【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖22所示，通常功率方向繼電器內(nèi)角取。圖22題230功率方向繼電器接線方式的接線圖231型功率方向繼電器角有兩個(gè)定值，一個(gè)是，另一個(gè)是。試分別畫出最大靈敏角和時(shí)，功率方向繼電器的動(dòng)作區(qū)和的變化范圍的相量圖。答：型功率方向繼電器內(nèi)角值為或，當(dāng)或時(shí)其動(dòng)作區(qū)變化范圍和相量圖如23所示（1）變化范圍： （47） （2）變化范圍： （48）圖23 題231中的變化范圍232有一按接線的型功率方向繼電器，其電抗變換器的轉(zhuǎn)移阻抗角為或，問：（1）該繼電器的內(nèi)角多大？靈敏角多大？（2）該繼電器用于阻抗角多大的線路才能在三相短路時(shí)最靈敏？答：（1）當(dāng)電抗變換器阻抗角為或時(shí)該繼電器內(nèi)角為或，其靈敏角分別為或。（2）通過圖46中可以看出用于線路阻抗角或時(shí)在三相短路時(shí)最靈敏。圖24 題 232 線路阻抗角示意圖233如圖290所示輸電網(wǎng)絡(luò)，在各斷路器上裝有過流保護(hù)，已知時(shí)限級(jí)差為，為保證動(dòng)作選擇性，試確定各過流保護(hù)的時(shí)間及哪些保護(hù)需要裝設(shè)方向元件？圖290 題233輸電網(wǎng)絡(luò)答：。保護(hù)6應(yīng)設(shè)方向元件。234如圖291所示的輸電網(wǎng)絡(luò)各斷路器采用方向過流保護(hù)，時(shí)限級(jí)差，試確定各過流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，并說明哪些保護(hù)需要裝設(shè)方向元件。 圖291題234輸電網(wǎng)絡(luò)答：，235 為什么反應(yīng)接地短路的保護(hù)一般要利用零序分量而不是其它序分量？ 答：因?yàn)橹挥邪l(fā)生接地故障時(shí)短路電流中才會(huì)出現(xiàn)零序分量，利用零序分量構(gòu)成接地保護(hù)有較大的優(yōu)越性。由于對(duì)稱，平衡的三相系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)零序分量，故零序電流保護(hù)的整定值不需要躲過電力系統(tǒng)的振蕩電流、三相短路電流和最大負(fù)荷電流，因此零序電流保護(hù)的整定值較小，從而可提高保護(hù)的靈敏性。236 什么是中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)？在此種網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，出現(xiàn)的零序電壓和零序電流有什么特點(diǎn)？它與中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，接地故障時(shí)出現(xiàn)的零序電壓和零序電流在大小、分布及相位上都有什么不同？ 答：中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)是指中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)或中性點(diǎn)經(jīng)消弧繞組接地電網(wǎng)。中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時(shí)，故障相對(duì)地電壓為零，非故障相對(duì)地電壓增大倍相電壓（設(shè)A相接地），中性點(diǎn)N對(duì)地電壓為這個(gè)電壓就是零序電壓，由對(duì)稱分量法可知 。非故障相線路流過零序電流為非故障相本身接地電容電流之和 ，該零序電流超前零序電壓，電容電流方向從母線流向線路，而故障相線路始端流過零序電流為所有非故障相線路接地電容電流之和或等于接地電流減去故障相本身對(duì)地電容電流，因此故障線路零序電流方向是從線路流向母線，該零序電流滯后零序電壓。對(duì)于中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時(shí)，在故障點(diǎn)出現(xiàn)零序電壓，在零序電壓作用下，產(chǎn)生零序電流。由于零序電流方向以流向故障點(diǎn)為正方向，零序電壓方向以線路指向大地為正方向，則零序電流路徑為從接地點(diǎn)流向變壓器中性點(diǎn)，再經(jīng)變壓器流向線路。故障點(diǎn)處的零序電壓最大，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)則變壓器中性點(diǎn)接地處零序電壓越低，甚至為零。237在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，接地保護(hù)有那些？它們的基本原理是什么？ 