继电保护及二次回路试题库 ...6

45．直流正、负极接地对运行有哪些危害?

答：直流正极接地有造成保护误动的可能。因为一般跳闸线圈(如出口中间继电器线圈和跳合闸线圈等)均接负极电源，若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理，如回路中再有一点接地就可能造成保护拒绝动作(越级扩大事故)。因为两点接地将跳闸或合闸回路短路，这时还可能烧坏继电器触点。

46．用试停方法查找直流接地有时找不到接地点在哪个系统,可能是什么原因?

答：当直流接地发生在充电设备、蓄电池本身和直流母线上时，用拉路方法是找不到接地点的。当直流采取环路供电方式时，如不首先断开环路也是不能找到接地点的。除上述情况外，还有直流串电(寄生回路)、同极两点接地、直流系统绝缘不良，多处出现虚接地点，形成很高的接地电压，在表计上出现接地指示。所以在拉路查找时，往往不能一下全部拉掉接地点，因而仍然有接地现象的存在。

47.综合重合闸装置的动作时间为什么应从最后一次断路器跳闸算起?

答：采用综合重合闸后，线路必然会出现非全相运行状态。实践证明，在非全相运行期间，健全相又发生故障的情况还是有的。这种情况一旦发生，就有可能出现因健全相故障其断路器跳闸后，没有适当的间隔时间就立即合闸的现象，最严重的是断路器一跳闸就立即合闸。这时，由于故障点电弧去游离不充分，造成重合不成功，同时由于断路器刚刚分闸完毕又接着合闸，会使断路器的遮断容量减小。对某些断路器来说，还有可能引起爆炸。为防止这种情况发生，综合重合闸装置的动作时间应从断路器最后一次跳闸算起。

48．综合重合闸的选相元件—一方向阻抗继电器应按什么原则整定?

答：其整定原则如下：

(1)按线路末端经2011接地短路；选相元件至少能相继动作。

(2)线路末端金属性接地故障时，其灵敏度不应低于1．5。

(3)按躲开正常最大负荷整定。

(4)按躲开非全相过程中及出口单相接地时，健全相选相元件不应误动作。

49．在与单相重合闸配合使用时，为什么相差高频保护要三跳停信。而高频闭锁保护则要求单跳停信?

答：在使用单相重合闸的线路上，当非全相运行时，相差高频保护启动元件均可能不返回，此时如果两侧单跳停信，由于停信时间不可能一致，停信慢的一侧将会在单相故障跳闸后由于非全相运行发出的仍是间断波而误跳三相。因此单相故障跳闸后不能将相差高频保护停信。而在三相跳闸后，相差高频保护失去操作电流而发连续波，会将对侧高频保护闭锁，所以必须实行三跳停信，使对侧相差高频保护加速跳闸切除故障。另外，当母线保护动作时，跳三相如果断路器失灵，三跳停信能使对侧高频保护动作，快速切除故障。 高频闭锁保护必须实现单跳停信，因为线路单相故障一侧先单跳，单跳后保护返回，而高频闭锁保护启动元件不复归，收发信机启动发信，会将对侧高频保护闭锁。所以单相跳闸后必须停信，加速对侧高频闭锁保护跳闸。

50.试比较单相重合闸与三相重合闸的优缺点？

　 答：经比较这两种重合闸的优缺点如下：

　　　（1）使用单相重合闸时会出现非全相运行除纵联保护需要考虑一些特殊问题外，对零序电流保护的配合产生了很大的影响，也使中、短线路的零序电流保护不能充分发挥作用。例如，一般环网三相重合闸线路的零序电流一段都能纵续动作，即在线路一侧出口单相接地而三相跳闸后，另一侧零序电流立即增大并使其一段动作。以前利用这一特点，即使线路纵联保护停用，配合三相快速重合闸，仍然保持着较高的成功率。但当使用单相重合闸时，这个特点不存在了，而且为了考虑非全相运行，往往需要抬高零序电流一段的起动值，零序

