【木森电气】继电保护知识问答之四
发布时间：2014-11-22 18:38 文章来源：木森电气编辑部 作者：牛沐圣 人气：
本文是关于继电保护知识问答的整理汇编，共有四大部分，以下是第四部分：
1、怎样调整单频阻波器的谐振点和阻塞频带？
答：固定振荡器的电压为某值，改变频率，当U2出现最小值Umin时，此频率即为谐振频率，然后改变频率，当U2读数为Umin值的上下两频率的差值，即为单相阻波器的阻带△F。
2、断路器失灵保护中电流控制元件怎样整定？
答：电流控制元件按最小运行方式下，本端母线故障，对端故障电流最小时应有足够的灵敏度来整定，并保证在母联断路器断开后，电流控制元件应能可*动作。电流控制元件的整定值一般应大于负荷电流，如果按灵敏度的要求整定后，不能躲过负荷电流，则应满足灵敏度的要求。
3、为什么要求阻波器的谐振频率比使用频率低0．2kHz左右？
答：由于相一地耦合的高频通道，接于母线的其他设备对地构成阻抗，这个阻抗与线路阻波器阻抗串联，形成高频信号通道的分路，从而产生了分流衰耗。分流衰耗的大小取决于两个阻抗的相量和。经验证明，母线对地阻抗在大多数情况下是容性的，为了避免阻波器阻抗与母线对地电容形成串联谐振，抵消阻波器阻抗的无功分量，使分支阻抗急剧下降，分流衰减增大，就要求保护用的阻波器谐振频率低于保护使用频率0．2kI-Iz左右，以保证阻波器在使用频率下呈容性，从而获得阻波器的最大阻抗。
64、画出双母线固定连接破坏后在完全差动保护区内、外故障时的电流分布图，并说明母线差动保护动作情况
答：破坏双母线的固定连接后，保护区外故障，选择元件KAl、KA2均流过部分短路电流，但启动元件KA无电流，故母线差动保护不会动作。其电流分布，破坏双母线固定连接后，保护区内母线1故障时的电流分布。此时选择元件KAl、KA2均流过短路电流。选择元件KAl流过的短路电流大，动作切母联断路器及母线1上连接元件的断路器QFl、QF2。选择元件KA2流过的短路电流小，如不动作，则通过QF4仍供给短路电流，故障仍未消除。因此如破坏双母线固定连接，则必须将选择元件KAl、KA2触点短接，使母线差动保护变成无选择动作，将母线1、母线2上所有连接元件切除。
65、为什么在晶体管发信机通道入口处并联一个非线性电阻R，并且在R中串入两个反极性并联的二极管？
答：在通道人口处并联一个非线性电阻，是使装置不受通道干扰信号的冲击影响。由于非线性电阻的静态电容较大，单独并一个非线性电阻对高频信号有一定的旁路作用，使输出电压降低，故在非线性电阻R中串人两个反极性并联的二极管，以减少回路中的总电容，因为二极管的极间总电容比非线性电阻的静态电容小得多。二极管正、反并联的目的是为了使正反方向的干扰脉冲电流都被非线性电阻所吸收I。
66、试述电流相位比较式母线保护的基本工作原理。
答：无论是电流差动母线保护还是比较母联断路器的电流相位与总差动电流相位的母线保护，其启动元件的动作电流必须避越外部短路时的最大不平衡电流。这在母线上连接元件较多、不平衡电流很大时，保护装置的灵敏度可能满足不了要求。因此，出现了电流相位比较式母线保护，其工作原理如下。文章阐述母线接线，当其正常运行或母线外部短路时，电流I1流人母线，I2流出母线，它们的大小相等、相位相差180°。当母线上发生短路时，短路电流I1、I2均流向短路点，如果提供I1、I2的电源的电动势同相位，且I1、I2两支路的短路阻抗角相同时，I1、I2就同相位，其相位角差为0°。因此，可由比相元件来判断母线上是否发生故障。这种母线保护只反应电流间的相位，因此具有较高的灵敏度。
7、综合重合闸对零序电流保护有什么影响？为什么？如何解决这一矛盾？
答：线路上装设综合重合闸装置，不可避免地将出现非全相运行，从而给系统的零序电流保护带来影响。这是因为，在非全相运行中会出现零序电流，造成保护误动。所以对动作机会较多的零序电流保护I段来说，为在非全相运行时不退出工作必须校验其整定值，许多情况下将定值抬高，从而缩短了其保护范围。为了解决这一矛盾，可以增设定值较大的不灵敏I段，在非全相运行中不拒切线路始端的接地故障。而灵敏I段定值较小，保护范围大，但在非全相运行时需退出工作。为了保证选择性，零序Ⅱ段动作时限应躲过第一次故障算起的单相重合闸周期，否则非全相运行时，应退出其运行，防止越级跳闸。故障线路的零序Ⅲ段的动作时限在重合闸过程中活当自动缩短。