答：在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，接地保護(hù)裝置有三段式零序電流保護(hù)和三段式方向電流保護(hù)。保護(hù)第Ⅰ段為零序電流速斷保護(hù)，和相間速斷保護(hù)一樣，只能保護(hù)一部線路，不能保護(hù)線路全長(zhǎng)。零序電流第Ⅱ段為帶時(shí)限電流速斷保護(hù)，一般能保護(hù)線路全長(zhǎng)，在線路對(duì)端母線故障時(shí)有足夠的靈敏性，其動(dòng)作時(shí)間比相鄰線路的零序Ⅰ段動(dòng)作時(shí)間大一時(shí)限差（）。零序保護(hù)第Ⅱ段為本級(jí)線路或相鄰線路的后備保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間和相鄰線路的零序二段和三段相配合。若零序第Ⅱ段在線路對(duì)端母線接地故障的靈敏系數(shù)不合格，就由零序第Ⅲ段保護(hù)線路全長(zhǎng)，以保證原來對(duì)端母線接地故障時(shí)有足夠的靈敏性，這時(shí)原來的零序第Ⅲ段就相應(yīng)變?yōu)榱阈虻冖舳巍Ｔ谧儔浩鹘拥財(cái)?shù)目比較多的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，必須考慮零序保護(hù)動(dòng)作的方向性，在線路兩側(cè)或多側(cè)有接地中性點(diǎn)時(shí)，必須在零序電流保護(hù)中增設(shè)功率方向元件，才能保證動(dòng)作的選擇性。這樣可構(gòu)成三段式零序方向電流保護(hù)，其接線是零序功率方向繼電器電流線圈串接在零序電流濾過器上正極性端連接取得，而它的電壓線圈接在零序電壓濾過器開口三角形繞組上，反極性連接，取得。這種接線是因?yàn)閱蜗嘟拥貢r(shí)，零序電流超前零序電壓的電角度為（考慮到負(fù)荷電流，系統(tǒng)阻抗的電阻和短路點(diǎn)的過度電阻），如果功率方向繼電器電壓繞組接，則零序電流滯后零序電壓的電角度為，如圖51（a）所示，此時(shí)繼電器應(yīng)正確動(dòng)作；且動(dòng)作最靈敏。因此稱為功率繼電器最大靈敏角。動(dòng)作區(qū)一般限制在，即當(dāng)零序電流超前零序電壓至零序電流滯后為范圍內(nèi)，方向元件都會(huì)動(dòng)作，且在滯后為時(shí)動(dòng)作最靈敏。圖51（b）陰影區(qū)為功率方向繼電器的動(dòng)作區(qū)。 圖25題237中零序電流和電壓相量圖（a）單相接地時(shí)零序電流和零序電壓相量圖；（b）零序功率方向繼電器動(dòng)作特性在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中發(fā)生接地短路時(shí)，零序電流的方向總是由故障點(diǎn)流向各個(gè)中性點(diǎn)的變壓器，因此當(dāng)變壓器接地?cái)?shù)目比較多的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，必須考慮零序保護(hù)動(dòng)作的方向性。在線路兩側(cè)或多側(cè)有接地中性點(diǎn)時(shí)，必須在零序電流保護(hù)中增設(shè)功率方向元件，才能保證動(dòng)作的選擇性。三段式零序方向電流保護(hù)由無時(shí)限零序方向電流速斷保護(hù)，限時(shí)零序方向電流速斷保護(hù)和零序方向過流保護(hù)組成。同一方向上的零序電流保護(hù)動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限的整定同前面介紹三段式零序電流保護(hù)相同，零序電流元件的靈敏系數(shù)校驗(yàn)也與前面相同。只是由于零序電壓分布特點(diǎn)可知在靠近保護(hù)安裝處附近不存在方向元件死區(qū)，但遠(yuǎn)離保護(hù)安裝地點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，流過保護(hù)的零序電流及零序電壓很小，方向元件可能不動(dòng)作，因此，應(yīng)分別檢驗(yàn)方向元件的電流和電壓靈敏系數(shù)。238 為什么零序電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍比反應(yīng)相間短路的電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍長(zhǎng)而且穩(wěn)定、靈敏系數(shù)高？ 答：零序電流速斷保護(hù)和相間短路電流速斷保護(hù)都是按被保護(hù)線路末端最大短路電流整定，按被保護(hù)線路末端最小短路電流校驗(yàn)靈敏系數(shù)。而發(fā)生單相短路時(shí)比三相短路要小很多。因此零序電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流整定一般，而相間電流速斷保護(hù)一般為。