RUSERredactedonthenightofDecember17,2020继电保护
答案
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第一章1、什么是主保护、后备保护什么是近后备保护、远后备保护在什么情况下依靠近后备保护切除故障在什么情况下依靠远后备保护切除故障答：一般地，把反映被保护元件故障，快速动作于跳闸的保护装置被称为主保护，克根据需要设多套主保护装置，而把在主保护系统失效时做备用的保护装置称为后备保护。当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。在复杂的高压电网中，当实现远后备保护在技术上有困难时，采用近后背保护的方式，在相邻元件的保护装置、断路器、二次回路和直流电源所引起的拒绝动作时，采用远后备保护。6、电力系统对继电保护的基本
要求
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是什么答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。3、灵敏性：继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。4、可靠性：保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了他应该动作的故障时，他不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不该动作的情况下，则不应该误动作。第三章1、何谓三段式电流保护其各段是如何保证动作选择性的试述各段的工作原理、整定原则和整定计算方法、灵敏性校验方法和要求以及原理接线图的特点。画出三段式电流保护各段的保护范围和时限配合特性图。答：1.电流速段保护，2.限时电流速段保护，3.定时限过电流保护。电流速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲开前方各相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。2、在什么情况下采用三段式电流保护什么情况下可以采用两段式电流保护什么情况下可只用一段定时限过电流保护Ⅰ、Ⅱ段电流保护能否单独使用为什么答：越靠近电源端，则过电流保护的动作时限就越长，因此一般都需要装设三段式的保护。线路倒数第二级上，当线路上故障要求瞬时切除时，可采用一个速断加过电流的两段式保护。保护最末端一般可只采用一段定时限过电流保护。I、II段电流保护不能单独使用，I段不能保护线路的全长，II段不能作为相邻元件的后备保护。电流保护的接线方式有几种它们各自适合于什么情况答：有三种，1.三相星形接线，广泛应用于发电机、变压器等大型贵重电气设备的保护中，因为它能提高保护动作的可靠性和灵敏性，2.两相星形接线，由于其联结较为简单经济，因此，在中性点非直接接地系统中，被广泛应用作为相间短路的保护，3.两相三继电器接线，在Yd联结的变压器后面发生两相短路时，若采用两相星形联结接线方式，在某种情况下，保护灵敏系数会降低，因此可以采用三继电器的接线方式。7、何谓功率方向元件的90°接线采用90°接线的功率方向元件在正方向三相和两相短路时正确动作的条件是什么采用90°接线的功率方向元件在相间短路时会不会有死区为什么答：所谓90°接线方式是指在三相对称的情况下，当cosφ=1时，加入继电器的电流和电压相位相差90°。正确动作条件：30°
题
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。无电压死区，因为越靠近故障点的零序电压越高。17、何为欠补偿，过补偿，完全补偿一般采用哪种补偿方式较好为什么欠补偿就是ILIc∑，补偿过后的残余电流是电感性的，完全补偿就是使IL=Ic∑，接地点的电流近似为0。一般采用过补偿，因为当采用过补偿方式时，流经故障线路的零序电流是流过消弧线圈的零序电流与非故障元件零序电流之差，而电容性无功功率的实际方向仍然是由母线流向线路，和非故障线路的方向一样。第四章3、具有圆特性的全阻抗、偏移特性阻抗和方向阻抗元件各有何特点利用全阻抗、偏移阻抗或方向阻抗元件作为距离保护的测量元件时，试问：（1）反方向故障时，采取哪些措施才能保证距离保护不动作（2）正方向出口短路时，接到阻抗元件上的电压降为0或趋进于0时是否有死区如有死区应该如何减小或消除答：全阻抗元件的特性是以保护安装处为为圆心，以整定阻抗Zset为半径所作的一个圆，由于这种特性是以原点为圆心而作的圆，因此，不论加入阻抗元件的电压与电流之间的角度φ为多大，起动阻抗Zact在数值。具有这种动作特性的阻抗元件在各个方向上动作阻抗都相同，在正方向和反方向故障时具有相同的保护区，即不具有方向性。偏移特性阻抗元件在保护反方向故障时有一定的动作区，通常用在距离保护的后背段（III段）中。方向阻抗元件的特性是以整定阻抗Zset为直径而通过坐标原点的一个圆，本身具有方向性，一般用于距离保护的主保护段（I段II段）中。