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技術(shù)文章 |
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繼電保護(hù)知識(shí)問題匯編（*部分） |
發(fā)布日期：[2012-07-26] 共閱[1383]次 |
1、繼電保護(hù)裝置中的作為電流線性變換成電壓 的電流互感器和電抗變壓器，其主要區(qū)別有哪些?前者如何使 I1與U2：同相?后者如何使I1與U2達(dá)到所需要的相位?
答：主要區(qū)別在鐵芯結(jié)構(gòu)上，TA無氣隙，而DKB有氣隙，開路勵(lì)磁阻抗TA大而DKB小；在一次電流和二次電壓相位上，TA同相，DKB一次電流落后二次電壓90°；TA二次電壓取自負(fù)荷電阻R上的壓降，為達(dá)到同相可并適當(dāng)?shù)碾娙荩珼KB可在二次線圈上并聯(lián)可變電阻，*改變電阻獲得所需的相位。
2、什么叫電抗變壓器?電抗變壓器為什么帶氣隙?
答：電抗變壓器是一個(gè)一次繞組接于電流源（即輸入電源），二次繞組接近開路狀態(tài)的變壓器（即輸出電壓），其電抗值（稱為轉(zhuǎn)移阻抗）即為勵(lì)磁電抗。因?yàn)橐笏膭?lì)磁電抗Ze要小，并有較好的線性特性，所以磁路中要有間隙。電抗變壓器的勵(lì)磁阻抗Ze基本上是電抗性的，故U2超前一次電流I1，近90°。
3、發(fā)電機(jī)為什么要裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)?
答：電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路或者三相不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組中就有負(fù)序電流，這個(gè)電流在發(fā)電機(jī)氣隙中產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，相對(duì)于轉(zhuǎn)子為兩倍同步轉(zhuǎn)速。因此在轉(zhuǎn)子部件中出現(xiàn)倍頻電流，該電流使得轉(zhuǎn)子上電流密度很大的某些部位局部灼傷，嚴(yán)重時(shí)可能使護(hù)環(huán)受熱松脫，使發(fā)電機(jī)造成重大損壞。另外100Hz的交變電磁力矩，將作用在轉(zhuǎn)子大軸和定子機(jī)座上，引起頻率為100Hz的振動(dòng)。為防止上述危害發(fā)電機(jī)的問題發(fā)生，必須設(shè)置負(fù)序電流保護(hù)。
4、發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)為什么要加裝負(fù)序電壓閉鎖裝置?
答：在電壓互感器一相斷線或兩相斷線及系統(tǒng)非對(duì)稱性故障時(shí)，發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)可能要?jiǎng)幼?。為了防止失磁保護(hù)在以上情況下誤動(dòng)，加裝負(fù)序電壓閉鎖裝置，使發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)在發(fā)電機(jī)真正失磁時(shí)，反映失磁的繼電器動(dòng)作，而負(fù)序電壓閉鎖繼電器不動(dòng)作。
5、由A、C相電流互感器差接線構(gòu)成的保護(hù)，當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生各種相間短路故障時(shí)，以三相短路為基準(zhǔn)，其相對(duì)靈敏度各如何?
答：因?yàn)槿喽搪窌r(shí)流經(jīng)繼電器的電流Ik=√3I（3），AC兩相短路時(shí)流經(jīng)繼電器的電流為Ik=2I（2）=2×（√3／2·I（3））。BC兩相短路時(shí)流經(jīng)繼電器的電流為Ik= I（2）= I（3）。AB兩相短路時(shí)流經(jīng)繼電器的電流為 Ik= I（2）= I（3）。所以，以三相短路時(shí)的靈敏度KS= 1為基準(zhǔn)，則AC相短路時(shí)KS= 1，AB、BC相短路時(shí)KS=1/2。
6、為什么高壓電網(wǎng)中要安裝母線保護(hù)裝置?
