继电保护问答题500

1 、什么是继电保护装置?
答:当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时,需要向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的开关发出跳闸命令,以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。

实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。

2 、继电保护在电力系统中的任务是什么?
答：继电保护的基本任务主要分为两部分:
1、当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的开关发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。

2、反应电气设备的不正常工作情况,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除。

反应不正常工作情况的继电保护装置容许带一定的延时动作。

3、简述继电保护的基本原理和构成方式？
答:继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等）的变化,构成继电保护动作的原理,也有其他的物理量,如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。

大多数情况下,不管反应哪种物理量,继电保护装置将包括测量部分(和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。

4、如何保证继电保护的可靠性?
答:可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证。

任何电力设备(线路、母线、变压器等)都不允许在无继电保护的状态下运行。

220kV 及以上电网的所有运行设备都必须由两套交、直流输入、输出回路相互独立,并分别控制不同开关的继电保护装置进行保护。

当任一套继电保护装置或任一组开关拒绝动作时,能由另一套继电保护装置操作另一组开关切除故障。

在所有情况下,要求这两套继电保护装置和开关所取的直流电源均经由不同的熔断器供电。

5 、为保证电网继电保护的选择性,上、下级电网继电保护之间配合应满足什么要求?
答:上、下级电网(包括同级和上一级及下一级电网)继电保护之间的整定,应遵循逐级配合的原则,满足选择性的要求,即当下一级线路或元件故障时,故障线路或元件的继电保护整定值必须在灵敏度和动作时间上均与上一级线路或元件的继电保护整定值相互配合,以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。

6 、在哪些情况下允许适当牺牲继电保护部分选择性?
答：1、接入供电变压器的终端线路,无论是一台或多台变压器并列运行(包括多处T接供电变压器或供电线路),都允许线路侧的速动段保护按躲开变压器其他侧母线故障整定。

需要时,线路速动段保护可经一短时限动作。

2、对串联供电线路,如果按逐级配合的原则将过份延长电源侧保护的动作时间,则可将容量较小的某些中间变电所按T接变电所或不配合点处理,以减少配合的级数,缩短动作时间。

3、双回线内部保护的配合,可按双回线主保护(例如横联差动保护)动作,或双回线中一回线故障时两侧零序电流(或相电流速断)保护纵续动作的条件考虑；确有困难时,允许双回线中一回线故障时,两回线的延时保护段间有不配合的情况。

4、在构成环网运行的线路中,允许设置预定的一个解列点或一回解列线路。

7、为保证灵敏度,接地保护最末一段定值应如何整定?
答:接地保护最末一段(例如零序电流保护Ⅳ段),应以适应下述短路点接地电阻值的接地故障
为整定条件:220kV线路,100Ω；330kV线路,150Ω；500kV线路,300Ω。

对应于上述条件,零序电流保护最末一段的动作电流整定值应不大于300A。

当线路末端发生高电阻接地故障时,允许由两侧线路继电保护装置纵续动作切除故障。

对于110kV线路,考虑到在可能的高电阻接地故障情况下的动作灵敏度要求,其最末一段零序电流保护的电流整定值一般也不应大于300A,此时,允许线路两侧零序电流保护纵续动作切除故障。

8 、简述220千伏线路保护的配置原则是什么？
答:对于220千伏线路,根据稳定要求或后备保护整定配合有困难时,应装设两套全线速动保护。

接地短路后备保护可装阶段式或反时限零序电流保护,亦可采用接地距离保护并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。

相间短路后备保护一般应装设阶段式距离保护。

9 、简述线路纵联保护的基本原理？
答：线路纵联保护是当线路发生故障时,使两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置,是线路的主保护。

它的基本原理是:以线路两侧判别量的特定关系作为判据,即两侧均将判别量借助通道传送到对侧,然后两侧分别按照对侧与本侧判别量之间的关系来判别区内故障或区外故障。

因此,判别量和通道是纵联保护装置的主要组成部分。

10、什么是继电保护的"远后备"？什么是"近后备"？
答："远后备"是指:当元件故障而其保护装置或开关拒绝动作时,由各电源侧的相邻元件保护装置动作将故障切开。

"近后备"是指:用双重化配置方式加强元件本身的保护,使之在区内故障时,保护拒绝动作的可能性减小,同时装设开关失灵保护,当开关拒绝跳闸时启动它来切除与故障开关同一母线的其它开关,或遥切对侧开关。