（1）可以加装方向阻抗元件，能保证距离保护不动作，（2）有死区，为克服这一缺点，可以利用记忆回路记忆故障前的电压，作为测量元件比相的极化电压。4、何谓0°接线相间短路用方向阻抗元件为什么常常采用0°接线为什么不用相电压和本相电流的接线方式答：当阻抗继电器加入的电压和电流为U和I-I时，我们称这为0°接线。因为加入继电器的电压和电流应满足：1、继电器的测量阻抗正比于短路点到保护安装地点之间的距离；2、继电器的测量阻抗应与故障类型无关，也就是保护范围不随故障类型而变化。6、方向阻抗元件为什么会有死区如何消除试问：答：当在保护安装地点正方向出口处发生相间短路时，故障环路的残余电压将降低到零。此时，任何具有方向性的继电器将因加入的电压为零而不能动作，从而出现保护装置的死区。消除：1、记忆回路2、高Q值50Hz带通有源滤波器3、引入非故障相电压（1）采用“记忆回路”可以消除阻抗元件在所有类型故障时的死区（包括暂态和稳态）这种说法对吗为什么答：对。保护正方向短路时，在记忆回路作用下的动态特性圆，扩大了动作范围，而又不失去方向性。在反方向短路时，必须出现一个位于第I象限的短路阻抗才可能引起继电器动作，但实际上在无串联电容补偿的线路上，继电器测量到的是-（Zk+Rt），位于第III象限，因此，在反方向短路时的动态过程中，继电器具有明确的方向性。在稳态情况下，继电器的动作特性仍是以Zset为直径所作的圆。（2）引入第三相（非故障相）电压可以消除阻抗元件在所有类型故障时的死区（包括暂态和稳态）这种说法对吗为什么错，三相短路时的死区无法消除。15、不同特性的阻抗元件在承受过度电阻的能力上，哪一种最强在遭受振荡影响的程度上，哪一种最严重在什么情况下选用何种特性的阻抗元件较好具体如何考虑答：特性在R轴方向上面积越大承受过渡电阻的能力最强，振荡时特性在测量阻抗变轨的方向上面积越大，受振荡影响越严重。因此全阻抗特性阻抗继电器承受过渡电阻的能力最强，同时受振荡影响也越严重。第五章3、什么是距离纵联保护其与方向纵联保护有何异同答：各种方向比较式纵联保护都是以只反应短路点方向的方向元件为基础构成。这些方向元件的动作范围都必须超过线路全长并留有相当的裕度，称为超范围整定。因为方向元件没有固定的动作范围，故所有用于方向比较式纵联保护的方向元件，都只能是超范围整定。然而距离元件则不然，它不但带有方向性，能够判别故障的方向，而且还有固定的动作范围，可以实现超范围整定，也可以实现欠范围整定。6、试简要解释纵联差动保护为什么要采用制动特性常见的制动特性有哪些答：对于长距离高压输电线的分相电流差动保护，则因线路分布电容电流大，并联电抗器电流以及短路电流中非周期分量使电流互感器饱和等原因，在外部短路时可能引起的不平衡电流大，必须采用某种制动方式，才能保证保护不误动作。流过被保护线路的穿越电流，采用两侧电流幅值之和构成制动量或以各侧电流中最大的一侧电流作为制动量。第六章什么是自动重合闸电力系统中为什么要采用自动重合闸对自动重合闸装置有哪些基本要求当断路器跳闸之后，能够自动地将断路器重新合闸的装置，电力系统运行经验表明，架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的，永久性故障—般不到10％。因此，在由继电保护动作切除短路故障之后，电弧将自动熄灭，绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。因此，自动将断路器重合，不仅提高了供电的安全性和可靠性，减少了停电损失，而且还提高了电力系统的暂态稳定水平，增大了高压线路的送电容量，也可纠正由于断路器或继电保护装置造成的误跳闸。所以，架空线路要采用自动重合闸装置。要求：有以下几个基本要求。(1)在下列情况下，重合闸不应动作：1）由值班人员手动跳闸或通过遥控装置跳闸时；2)手动合闸，由于线路上有故障，而随即被保护跳闸时。(2)除上述两种情况外，当断路器由继电保护动作或其他原因跳闸后，重合闸均应动作，使断路器重新合上。(3)自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定，如一次重合闸就只应实现重合一次，不允许第二次重合。(4)自动重合闸在动作以后，一般应能自动复归，准备好下一次故障跳闸的再重合。(5)应能和继电保护配合实现前加速或后加速故障的切除。(6)在双侧电源的线路上实现重合闸时，应考虑合闸时两侧电源间的同期问题，即能实现无压检定和同期检定。(7)当断路器处于不正常状态(如气压或液压过低等)而不允许实现重合闸时，应自动地将自动重合闸闭锁。(8)自动重合闸宜采用控制开关位置与断路器位置不对应的原则来启动重合闸。3.自动重合闸怎样分类答：按不同的特征来分类，常用的有以下几种：(1)按重合闸的动作类型分类，可以分为机械式和电气式。(2)按重合闸作用于断路器的方式，可以分为三相、单相相综合重合闸三种。(3)按动作次数，可以分为一次式和二次式(多次式)。(4)按重合闸的使用条件，可分为单侧电源重合闸和双侧电源重合闸。双侧电源重合闸又可分为检定无压和检定同期重合闸、非同期重合闸。5.