答：母線上發(fā)生短路故障的機(jī)率雖然比輸電線路少，但母線是多元件的匯合點(diǎn)，母線故障如不快速切除，會(huì)使事故擴(kuò)大，甚至破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，危及整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，后果十分嚴(yán)重。在雙母線系統(tǒng)中，若能有選擇性的快速切除故障母線，保證健全母線繼續(xù)運(yùn)行，具有重要意義。因此，在高壓電網(wǎng)中要求普遍裝設(shè)母線保護(hù)裝置。
7、三相重合閘起動(dòng)回路中的同期繼電器常閉觸點(diǎn)回路中，為什么要串接檢線路有電壓常開觸點(diǎn)?
答：三相同期重合閘起動(dòng)回路中串聯(lián)KV常開觸點(diǎn)，目的是為了保證線路上確有電壓才進(jìn)行檢同期重合，另外在正常情況下，由于某種原因在檢無壓重合方式下，因?yàn)閿嗦菲髯詣?dòng)脫落，線路有電壓無法進(jìn)行重合，此時(shí)，如果串有KV常開觸點(diǎn)的檢同期起動(dòng)回路與檢無壓起動(dòng)回路并聯(lián)工作，就可以*檢同期起動(dòng)回路糾正這一誤跳閘。
8、準(zhǔn)同期并列的條件有哪些?條件不滿足將產(chǎn)生哪些影響?
答：準(zhǔn)同期并列的條件是待并發(fā)電機(jī)的電壓和系統(tǒng)的電壓大小相等、相位相同且頻率相等。
上述條件不被滿足時(shí)進(jìn)行并列，會(huì)引起沖擊電流。電壓的差值越大，沖擊電流就越大；頻率的差值越大，沖擊電流的周期越短。而沖擊電流對(duì)發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)都是不利的。
9、何謂方向阻抗繼電器的zui大靈敏角?為什么要調(diào)整其zui大靈敏角等于被保護(hù)線路的阻抗角?
答：方向阻抗繼電器的zui大動(dòng)作阻抗（幅值）的阻抗角，稱為它的zui大靈敏角φs被保護(hù)線路發(fā)生相間短路時(shí)，短路電流與繼電器安裝處電壓間的夾角等于線路的阻抗角ΦL，線路短路時(shí)，方向阻抗繼電器測(cè)量阻抗的阻抗角φm，等于線路的阻抗角φL，為了使繼電器工作在zui靈敏狀態(tài)下，故要求繼電器的zui大靈敏角φS。等于被保護(hù)線路的阻抗角φL。
10、什么叫電壓互感器反充電?對(duì)保護(hù)裝置有什么影響?
答：通過電壓互感器二次側(cè)向不帶電的母線充電稱為反充電。如220kV電壓互感器，變比為2200，停電的一次母線即使未接地，其阻抗（包括母線電容及絕緣電阻）雖然較大，假定為1MΩ，但從電壓互感器二次測(cè)看到的阻抗只有1000000／（2200）2=0．2Ω，近乎短路，故反充電電流較大（反充電電流主要決定于電纜電阻及兩個(gè)電壓互感器的漏抗），將造成運(yùn)行中電壓互感器二次側(cè)小開關(guān)跳開或熔斷器熔斷，使運(yùn)行中的保護(hù)裝置失去電壓，可能造成保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)。
11、為什么發(fā)電機(jī)要裝設(shè)低電壓閉鎖過電流保護(hù)?為什么這種保護(hù)要使用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處的電流互感器?
答：這是為了作為發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)或下一元件的后備保護(hù)而設(shè)置的，當(dāng)出現(xiàn)下列兩種故障時(shí)起作用：（1）當(dāng)外部短路，故障元件的保護(hù)裝置或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)。（2）在發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)故障而差動(dòng)保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)。為了使這套保護(hù)在發(fā)電機(jī)加壓后未并人母線上以前，或從母線上斷開以后（電壓未降），發(fā)生內(nèi)部短路時(shí)，仍能起作用，所以要選用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處的電流互感器。
12、大容量發(fā)電機(jī)為什么要采用100％定子接地保護(hù)?并說明附加直流電壓的100％定子繞組單相接地保護(hù)的原理。
答：利用零序電流和零序電壓原理構(gòu)成的接地保護(hù)，對(duì)定子繞組都不能達(dá)到100％的保護(hù)范圍，在*近中性點(diǎn)附近有死區(qū)，而實(shí)際上大容量的機(jī)組，往往由于機(jī)械損傷或水內(nèi)冷系統(tǒng)的漏水等原因，在中性點(diǎn)附近也有發(fā)生接地故障的可能，如果對(duì)這種故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就有可能使故障擴(kuò)展而造成嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)電機(jī)事故。因此，在大容量的發(fā)電機(jī)上必須裝設(shè)100％保護(hù)區(qū)的定子接地保護(hù)。附加直流電源100％定子接地保護(hù)原理如圖F-1所示，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，電流繼電器KA線圈中沒有電流，保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地時(shí)，直流電壓通過定子回路的接地點(diǎn)，加到電流繼電器KA上，使KA中有電流通過而動(dòng)作，并發(fā)出信號(hào)。
13、為什么大容量發(fā)電機(jī)應(yīng)采用負(fù)序反時(shí)限過流保護(hù)?