由線路零序阻抗，所以，線路始末端接地短路的零序電流差別要比相間短路電流差別大很多，因而零序電流速斷保護(hù)范圍要大于相間短路電流速斷保護(hù)范圍，單相接地時(shí)，故障相電流為倍零序電流,所以零序電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)高。相間電流速斷保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響大，而零序電流保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化影響小，因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)，零序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)變動(dòng)比正序網(wǎng)絡(luò)小，一方面是線路零序阻抗遠(yuǎn)比正序、負(fù)序阻抗大，另一方面通過對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地方式合理確定，更是保證零序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)穩(wěn)定的重要原因。239 如圖示中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)電流保護(hù)原理接線圖，已知正常時(shí)線路上流過一次負(fù)荷電流，電流互感器變比為，零序電流繼電器的動(dòng)作電流為，問：（1）正常運(yùn)行時(shí)，若TA的一個(gè)極性接反，保護(hù)會(huì)不會(huì)誤動(dòng)作？為什么？答：根據(jù)下面相量圖分析流入繼電器的電流為，所以保護(hù)誤動(dòng)作。；；；；（2）如有一個(gè)電流互感器TA斷線，保護(hù)會(huì)不會(huì)誤動(dòng)作？為什么？答：設(shè)A相TA斷線，則，故流入繼電器的電流為， 所以也要誤動(dòng)作。圖26 題239接線圖及電流相量圖（a）接線圖；（b）TA一相極性接反時(shí)電流相量圖；（c）TA一相斷線時(shí)電流相量圖240如圖292所示網(wǎng)絡(luò)，已知電源等值電抗；線路正序電抗，零序電抗；變壓器T1額定參數(shù)：,，%，其它參數(shù)如圖所示，試確定AB線路的零序電流保護(hù)第I段、第II段、第III段的動(dòng)作電流、靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限。圖292 題240網(wǎng)絡(luò)解：（1）計(jì)算零序短路電流。線路AB：；線路BC：；變壓器T1：母線短路時(shí)的零序電流因?yàn)椋?所以，故應(yīng)按單相接地短路整定計(jì)算，兩相接地短路校驗(yàn)靈敏系數(shù)。B母線的最大三相短路電流為 B母線的最大三相短路電流為動(dòng)作時(shí)限：C母線短路時(shí)的零序電流為(2) 各段保護(hù)的整定計(jì)算及靈敏系數(shù)校驗(yàn)1）零序I段單相接地短路時(shí)保護(hù)區(qū)的長(zhǎng)度為：兩相接地短路時(shí)保護(hù)區(qū)的長(zhǎng)度為：2）零序II段動(dòng)作時(shí)限(3)零序III段因?yàn)槭?10線路，可以考慮非全相運(yùn)行情況，按躲開線路末端最大不平衡電流整定。近后備保護(hù)：遠(yuǎn)后備保護(hù)：動(dòng)作時(shí)限：241 如圖294所示單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)，各斷路器采用方向過流保護(hù)，時(shí)限級(jí)差。試確定各過流保護(hù)和零序過流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。圖294 題241網(wǎng)絡(luò)圖答：過流保護(hù)：零序過流保護(hù)：242 中性點(diǎn)經(jīng)消弧繞組接地電網(wǎng)中，單相故障的特點(diǎn)及保護(hù)方式如何確定？答：中性點(diǎn)經(jīng)消弧繞組接地電網(wǎng)中，一般采用過補(bǔ)償方式，通過故障線路保護(hù)安裝處的電流為補(bǔ)償以后的感性電流。此電流數(shù)值上很小，在相位上超前相角，與非故障線路容性電流與的關(guān)系相同，因此在過補(bǔ)償情況下，不能采用零序電流保護(hù)和零序方向電流保護(hù)?？梢圆捎闷渌順?gòu)成保護(hù)，如反應(yīng)穩(wěn)態(tài)過程的接地保護(hù)和采用反應(yīng)暫態(tài)過程的接地保護(hù)。但是這些保護(hù)在實(shí)際使用時(shí)并不理想，有待進(jìn)一步研究解決。243何謂欠補(bǔ)償，過補(bǔ)償及完全補(bǔ)償？采用哪種補(bǔ)償方式好，為什么？答：（1）欠補(bǔ)償是表示消弧繞組的電感電流不足以完全補(bǔ)償電容電流，故障點(diǎn)殘流為容性電流。（2）全補(bǔ)償是表示消弧繞組的電感電流恰好完全補(bǔ)償電容電流，故障點(diǎn)的殘流為非常小的電阻性泄漏電流。