电流二段的灵敏度也相应降低，动作时间也可能增大。

　　　(2)使用三相重合闸时，各种保护的出口回路可以直接动作于断路器。使用单相重合闸时，除了本身有选相能力的保护外，所有纵联保护、相间距离保护、零序电流保护等，都必 须经单相重合闸的选相元件控制，才能动作于断路器。

　　　(3)当线路发生单相接地，进行三相重合闸时，会比单相重合闸产生较大的操作过电压。这是由于三相跳闸、电流过零时断电，在非故障相上会保留相当于相电压峰值的残余电荷电压，而重合闸的断电时间较短，上述非故障相的电压变化不大，因而在重合时会产生较大的操作过电压。而当使用单相重合闸时，重合时的故障相电压一般只有17％左右(由于线路本身电容分压产生)，因而没有操作过电压问题。然而，从较长时间在llOkV及220kY电网采用三相重合闸的运行情况来看，对一般中、短线路操作过电压方面的问题并不突出。

　　　(4)采用三相重合闸时，在最不利的情况，有可能重合于三相短路故障，有的线路经稳定计算认为必须避免这种情况时，可以考虑在三相重合闸中增设简单的相间故障判别元件，使它在单相故障时实现重合，在相间故障时不重合。

问答题(6)

51．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、保护启动方式。

　　不对应启动方式的优点：简单可靠，还可以纠正断路器误碰或偷跳，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。

　　保护起动方式，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：不能纠正断路器误动。

52．在检定同期和检定无压重合闸装置中，为什么两侧都要装检定同期和检定无压继电器?

答：其原因如下。

　　(1)如果采用一侧投无电压检定，另一侧投同步检定这种接线方式。那么，在使用无电压检定的那一侧，当其断路器在正常运行情况下由于某种原因(如误碰、保护误动等)而跳闸时，由于对侧并未动作，因此线路上有电压，因而就不能实现重合，这是一个很大的缺陷。为了解决这个问题，通常都是在检定无压的一侧也同时投入同期检定继电器，两者的触点并联工作，这样就可以将误跳闸的断路器重新投入。为了保证两侧断路器的工作条件一样，在检定同期侧也装设无压检定继电器，通过切换后，根据具体情况使用。

　　但应注意，一侧投入无压检定和同步检定继电器时，另一侧则只能投入同步检定继电器。否则，两侧同时实现无电压检定重合闸，将导致出现非同期合闸，在同步检定继电器触点回路中要串接检定线路有电压的触点。

53．简述四统一零序电流保护的技术条件。

答：对整套保护装置的技术要求有以下几项

　　(1)装置应有5个电流元件，4个时间元件，1个零序功率方向元件。

　　(2)装置应能实现一般四段式保护或三段式保护。后者有两个第一段，低定值一段重合闸后带0．1s延时，延时回路应能维持3s以上，以保证在对侧重合闸时，不致因断路器三相合闸不同期而误跳闸；也可以接成第一段带时限的三段式保护。单相重合闸线路的三段式保护，有两个第一段或两个第二段。重合闸起动后，可将定值躲不过非全相运行零序电流的第一段或第二段退出运行；重合闸后，则经全相运行判别回路延时0．1s加速对本线路末端接地故障有足够灵敏度的第二段或第三段。最后一段时间在重合闸起动后可以缩短△t时限。

　　(3)装置中的一个灵敏电流元件可以根据运行要求实现下列作用。

　　　 1)接至相邻电流互感器零序回路，实现电流回路断线闭锁措施。其触点可引入控制所需要闭锁的保护段。

　　 　2)作为高频闭锁保护启动发信用。

　　(4)零序功率方向元件应能根据需要控制其一段或几段，其零序电压可直接接人3》。电压，但零序功率方向元件动作时应有信号指示。

　　(5)保护的瞬时段经方向元件控制时，方向元件触点应直接控制起动回路，而不靠重动继电器，以尽量缩短动作时间。

　　(6)对保护延时段，机械型时间继电器触点与电流元件触点应串联起来起动出口跳闸继电器，以尽量缩短保护返回时间。

　　(7)手动合闸后加速动作时应有0．1s延时。

　　(8)对瞬时动作的电流元件，应采取措施减少直流分量和谐波分量对元件起动值的影响，由制造厂提供暂态数据；降低零序电流元件的功耗。

　　(9)装置应有配合收发信机构成高频闭锁零序方向保护及配合综合重合闸的相应触点回路。

54.采用单相重合闸的线路的零序电流保护的最末一段的时间为什么要躲过重合闸周期?