8、画出断路器灯光监视的控制、信号回路图．并说明其接线特点。
答：断路器灯光监视的控制、信号回路图。其接线特点如下：
(1)控制开关SA采用LW2—2型。断路器的位置状态以红、绿灯表示。红灯亮表示断路器在合闸状态，并表示其跳闸回路完好；绿灯亮表示断路器在跳闸状态，并表示其合闸回路完好。合闸接触器KM的线圈电阻为249,(采用CZ。直流接触器)，断路器跳闸线圈电阻一般为881'1。如果红、绿灯都不亮，则表示直流控制电源有问题，但此时不发音响信号。
(2)当自动同期或备用电源自动投入触点lAS闭合时，断路器合闸，红灯HR闪光；当保护动作，出口中间继电器KC触点闭合时，断路器跳闸，绿灯HG闪光，表明断路器实际位置与控制开关位置不一致。当断路器在合闸位置，其控制开关SAl—3、SAl7—19闭合，如此时保护动作或断路器误脱扣时，断路器辅助触点QF闭合，接通事故信号小母线WF回路，发出事故音响信号。
(3)断路器合闸和跳闸线圈的短脉冲，是*其回路串人的断路器的辅助触点QF来保证的。
(4)当控制开关SA在“预合”或“预分”位置时，指示灯通过SA9—10或SAl4一13触点接通闪光小母线(+)WH回路，指示灯闪光。
(5)断路器的防跳，由专设的防跳继电器KCF实现。
(6)由主控制室到操动机构间联系电缆的芯数为五芯。
9、在大接地电流系统中，相间横差方向保护的直流操作电源为什么要采用零序横差方向保护来闭锁？
答：零序横差方向保护，采用零序电流和零序电压的复合起动元件，当平行线路外部相间故障时，零序电流、电压继电器均不动作。当内部相间故障时，零序电流继电器可能动作，但零序电压继电器不动作，相间横差方向电流保护不被闭锁。当平行线路内部发生接地短路时，零序电流、电压继电器均动作，闭锁相间横差方向保护，这样就避免了相间横差保护受非故障相电流影响而可能引起误动作。
10、相差高频保护有何特点？
答：(1)在被保护线路两侧各装半套高频保护，通过高频信号的传送和比较，以实现保护的目的。它的保护区只限于本线路，其动作时限不需与相邻元件保护相配合，在被保护线路全长范围内发生各类故障，均能无时限切除。
(2)因高频保护不反应被保护线路以外的故障，不能作下-段线路的后备保护，所以线路上还需装设其他保护作本线及下一段线路的后备保护。
(3)相差高频保护选择性好、灵敏度高，广泛应用在110～220kV及以上高压输电线路上作主保护。
11、电力系统在什么情况下运行将出现零序电流？试举出五种例子。
答：电力系统在三相不对称运行状况下将出现零序电流，例如：
(1)电力变压器三相运行参数不同。
(2)电力系统中有接地故障。
(3)空载投人变压器时三相的励磁涌流不相等。
(4)单相重合闸过程中的两相运行。
(5)三相重合闸和手动合闸时断路器三相不同期投入。
12、综合重合闸有几种运行方式？性能是什么？
答：综合重合闸可由切换开关实现如下四种重合闸方式：
(1)综合重合闸方式，功能是单相故障，跳单相，单相重合(检查同期或检查无压)，重合于永久性故障时跳三相。
(2)三相重合闸方式，功能是任何类型的故障都跳三相，三相重合(检查同期或检查无压)，重合于永久性故障时跳三相。
(3)单相方式，功能是单相故障时跳单相，单相重合，相间故障时三相跳开不重合。
(4)停用方式，功能是任何故障时都跳三相，不重合。
13、在装设接地铜排时是否必须将保护屏对地绝缘？
答：没有必要将保护屏对地绝缘。虽然保护屏骑在槽钢上，槽钢上又置有联通的铜网，但铜网与槽钢等的接触只不过是点接触。即使接触的地网两点间有由外部传来的地电位差，但因这个电位差只能通过两个接触电源和两点间的铜排电源才能形成回路，而铜排电源值远小于接触电源值，因而在铜排两点间不可能产生有影响的电位差。
14、负序电流继电器，当其电抗变压器的两个一次绕组或二次绕组与中间变流器的绕组相应极性接反时，会产生什么结果？怎样防止？
答：负序电流继电器的电抗变压器两个一次绕组或二次绕组与中间变流器绕组的相应极性接反时，负序继电器将变为正序继电器。由此继电器构成的保护在投入运行后，尽管没有发生不对称故障，但只要负荷电流达到一定数值时，就会误动作。为保证负序电流继电器接线正确，防止出现上述情况，必须采取以下措施：(1)通三相电源检查负序电流继电器的定值。(2)用单相电源试验时，应按照负序滤过器的原理测量其相对极性，使之合乎要求，并须用负荷电流来检验，确认接线正确无误后，才投入运行。