（3）過補(bǔ)償表示消弧繞組的電感電流大于電容電流，故障點(diǎn)的電流為感性電流。完全補(bǔ)償時(shí)，消弧繞組與并聯(lián)后的三相電容處于并聯(lián)諧振狀態(tài)，容易產(chǎn)生過電壓。欠補(bǔ)償在運(yùn)行時(shí)部分線路可能退出運(yùn)行，形成全補(bǔ)償，產(chǎn)生較大中性點(diǎn)電壓偏移，引起零序回路中產(chǎn)生嚴(yán)重的鐵磁諧振過電壓。因此在中性點(diǎn)經(jīng)消弧繞組接地時(shí)采用過補(bǔ)償；在多數(shù)情況下能迅速消除單相接地電弧而不破壞電網(wǎng)的正常運(yùn)行，接地電弧不會(huì)重燃。244 何謂絕緣監(jiān)視、作用如何、如何實(shí)現(xiàn)？答：絕緣監(jiān)視裝置是裝設(shè)在發(fā)電廠或變電所母線上檢查單相接地的監(jiān)視裝置。它利用中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，出現(xiàn)零序電壓，發(fā)出告警信號(hào)。當(dāng)電網(wǎng)中任一線路發(fā)生單相接地，全電網(wǎng)都會(huì)出現(xiàn)零序電壓，因此它發(fā)出的是無選擇性信號(hào)，需要運(yùn)行人員依次斷開每條線路，并繼之以自動(dòng)重合閘，將斷開線路投入；當(dāng)斷開某條線路零序電壓信號(hào)消失，則這條線路就是故障線路。絕緣監(jiān)視裝置可用一個(gè)過電壓繼電器接于三相五柱式電壓互感器的二次輔助三角形繞組的輸出端構(gòu)成。電壓互感器二次側(cè)另外一個(gè)輔助繞組接成星形，在它的引出線上接三只電壓表或一只電壓表加一個(gè)三相切換開關(guān)用以測(cè)量各相對(duì)地電壓。在正常運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)三相電壓對(duì)稱，沒有零序分量，三只電壓表讀數(shù)相等，過電壓繼電器不動(dòng)作。當(dāng)電網(wǎng)母線上任一條線路發(fā)生金屬性接地時(shí)，接地相電壓為零，該相電壓表讀數(shù)為零，而其它兩相電壓升至原倍相電壓，所以電壓表讀數(shù)升高。同時(shí)出現(xiàn)零序電壓，過電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地故障信號(hào)，由運(yùn)行人員選線操作，找出故障線路及時(shí)處理。245 什么是零序保護(hù)？直接接地電網(wǎng)中為什么要單設(shè)零序保護(hù)？在什么條件下要加裝方向繼電器組成零序電流方向保護(hù)？答： 在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中發(fā)生接地故障后，出現(xiàn)零序電流、零序電壓和零序功率，利用這些零序分量電量構(gòu)成接地故障保護(hù)的繼電保護(hù)裝置統(tǒng)稱為零序保護(hù)。相間電流保護(hù)的三相星形接線過電流保護(hù)雖然也能保護(hù)接地故障，但其靈敏性低，保護(hù)時(shí)限較長(zhǎng)。采用零序保護(hù)可克服此不足，因?yàn)椋孩傧到y(tǒng)正常運(yùn)行和發(fā)生相間短路時(shí)不會(huì)出現(xiàn)零序電流和零序電壓，因此零序保護(hù)動(dòng)作電流可以整定很小，有利于提高靈敏性；②Y，d接線的降壓變壓器，三角形繞組以后的故障不會(huì)在星形繞組側(cè)反映出零序電流，所以零序保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限可以不必與Y、d接線變壓器以后的線路保護(hù)相配合而取得較短的動(dòng)作時(shí)限。在雙側(cè)或多側(cè)電源電路中，電源處變壓器中性點(diǎn)一般至少有一臺(tái)要接地。由于零序電流實(shí)際流向是由故障點(diǎn)流向各個(gè)變壓器的中性點(diǎn)，因此，在變壓器接地?cái)?shù)目較多的中性點(diǎn)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，必須考慮零序保護(hù)動(dòng)作的方向性，在零序電流保護(hù)中增設(shè)功率方向元件，才能保證動(dòng)作的選擇性。246 零序電流保護(hù)由哪幾部分組成，零序電流保護(hù)有什么優(yōu)點(diǎn)？答：零序電流保護(hù)主要由零序電流（電壓）濾過器，電流繼電器和零序方向繼電器三部分組成。零序電流保護(hù)同相間電流保護(hù)一樣廣泛采用三段式零序電流保護(hù)即無時(shí)限電流速斷保護(hù)，帶時(shí)限電流速斷保護(hù)和零序過流保護(hù)。零序電流保護(hù)與相間電流保護(hù)相比具有靈敏系數(shù)高，動(dòng)作時(shí)間短，尤其對(duì)于兩側(cè)電源線路，當(dāng)線路內(nèi)部靠近任一側(cè)發(fā)生接