答：負(fù)荷或系統(tǒng)的不對(duì)稱，引起負(fù)序電流流過發(fā)電機(jī)定子繞組，并在發(fā)電機(jī)空氣隙中建立負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子感應(yīng)出兩倍頻率的電流，引起轉(zhuǎn)子發(fā)熱。大型發(fā)電機(jī)由于采用了直接冷卻式（水內(nèi)冷和氫內(nèi)冷），使其體積增大比容量增大要小，同時(shí)，基于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的原因，大型機(jī)組的熱容量裕度一般比中小型機(jī)組小。因此，轉(zhuǎn)子的負(fù)序附加發(fā)熱更應(yīng)該注意，總的趨勢(shì)是單機(jī)容量越大，A值越小，轉(zhuǎn)子承受負(fù)序電流的能力越低，所以要特別強(qiáng)調(diào)對(duì)大型發(fā)電機(jī)的負(fù)序保護(hù)。發(fā)電機(jī)允許負(fù)序電流的持續(xù)時(shí)間關(guān)系式為A=I2t,I2越大，允許的時(shí)間越短，I2越小，允許的時(shí)間越長。由于發(fā)電機(jī)對(duì)I2的這種反時(shí)限特性，故在大型機(jī)組上應(yīng)采用負(fù)序反時(shí)限過流保護(hù)。
14、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路為什么要裝設(shè)一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地保護(hù)?
答：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地，雖不會(huì)形成故障電流通路，從而不會(huì)給發(fā)電機(jī)造成直接危害，但要考慮第二點(diǎn)接地的可能性，所以由一點(diǎn)接地保護(hù)發(fā)出信號(hào)，以便加強(qiáng)檢查、監(jiān)視。當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障時(shí)：①由于故障點(diǎn)流過相當(dāng)大的故障電流而燒傷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本體；②破壞發(fā)電機(jī)氣隙外傷的對(duì)稱性，引起發(fā)電機(jī)的劇烈振動(dòng)；③使轉(zhuǎn)子發(fā)生緩慢變形而形成偏心，進(jìn)一步加劇振動(dòng)。所在在一點(diǎn)接地后要投入兩點(diǎn)接地保護(hù)，以便發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)經(jīng)延時(shí)動(dòng)作停機(jī)。
15、試分析發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)與橫差保護(hù)作用及保護(hù)范圍如何?能否互相取代?
答：縱差保護(hù)是實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路故障保護(hù)的zui有效的保護(hù)方法，是發(fā)電機(jī)定子繞組相間短路的主保護(hù)。
橫差保護(hù)是反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組的一相匝間短路和同一相兩并聯(lián)分支間的匝間短路的保護(hù)，對(duì)于繞組為星形連接且每相有兩個(gè)并聯(lián)引出線的發(fā)電機(jī)均需裝設(shè)橫差保護(hù)。在定子繞組引出線或中性點(diǎn)附近相間短路時(shí)，兩中性點(diǎn)連線中的電流較小，橫差保護(hù)可能不動(dòng)作，出現(xiàn)死區(qū)可達(dá)15％一20％），因此不能取代縱差保護(hù)。
16、負(fù)序電流繼電器，當(dāng)其電抗變壓器的兩個(gè)一次繞組或二次繞組與中間變流器的繞組相應(yīng)極性接反時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果?怎樣防止?