答：零序电流保护最末一段的时间之所以要躲过线路的重合闸周期，是因为：

　　(1)零序电流保护最末一段通常都要求作相邻线路的远后备保护以及保证本线经较大的过渡电阻(220kV为1OOΩ)接地仍有足够的灵敏度，其定值一般整定得较小。线路重合过程中非全相运行时，在较大负荷电流的影响下，非全相零序电流有可能超过其整定值而引起保护动作。

　　(2)为了保证本线路重合过程中健全相发生接地故障能有保护可靠动作切除故障，零序电流保护最末一段在重合闸起动后不能被闭锁而退出运行。

　　综合上述两点，零序电流保护最末一段只有靠延长时间来躲过重合闸周期，在重合过程中既可不退出运行，又可避免误动。当其定值躲不过相邻线非全相运行时流过本线的3I。时，其整定时间还应躲过相邻线的重合闸周期。

55．零序电流方向保护与重合闸配合使用时应注意什么问题?

答：应注意以下问题

(一)与三相重合闸配合使用的零序电流方向保护

　　1．零序电流一段保护

　　阶段式零序电流方向保护的一段，在整定时要避越正常运行和正常检修方式下线路末端(不带方向时应为两端母线)单相及两相接地故障时流经被保护线路的最大零序电流。

　　当零序电流保护与三相重合闸配合使用时，由于线路后重合侧断路器合闸不同期造成瞬时性(断路器三相合闸不同期时间，实际可能达到40～60ms)非全相运行，也产生零序电流。当躲不过这种非全相的最大零序电流时，不带时限的一段保护将发生误动作。

　　避越线路末端故障整定是绝对必须的。如果该定值又大于避越断路器不同期引起的非全相零序电流整定值，那么，只需要设置一个不带时限的一段电流保护。如果断路器不同期引起的非全相零序电流大于末端故障的零序电流时，或者按躲非全相情况整定；或者在三相重合闸时给躲不开非全相运行零序电流的第一段带o．1s的时限；或者按两个第一段，一个按躲非全相情况整定不带时限，另一个按躲末端故障整定，但在重合闸后加0．1s时限或退出工作。

　　综上所述，在三相重合闸配合使用时，零序电流方向保护装置必须具备实现两个第一段(灵敏一段与不灵敏一段)保护的可能性和无时限的一段保护在重合闸时带0．1s时限的可能性。

　　2．零序电流方向保护装置中带时限的后备保护段数

　　根据规程规定，多段式零序电流方向保护之间必须按逐极配合原则整定，即要求灵敏度和时间两方面的配合。为了适应不同电压等级的电力网对后备作用以及特殊用途的保护(例如旁路断路器的保护)对保护段数的要求，按现在系统实现的配置，要求零序电流方向保护除有两个第一段外，还应有三个时间后备段。

　　(二)与综合重合闸配合使用时的零序电流方向保护装置

　　1．零序电流一段保护

　　它的整定必须满足如下要求：

　　(1)避越正常及正常检修运行方式下线路末端(或两端母线)发生单相及两相接地故障时流过本线路的最大零序电流。

　　(2)避越单相重合闸周期内全相运行时的最大零序电流。

　　如果要求在线路非全相运行时有不带时限的零序电流保护，而非全相运行时的最大零序电流又大于末端(或两端)接地故障时的零序电流时，则必须设置两个无时限的第一段零序电流保护，并分别是灵敏一段保护(按躲末端故障整定)和不灵敏一段保护(按躲非全相运行情况整定)。因为躲不过非全相运行的零序电流，在单相重合闸周期内灵敏一段必须退出运行，只保留不灵敏一段保护在非全相运行时继续工作。

　　必须指出，在非全相运行期间，保留能躲过非全相零序电流的无时限第一段保护是必要的，它是相邻线路后备保护逐级配合整定的基础段，并以它在非全相运行期间不退出工作来保证相邻线路与其配合的二段保护在整定上不失配，而不发生无选择性的越级跳闸。在此前提下，设置灵敏一段是为了在第一次故障时加大无时限保护段的保护范围。

