的元件都向故障点供给短路电流或流出残留的负荷电流,按基尔霍夫电流定律,有∑Ipi=Ik(短路点的总电流).(2)电流相位差动原理判别母线故障。如从每个连接元件中电流的相位来看,则在正常运行以及外部故障时,则至少有一个元件中的电流相位和其余元件中的电流相位是相反的,具体说来,就是电流流入的元件和电流流出的元件这两者的相位相反。而当母线故障时,除电流等于零的元件以外,其他元件中的电流是接近同相位的。8。:所谓断路器失灵保护,是指当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲,但其断路器拒绝跳闸时,能够以较短的时限切除与其接在同一条母线上的其他断路器,以实现快速后备同时又使停电范围限制为最小的一种后备保护。-11-