选用重合闸方式的一般原则是什么答：其原则如下：(1)重合闸方式必须根据具体的系统结构及运行条件，经过分析后选定。(2)凡是选用简单的三相重合闸方式能满足具体系实际需要的，线路都应当选用三相重合闸方式。持别对于那些处于集中供电地区的密集环网中，线路跳闸后不进行重合闸也能稳定运行的线路，更宜采用整定时间适当的三相重合闸。对于这样的环网线路，快速切除故障是第一位重要的问题。(3)当发生单相接地故障时，如果使用三相重合闸不能保证系统稳定，或者地区系统会出现大面积停电，或者影响重要负荷停电的线路上，应当选用单相或综合重合闸方式。(4)在大机组出口一般不使用三相重合闸。4.什么是三相自动重合闸、单相自动重合闸和综合自动重合闸各有何特点答：当送电线路上发生单相接地短路或是相间短路，继电保护动作后由断路器将三相断开，然后重合闸在将三相投入，这就是三相重合闸。如果只将发生故障的一相断开，然后再进行单相重合闸，而未发生故障的两相仍然继续运行，这种方式的重合闸叫单相重合闸。如果发生各种相间故障时仍然需要切除三相，在进行三相重合，如果重合不成功则再次断开三相而不再进行重合，叫综合重合闸。单相重合闸特点：1.提高供电的可靠性，2.提高系统并列运行的稳定性3.避免两系统解列，4.在单相重合的过程中，由于出现纵向不对称，会产生负序和零序分量，可能会引起本线路保护以及系统中其他保护的误动作。6、对双侧电源送电线路的重合闸有什么特殊要求答：特点：1、线路两侧的重合闸必须保证在两侧的断路器都跳闸以后，再进行重合；2、当线路上发生故障跳闸以后，常常存在着重合闸时两侧电源是否同步，以及是否允许非同步合闸的问题。主要方式：1、并列运行的发电厂或电力系统之间，在电气上有紧密联系时，可以采用不检查同步的自动重合闸。2、（1）当非同步合闸的最大冲击电流超过允许值时，不允许非同步合闸；（2）当非同步合闸的最大冲击电流符合要求，但从系统安全运行考虑，不宜采用非同步合闸时，可在正常运行方式下采用不检查同步的重合闸，而当出现其他联络线均断开而只有一回线路运行时，将重合闸停用。（3）在没有其他旁路联系的双回线路上，当不能采用非同步合闸时，可采用检定另一回线路上有电流的重合闸。3、在双侧电源的单回线路上，不能采用非同步重合闸时：（1）一般采用解列重合闸（2）对水电厂如条件许可，可采用自动同步重合闸（3）也可采用同步检定和无压检定。4、非同步重合闸：（1）最大冲击电流不超过规定值（2）在非同步合闸后所产生的振荡过程中，对重要负荷的影响较小，或可采取措施减小其影响时。220—500kV线路应根据电力网结构和线路的特点确定重合闸方式。8、什么叫重合闸前加速和后加速试比较两者的优缺点和应用范围。答：前加速：当任何一条线路上发生故障时，第一次都由装有重合闸处的保护动作予以切除。优点：1、能够快速地切除瞬时性故障；2、可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，从而提高重合闸的成功率3、能保证厂用电和重要用户的电能质量；4、使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单经济。缺点：1、断路器工作条件恶劣，动作次数较多。2、重合于永久性故障上时，故障切除的时间可能较长；3、如果重合闸装置或重合闸处断路器拒绝合闸，则将扩大停电范围。后加速：当线路第一次故障时，保护有选择性动作，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，再加速保护动作，瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。优点：1、第一次是有选择性的切除故障，不会扩大停电范围。2、保证了永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的；3、和前加速比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制，一般来说是有利无害的。缺点：1、每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比较为复杂；2、第一次切除故障可能带有延时。第七章1、变压器可能发生哪些故障和异常运行状态针对变压器故障和异常运行状态应该装设哪些保护答：变压器的内部故障可以分为油箱内和油箱外故障。油箱内的故障包括：绕组的相间短路，接地短路，匝间短路以及铁心烧损等，油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。不正常运行状态：由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。保护：1、瓦斯保护：油箱内产生气体或油流而动作；2、纵差动保护或电流速断保护：对变压器绕组，套管及引出线上的故障。3、外部相间短路时，应采用的保护：（1）过电流保护（2）复合电压起动的过电流保护（3）负序电流及单相式低电压起动的过电流保护。