　　因此，与综合重合闸配合使用的零序电流方向保护装置也必须有实现两个一段的可能性。

　　2．零序电流二段保护

　　1)为了提高末端故障时的灵敏度，并降低整定时间，在整定上可只考虑与相邻线路的不灵敏一段保护配合。

　　如此整定的二段电流保护，如果在本线路单相重合闸周期内其电流整定值和整定时限上都躲不过非全相运行情况的话，就必须退出运行。

　　2)在有的系统中，个别短线路上安装了所谓的不灵敏二段保护，它的启动电流值按躲过非全相运行的最大零序电流整定，但因为躲不过末端故障，所以要带一个时限段。在本线路单相重合闸期间，不灵敏二段不退出工作。设置不灵敏二段保护，主要是为了改善相邻后备段的整定配合条件。

　　在没有不灵敏二段的条件下，相邻线路的二段只能同本线路的不灵敏一段配合，而相邻线路的三段保护则需与本线路的重合闸后的三段配合。如果设有不灵敏二段时，相邻线路的二段或三段的整定都可以与它配合，从而改善了相邻线路的保护性能。在某些情况下这种改善的效果还是相当明显的。

　　因此，零序电流保护装置要考虑实现两个二段的可能性。但是，对装置来说，虽然要求既可以设置两个第一段，又可以设置两个第二段，但不灵敏一段和不灵敏二段不可能同时出现在一个保护装置中。

3．零序电流后备段保护

　　零序电流方向保护装置各段是按逐级配合原则整定的，设置四段保护是必要的。虽然国内有的电力系统采用三段式保护也可满足整定要求，但对于旁路断路器上的保护而言，由于它要代替的线路保护较多，为了运行方便，一般要求多设几段。为此，在保护装置内还设置了一个附加电流元件和时间元件，必要时，可以再增设一段保护。

56.在大短路电流接地系统中,为什么有时要加装方向继电器组成零序电流方向保护?

答：在大短路电流接地系统中，如线路两端的变压器中性点都接地，当线路上发生接地短路时，在故障点与各变压器中性点之间都有零序电流流过，其情况和两侧电源供电的辐射形电网中的相间故障电流保护一样。为了保证各零序电流保护有选择性动作和降低定值，就必须加装方向继电器，使其动作带有方向性。使得零序方向电流保护在母线向线路输送功率时投入，线路向母线输送功率时退出。

57．零序(或负序)方向继电器的使用原则是什么?

答：零序电流保护既然是作为动作机率较高的基本保护，故应尽量使其回路简化，以提高其动作可靠性。而零序功率方向继电器则是零序电流保护中的薄弱环节。在运行实践中，因方向继电器的原因而造成的保护误动作时有发生。因此，零序(或负序)方向继电器的使用原则如下：

(1)除了当采用方向元件后，能使保护性能有较显著改善的情况外，对动作机率最多的零序电流保护的瞬时段，特别是“躲非全相一段”，以及起后备作用的最末一段，应不经方向元件控制。

(2)其他各段，如根据实际选用的定值，不经方向元件也能保证选择性和一定灵敏度时，也不宜经方向元件控制。

(3)对平行双回线，特别是对采用单相重合闸的平行双回线，如果互感较大，其保护有关延时段必要时也包括灵敏一段，一般以经过零序方向元件控制为宜，因为这样可以不必考虑非全相运行情况下双回线路保护之间的配合关系，从而可以改善保护工作性能。

(4)方向继电器的动作功率，应以不限制保护动作灵敏度为原则，一般要求在发生接地故障且当零序电流为保护起动值时，尚应有2以上的灵敏度。

58.大短路电流接地系统中．输电线路接地保护方式主要有哪几种?

答：大短路电流接地系统中，输电线路接地保护方式主要有：纵联保护(相差高频、方向高频等)、零序电流保护和接地距离保护等。

59．什么是零序保护?大短路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；②丫，d接线降压变压器，△侧以后的故障不会在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。