答：負(fù)序電流繼電器的電抗變壓器兩個(gè)一次繞組或二次繞組與中間變流器繞組的相應(yīng)極性接反時(shí)，負(fù)序繼電器將變?yōu)檎蚶^電器。由此繼電器構(gòu)成的保護(hù)在投入運(yùn)行后，盡管沒有發(fā)生不對(duì)稱故障，但只要負(fù)荷電流達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)誤動(dòng)作。為保證負(fù)序電流繼電器接線正確，防止出現(xiàn)上述情況，必須采取以下措施：
（1）通三相電源檢查負(fù)序電流繼電器的定值。
（2）用單相電源試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照負(fù)序?yàn)V過器的原理測(cè)量其相對(duì)極性，使之合乎要求，并須用負(fù)荷電流來檢驗(yàn)，確認(rèn)接線正確無誤后，才投入運(yùn)行。
17、為什么220kV及以上系統(tǒng)要裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)，其作用是什么?
答：220kV以上的輸電線路一般輸送的功率大，輸送距離遠(yuǎn)，為提高線路的輸送能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，往往采用分相斷路器和快速保護(hù)。由于斷路器存在操作失靈的可能性，當(dāng)線路發(fā)生故障而斷路器又拒動(dòng)時(shí)，將給電網(wǎng)帶來很大威脅，故應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)裝置，有選擇地將失靈拒動(dòng)的斷路器所在（連接）母線的斷路器斷開，以減少設(shè)備損壞，縮小停電范圍，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
18、距離保護(hù)中負(fù)序起動(dòng)元件為什么要改成三相輸出式?
答：因?yàn)槿嗍截?fù)序電流繼電器經(jīng)過三相全波整流后波紋系數(shù)小，所需濾波電容量較小，反應(yīng)速度快，尤其是三相對(duì)稱短路時(shí)，可充分利用短路電流中直流分量，保證裝置可*動(dòng)作。另外在系統(tǒng)振蕩和不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，輸出不平衡電壓的直流，波紋系數(shù)小，經(jīng)過微分電路后執(zhí)行元件電壓低，從而有較高的抗振蕩能力。
19、對(duì)B-11型微機(jī)保護(hù)交流電流回路接線有什么要求?
答：微機(jī)保護(hù)和其他類型保護(hù)裝置不同，因?yàn)樗且勒沼?jì)算機(jī)程序運(yùn)算來判斷內(nèi)外部故障及故障類型，因此它的電流回路如果IA、IB、Ic以正極性接人微機(jī)保護(hù)極性端，則3I.。也必須正極性接人微機(jī)保護(hù)零序回路極性端，不允許反極性接人，否則發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，由于輸入量和保護(hù)程序不對(duì)應(yīng)，將會(huì)被判斷為交流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)故障，而將保護(hù)裝置閉鎖，造成內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)裝置拒動(dòng)。
20、利用負(fù)序加零序電流增量原理構(gòu)成的振蕩閉鎖裝置有何優(yōu)點(diǎn)?
答：由于負(fù)序加零序電流增量起動(dòng)的振蕩閉鎖裝置能較好地區(qū)別振蕩和短路，能防止系統(tǒng)振蕩時(shí)由于負(fù)序電流濾過器的不平衡輸出的增大而引起保護(hù)誤動(dòng)作，還能防止線路不換位、三相不平衡、有諧波分量、非全相運(yùn)行等穩(wěn)態(tài)不平衡時(shí)濾過器的不平衡輸出。閉鎖裝置采取"振蕩不停息，閉鎖不解除"的設(shè)計(jì)原則，使保護(hù)不會(huì)因振蕩延續(xù)時(shí)間過長而誤動(dòng)作。由于保護(hù)只在執(zhí)行元件動(dòng)作后短時(shí)投入，因此振蕩時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行操作也不會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)作。此外這種振蕩閉鎖裝置還具有較高的靈敏度和較快的動(dòng)作速度，因此獲得廣泛應(yīng)用。（未完待續(xù)） 繼電保護(hù)知識(shí)問答匯編由揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司生技部供稿，：， *：www.yztpdq.com
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