11、简述方向高频保护有什么基本特点？
答：方向高频保护是比较线路两端各自看到的故障方向,以综合判断是线路内部故障还是外部故障。

如果以被保护线路内部故障时看到的故障方向为正方向,则当被保护线路外部故障时,总有一侧看到的是反方向。

其特点是:
1）要求正向判别启动元件对于线路末端故障有足够的灵敏度；
2）必须采用双频制收发信机。

12、简述相差高频保护有什么基本特点？
答:相差高频保护是比较被保护线路两侧工频电流相位的高频保护。

当两侧故障电流相位相同时保护被闭锁,两侧电流相位相反时保护动作跳闸。

其特点是:1）能反应全相状态下的各种对称和不对称故障,装置比较简单；2）不反应系统振荡。

在非全相运行状态下和单相重合闸过程中保护能继续运行；3）不受电压回路断线的影响；4）对收发信机及通道要求较高,在运行中两侧保护需要联调；5）当通道或收发信机停用时,整个保护要退出运行,因此需要配备单独的后备保护。

13、简述高频闭锁距离保护有什么基本特点？
答：高频闭锁距离保护是以线路上装有方向性的距离保护装置作为基本保护,增加相应的发信与收信设备,通过通道构成纵联距离保护。

其特点是:
1、能足够灵敏和快速地反应各种对称与不对称故障；
2、仍保持后备保护的功能；
3、电压二次回路断线时保护将会误动,需采取断线闭锁措施,使保护退出运行。

4、不是独立的保护装置,当距离保护停用或出现故障、异常需停用时,该保护要退出运行。

14、线路纵联保护在电网中的主要作用是什么？
答:由于线路纵联保护在电网中可实现全线速动,因此它可保证电力系统并列运行的稳定性和提高输送功率、减小故障造成的损坏程度、改善后备保护之间的配合性能。

15、线路纵联保护的通道可分为几种类型?
答:1、电力线载波纵联保护(简称高频保护)。

2、微波纵联保护(简称微波保护)。

3、光纤纵联保护(简称光纤保护)。

4、导引线纵联保护(简称导引线保护)。

16、线路纵联保护的信号主要有哪几种?作用是什么？
答：线路纵联保护的信号分为闭锁信号、允许信号、跳闸信号三种,其作用分别是:
1、闭锁信号:它是阻止保护动作于跳闸的信号,即无闭锁信号是保护作用于跳闸的必要条件。

只有同时满足本端保护元件动作和无闭锁信号两个条件时,保护才作用于跳闸。

2、允许信号:它是允许保护动作于跳闸的信号,即有允许信号是保护动作于跳闸的必要条件。

只有同时满足本端保护元件动作和有允许信号两个条件时,保护才动作于跳闸。

3、跳闸信号:它是直接引起跳闸的信号,此时与保护元件是否动作无关,只要收到跳闸信号,保护就作用于跳闸,远方跳闸式保护就是利用跳闸信号。

17、相差高频保护为什么设置定值不同的两个启动元件?
答:启动元件是在电力系统发生故障时启动发信机而实现比相的。

为了防止外部故障时由于两侧保护装置的启动元件可能不同时动作,先启动一侧的比相元件,然后动作一侧的发信机还未发信就开放比相将造成保护误动作,因而必须设置定值不同的两个启动元件。

高定值启动元件启动比相元件,低定值的启动发信机。

由于低定值启动元件先于高定值启动元件动作,这样就可以保证在外部短路时,高定值启动元件启动比相元件时,保护一定能收到闭锁信号,不会发生误动作。

18、简述方向比较式高频保护的基本工作原理
答:方向比较式高频保护的基本工作原理是:比较线路两侧各自测量到的故障方向,以综合判断其为被保护线路内部还是外部故障。

如果以被保护线路内部故障时测量到的故障方向为正方向,则当被保护线路外部故障时,总有一侧测量到的是反方向。

因此,方向比较式高频保护中判别元件,是本身具有方向性的元件或是动作值能区别正、反方向故障的电流元件。

所谓比较线路的故障方向,就是比较两侧特定判别元件的动作行为。

19、线路高频保护停用对重合闸的使用有什么影响？
答:当线路高频保护全部停用时,可能因以下两点原因影响线路重合闸的使用:1、线路无高频保护运行,需由后备保护(延时段）切除线路故障,即不能快速切除故障,造成系统稳定极限下降,如果使用重合闸重合于永久性故障,对系统稳定运行则更为不利。

2、线路重合闸重合时间的整定是与线路高频保护配合的,如果线路高频保护停用,则造成线路后备延时段保护与重合闸重合时间不配,对瞬时故障亦可能重合不成功,对系统增加一次冲击。

21、什么是零序保护?大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,利用这些电气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；②Y/△接线降压变压器,△侧以后的接地故障不会在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。

22、简述方向零序电流保护特点和在接地保护中的作用？
答:方向零序电流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,都装设了方向零序电流保护装置,作为基本保护。

电力系统事故统计材料表明,大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%,方向零序电流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保护之一。