15、负序功率方向继电器的灵敏角为什么定为-105°±10°？
答：负序功率方向继电器在继电保护装置中用以判断两相短路时负序功率方向。在电网中发生两相金属性短路(如BC两相短路)时，若以非故障相A相为基准，故障点的边界条件为Uk0=0，UkA1=UkA2=IkA1，IkA1=IkA2其相量图所示。当ZIΣ的阻抗角为75°时，即IkA1落后于UkA2为75°，而IkA2= - IkA1，即UkA2超前IkA2。因此为了使负序功率继电器灵敏、正确地判断负序功率方向，其最大灵敏角定为-105°±10°。
16、发电机为什么要装设负序电流保护？
答：电力系统发生不对称短路或者三相不对称运行时，发电机定子绕组中就有负序电流，这个电流在发电机气隙中产生反向旋转磁场，相对于转子为两倍同步转速。因此在转子部件中出现倍频电流，该电流使得转子上电流密度很大的某些部位局部灼伤，严重时可能使护环受热松脱，使发电机造成重大损坏。另外100Hz的交变电磁力矩，将作用在转子大轴和定子机座上，引起频率为100Hz的振动。为防止上述危害发电机的问题发生，必须设置负序电流保护。
17、为什么大容量发电机应采用负序反时限过流保护？
答：负荷或系统的不对称，引起负序电流流过发电机定子绕组，并在发电机空气隙中建立负序旋转磁场，使转子感应出两倍频率的电流，引起转子发热。大型发电机由于采用了直接冷却式(水内冷和氢内冷)，使其体积增大比容量增大要小，同时，基于经济和技术上的原因，大型机组的热容量裕度一般比中小型机组小。因此，转子的负序附加发热更应该注意，总的趋势是单机容量越大，A值越小，转子承受负序电流的能力越低，所以要特别强调对大型发电机的负序保护。发电机允许负序电流的持续时间关系式为A=I2t,I2越大，允许的时间越短，I2越小，允许的时间越长。由于发电机对I2的这种反时限特性，故在大型机组上应采用负序反时限过流保护。
18、在试验时，当LFP-901A型保护装置中的重合闸不能充电时，应如何检查？
答：此时应做如下检查：
(1)根据LFP-900系列保护使用说明书，进入CPU2的开关量检查子菜单。
(2)检查下列开关量是否为如下状态：
HK=1 TWJ=0 HYJ=0 BCH=0
(3)启动元件不动作。
(4)CPU2定值单上重合闸应投入，屏上切换把手不在停用位置。
19、画出断路器音响监视的控制、信号回路图。并说明其接线特点。
答：断路器音响监视的控制、信号回路图，文章阐述所示。其接线特点如下。(1)控制开关SA采用手柄内附信号灯的LW2—YZ型。断路器的正常合闸位置指示，是以SA手柄在合闸位置，其触点SA20—17和KCC触点接通信号灯来实现；跳闸位置指示，是以手柄在跳闸位置，其触点SAl4—15和KCT触点接通信号灯来实现。当断路器的位置与SA手柄位置不对应时，指示灯发出闪光。如手柄在合闸位置，指示灯闪光，表明断路器已跳闸；如手柄在跳闸位置，指示灯闪光，表明断路器自动合闸。
(2)控制回路的熔断器FUl、FU2熔断时，继电器KCC和KCT的线圈同时断电，其常闭触点均闭合，接通断线信号小母线WCO，发出音响信号。此时从信号灯熄灭，可以找出故障的控制回路。该音响信号装置应带延时，因当发出合闸或跳闸脉冲时，相应的KCC或KCT被短路而失压，此时音响信号亦可能动作。
(3)KCT和KCC继电器可以用作下次操作回路的监视。如断路器在合闸位置时，KCC启动，其常闭触点断开；同时KCT断电，其常闭触点闭合。当合闸回路断线时，KCC断电，KCC常闭触点接通，从而发出音响信号。跳闸回路的监视与此类似。从指示灯的熄灭来找出故障的控制回路。
(4)在手动合闸或跳闸的过程中(即SA在“预合”或“预分”位置)，指示灯还能通过SAl3—14或SAl8—17发出闪光。
(5)此接线正常时可按暗屏运行，并能使信号灯燃亮，以利检查回路的完整性。图中(+)WS即为可控制暗灯或亮灯运行的小母线。
(6)主控制室与断路器操动机构的联系电缆芯有三芯。
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