（4）阻抗保护；4、外部接地短路时，应装设零序电流保护5、过负荷保护6、过励磁保护7、其他保护：对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障。2、变压器差动保护中，产生不平衡电流的原因有哪些差动电流与不平衡电流在概念上有何区别答：原因：1、由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流；2、由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流；3、由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流；4、由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流5、由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流。在正常运行和外部短路情况下，仍将有某些电流流入差流回路，称为不平衡电流。3、励磁涌流是在什么情况下产生的有何特点在变压器差动保护中是怎么利用涌流的特点来消除涌流对差动保护的影响试举例说明之。答：产生：空载合闸时，正好电压瞬时值u=0时接通电路。变压器铁心严重饱和，励磁电流剧烈增大，次电流称为变压器的励磁涌流。特点：1、包含很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于时间轴一侧；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。消除：1、采用具有速饱和铁心的差动继电器；2、鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别；3、利用二次谐波制动。9.自耦变压器的特点是什么在构成自耦变压器的保护时，有哪些保护应考虑这些特点答：自耦变压器具有节省材料、价格便宜、损耗较低、效率较高、阻抗电压较小、电压变化率较小、体积较小、重量轻、能满足整体运输的要求等特点。零序电流保护、零序差动保护和过负荷保护应考虑这些特点。第八章1.发电机可能发生的故障和异常运行状态有哪些相应地应装设哪些保护答：可能发生的主要故障有：定子绕组相间短路、定子绕组一相匝间短路、定子绕组一相绝缘破坏引起的单相接地、转子绕组（励磁回路）一点或者两点接地、转子励磁回路励磁电流异常下降或完全消失。异常运行状态：由于外部短路引起的定子绕组过电流，由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷，由于外部不对称短路或者不对称负荷（如单相负荷，非全相负荷等）而引起的发电机负序过电流和过负荷，由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压，由于励磁回路故障或强励时间过长引起的转子绕组过负荷，由于汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率等。应装设：1.反应发电机定子绕组及其引出线相同短路的纵差保护，2.反应发电机定子绕组匝间短路的匝间短路保护，3.反应发电机定子绕组单相接地故障的定子单相接地保护，4.反应转子绕组接地的转子绕组一点接地保护和两点接地保护，5.反应转子励磁回路励磁电流异常下降或消失的失磁保护，6.反应发电机短路故障的后背保护，一般有复合电压起动的过电流保护，对称过负荷过电流保护等7.反应汽轮发电机主汽门突然关闭的逆功率保护，8.反应发电机过励磁故障的过励保护，9.反应发电机非稳定振荡的失步保护，10.其他保护：定子绕组过电压保护、低频保护、突加电压保护、启停机保护等。7.2、试分析发电机纵差保护和横差保护的作用及保护范围，能否互相取代答：纵差动保护是发电机内部相间短路的主保护。它能无延时地切除保护范围内的各种故障，同时又不反应发电机的过负荷和系统振荡，且灵敏系数一般较高。横差动保护利用反应两个支路电流之差的原理，实现对发电机定子绕组匝间短路的保护。不能互相取代。2、何谓母线的完全电流差动保护它与发电机纵差动保护﹑变压器纵差动保护有何异同答：所谓完全差动保护是所有接于母线的回路，不论该回路对端有无电源，都将其电流接入差动回路形成差电流，因而这些回路本身都不在差动保护范围内。7、何谓断路器失灵保护在什么情况下要安装断路器失灵保护断路器失灵保护的动作判据和动作时间如何确定答：所谓断路器失灵保护就是指当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电厂或变电站内其他有关的断路器，将故障部分隔离，并使停电范围限制为最小的一种近后备保护。动作判据：1、故障线路的保护装置出口继电器动作后不返回；2、在被保护范围内仍然存在着故障。动作时间：保护装置出口继电器动作于跳开本身断路器的同时，也起动失灵保护中的公用时间继电器，此时间继电器的延时应大于故障线路的断路器跳闸时间及保护装置返回时间之和。
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