方向零序电流保护具有原理简单、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。

23、零序电流保护有什么优点?
答: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,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。

4、保护反应零序电流的绝对值,受故障过渡电阻的影响较小。

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。

24、零序电流保护为什么设置灵敏段和不灵敏段?
答:采用三相重合闸或综合重合闸的线路,为防止在三相合闸过程中三相触头不同期或单相重合过程的非全相运行状态中又产生振荡时零序电流保护误动作,常采用两个第一段组成的四段式保护。

灵敏一段是按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定的。

其动作电流小,保护范围大,但在单相故障切除后的非全相运行状态下被闭锁。

这时,如其他相再发生故障,则必须等重合闸重合以后,靠重合闸后加速跳闸。

使跳闸时间长,可能引起系统相邻线路由于保护不配而越级跳闸。

故增设一套不灵敏一段保护。

不灵敏一段是按躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定的,其动作电流大,能躲开上述非全相情况下的零序电流,两者都是瞬时动作的
25 、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。

26、多段式零序电流保护逐级配合的原则是什么？不遵守逐级配合原则的后果是什么？答:相邻保护逐级配合的原则是要求相邻保护在灵敏度和动作时间上均能相互配合,在上、下两级保护的动作特性之间,不允许出现任何交错点,并应留有一定裕度。

实践证明,逐级配合的原则是保证电网保护有选择性动作的重要原则,否则就难免会出现保护越级跳闸,造成电网事故扩大的严重后果。

27 、什么叫距离保护?距离保护的特点是什么?
答：距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置,其动作和选择性取决于本地测量参数(阻抗、电抗、方向)与设定的被保护区段参数的比较结果,而阻抗、电抗又与输电线的长度成正比,故名距离保护。

距离保护主要用于输电线的保护,一般是三段或四段式。

第一、二段带方向性,作本线路的主保护,其中第一段保护本线路的80%～90%。

第二段保护全线,并作相邻母线的后备保护。

第三段带方向或不带方向,有的还设有不带方向的第四段,作本线及相邻线路的后备保护。

整套距离保护包括故障启动、故障距离测量、相应的时间逻辑回路与交流电压回路断线闭锁,有的还配有振荡闭锁等基本环节以及对整套保护的连续监视等装置,有的接地距离保护还配备单独的选相元件。

28、电压互感器和电流互感器的误差对距离保护有什么影响?
答:电压互感器和电流互感器的误差会影响阻抗继电器距离测量的精确性。

具体说来,电流互感器的角误差和变比误差、电压互感器的角误差和变比误差以及电压互感器二次电缆上的电压降,将引起阻抗继电器端子上电压和电流的相位误差以及数值误差,从而影响阻抗测量的精度。

29、距离保护有哪些闭锁装置？各起什么作用?
答:距离保护有两种闭锁装置,交流电压断线闭锁和系统振荡闭锁。

交流电压断线闭锁:电压互感器二次回路断线时,由于加到继电器的电压下降,好象短路故障一样,保护可能误动作,所以要加闭锁装置。

振荡闭锁:在系统发生故障出现负序分量时将保护开放(0.12-0.15秒）,允许动作,然后再将保护解除工作,防止系统振荡时保护误动作。

30、电力系统振荡时,对继电保护装置有哪些影响？
答:电力系统振荡时,对继电保护装置的电流继电器、阻抗继电器会有影响。

1、对电流继电器的影响。

当振荡电流达到继电器的动作电流时,继电器动作；当振荡电流降低到继电器的返回电流时,继电器返回。

因此电流速断保护肯定会误动作。

一般情况下振荡周期较短,当保护装置的时限大于1.5秒时,就可能躲过振荡而不误动作。

2、对阻抗继电器的影响。

周期性振荡时,电网中任一点的电压和流经线路的电流将随两侧电源电动势间相位角的变化而变化。

振荡电流增大,电压下降,阻抗继电器可能动作；振荡电流减小,电压升高,阻抗继电器返回。

如果阻抗继电器触点闭合的持续时间长,将造成保护装置误动作。

31、什么是自动重合闸?电力系统中为什么要采用自动重合闸?
答：自动重合闸装置是将因故跳开后的开关按需要自动重新投入的一种自动装置。

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,永久性故障一般不到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,自动重合闸将开关重合,不仅提高了供电的安全性和可靠性,减少停电损失,而且还提高了电力系统的暂态稳定水平,增大了线路的输送能力,也可弥补或减少由于开关或继电保护装置不正确动作跳闸造成的损失。

所以,架空线路一般需要采用自动重合闸装置。

32、自动重合闸怎样分类?
答: (1)按重合闸的动作分类,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、单相和综合重合闸三种。

(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。

33、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和保护启动方式。

不对应启动方式的优点:简单可靠,还可以弥补或减少断路器误碰或偷跳造成的影响和损失,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。

保护启动方式,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:不能弥补和减少因断路器误动造成的影响和损失。

34、重合闸重合于永久性故障时,对电力系统有什么不利影响?
答: 1、使电力系统又一次受到故障电流的冲击；2、使开关的工作条件变得更加严重,因为在连续短时间内,开关要两次切断故障电流。

35、单侧电源送电线路重合闸方式的选择原则是什么?
答：1、在一般情况下,采用三相一次式重合闸。

2、当开关遮断容量允许时,在下列情况下可采用二次重合闸:
1)由无经常值班人员的变电所引出的无遥控的单回线路；
2)供电给重要负荷且无备用电源的单回线路。

3、如采用二次重合方式,需经稳定计算校核,允许使用重合闸。

36、对双侧电源送电线路的重合闸有什么特殊要求?
答：双侧电源送电线路的重合闸,除满足对自动重合闸装置应有的那些基本要求外,还应满足以下要求:
(1)、当线路上发生故障时,两侧的保护装置可能以不同的时限动作于跳闸。

因此,线路两侧的重合闸必须保证在两侧的开关都跳开以后,再进行重合
(2)、当线路上发生故障跳闸以后,常存在着重合时两侧电源是否同期,是否允许非同期合闸的问题。

37、电容式的自动重合闸为什么可以只能重合一次?
答:电容式重合闸是利用电容器的瞬时放电和长时充电来实现一次重合的。

如果开关是由于永久性短路而保护动作所跳开的,则在自动重合闸一次重合后开关作第二次跳闸,此时跳闸位置继电器重新启动,但由于重合闸整组复归前使时间继电器触点长期闭合,电容器则被中间继电器的线圈所分接不能继续充电,中间继电器不可能再启动,整组复归后电容器还需20～25s 的充电时间,这样保证重合闸只能发出一次合闸脉冲。

38、什么叫重合闸前加速?它有何优缺点?
答：重合闸前加速保护方式一般用于具有几段串联的辐射形线路中,重合闸装置仅装在靠近电源的一段线路上。

当线路上(包括相邻线路及以后的线路)发生故障时,靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作于跳闸,而后再靠重合闸来弥补这种非选择性动作。

其缺点是切除永久性故障时间较长,合闸装置的断路器动作次数较多,一旦断路器或重合闸拒动,将使停电范围扩大。

重合闸前加速保护方式主要适用于35kV以下由发电厂或主要变电站引出的直配线上。

39、什么叫重合闸后加速?为什么采用检定同期重合闸时不用后加速?
答：当线路发生故障后,保护有选择性的动作切除故障,重合闸进行一次重合以恢复供电。

若重合于永久性故障时,保护装置即不带时限无选择性的动作断开断路器,这种方式称为重合闸后加速。

检定同期重合闸是当线路一侧无压重合后,另一侧在两端的频率不超过一定允许值的情况下才进行重合的。

若线路属于永久性故障,无压侧重合后再次断开,此时检定同期重合闸不会再重合,因此采用检定同期重合闸再装后加速也就没有意义了。

若属于瞬时性故障,无压重合后,即线路已重合成功,故障已不存在,故没有装设后加速的必要。

同期重合闸不采用后加速,可以避免合闸冲击电流引起误动。

40、一条线路有两套微机保护,线路投单相重合闸方式,该两套微机保护重合闸应如何使用？答:一条线路有两套微机保护,两套微机重合闸的把手均打在单重位置,合闸出口连片只投一套。

如果将两套重合闸的合闸出口连片都投入,可能造成断路器短时内两次重合。

41、微机故障录波器通常录哪些电气量？
答:对于220千伏及以上电压系统,微机故障录波器一般要录取电压量(UA、UB、UC、3U0),电流量(IA、IB、IC、3I0)；高频保护高频信号量,保护动作情况及开关位置等开关量信号。

42、变压器励磁涌流有哪些特点？
答:1、包含有很大成分的非周期分量,往往使涌流偏于时间轴的一侧。

2、包含有大量的高次谐波分量,并以二次谐波为主。

3、励磁涌流波形之间出现间断。

43、目前变压器差动保护中防止励磁涌流影响的方法有哪些？
答:目前防止励磁涌流影响的方法主要有:
1、采用具有速饱和铁芯的差动继电器。

2、鉴别短路电流和励磁涌流波形的区别,要求间断角为60°～65°。

3、利用二次谐波制动,制动比为15%～20%。

44、变压器差动保护的稳态情况下不平衡电流产生的原因？
答:1、由于变压器各侧电流互感器型号不同,即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同而。