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电力系统继电保护第2版习题答案作者韩笑06第六章习题答案0622.doc

2022-05-30 来源:吉趣旅游网
习题与思考题

1. 试述ARC应满足的基本要求。

答:1)自动重合闸装置町按控制开关位置与断路器位置不对应的原理起动,对综合重合 闸装置,宜实现由保护同时起动的方式。

2) 用控制开关或通过遥控装置将断路器断开,或将断路器投于故障线路上,而随即

由保护将其断开时,自动重合闸装置均不应动作。

3) 在任何情况下(包括装置本身的元件损坏,以及继电器触点粘住或拒动),H动

重 合闸装置的动作次数应符合预先的规定(如一次重合闸只应动作一次)。

4) 自动重合闸装宜动作后,应自动复归。

5) 自动重合闸装置应能在重合闸示,加速继电保护的动作。必要时,可在重合闸前

加速其动作。

6) 口动重合闸装置应具有接收外来闭锁信号的功能°特別是当断路器处于不允许实

现重合闸的不正常状态(如断路器未储能)时,或当系统频率降低到按频率自动减负荷装 置动作将断路器跳开时,能口动地将ARC闭锁。

2. 在检无压和检同步三相自动重合闸中,当处于下列情况会岀现什么问题? 1)线路 两

侧检无压均投入;2)线路两侧仅一侧检同步投入。

答:1)在检无压和检同步三相口动重合闸中,当线路两侧检无压均投入吋,则线路两侧断 路器跳闸后,两侧均检测到线路无电压,两侧断路器合上,势必造成不检同步合闸,容易造 成冲击电流,其至引起系统振荡

2)在检无压和检同步三相自动重合闸屮,当线路两侧仅一侧检同步投入时:(1)检同 步

侧该功能未投入,则两侧断路器跳闸后,检无压侧检测到线路无压进行重合,而同步侧因 为检同步功能未投入,所以将无法合闸;(2)若检无压侧未投入检同步功能,则当该侧断路 器误跳时,此时线路冇压,不能通过检无压功能合闸,而检同步功能未投入,将造成该侧断 路器不能通过检同步功能合闸。因此,同步检定不能只投入某一侧,必须是线路两侧的同步 检定都投入。

3. 试述重合闸两种起动方式的优缺点。

答:重合闸的启动方式通常有由不对应启动和保护启动两种。

1) 不对应启动方式的优点是简单可靠,可纠正断路器误碰或误跳,提高供电的可 靠

性和系统运行的稳定性。缺点是当断路器的辅助接点接触不良时,不对应启动方式将 失败。

2) 保护启动方式的优点是可纠正继电保护误动作引起的误跳闸。缺点是不能纠正 断

路器的谋动。

4. 试述检定同步的工作原理。

答:同步检定方法主耍有利用程序计算的方法检定同步和同步检定继电器检定同步,两 种方法检定同步的基木原理是相似的。以同步检定继电器检定同步为例,其检定同步的工作 原理如下:当两侧电源电压大小不相等或相位不相同时,同步检定继电器铁芯屮的合成磁通 不等于零,在电磁力矩的作用下,继电器触点打开,断开重合闸启动冋路;当两侧电源满足 同步条件时,同步检定继电器的触点闭合,接通垂合闸启动回路。

5. 重合闸有哪些闭锁条件?

答:输电线重合闸闭锁主要有以下几个条件:

1) 手动跳闸或通过遥控装置跳闸时。(当手动跳闸时,如果合到的是故障线路,保

护会立即动作将断路器跳闸,此时重合闸不允许启动。)

2) 闭锁重合闸的装置动作时。(如母线差动保护、变压器保护、按频率自动减负荷

装置等动作。)

3) 检线路无压或检同期不成功时。

4) 短路器液(气)压操动机构的液(气)压降低到不允许合闸的程度,或断路器 弹

簧操动结构的弹簧未储能时。

5) 断路器控制回路断线时。 6) 重合闸未投时。

7) 重合闸发出重合脉冲的同时,闭锁重合闸。

对于综合重合闸,闭锁条件还包括:

1) 由保护定制控制字设定闭锁重合闸的故障出现时:如相间距离II段、III段;

接地距离II段、III段;零序电流保护II段、III段;选相无效、非全相运行期间健 全相发生故障引起的三相跳闸等。

2) 使用单相重合闸方式,而保护动作三相跳闸

3) 当线路配置双重化保护时,若两套保护的重合闸同时投入运行,则重合闸也实 现

了双重化。为避免两套装置的重合闸岀现不允许的两次重合情况,侮套装置的重合闸 检测到另一套重合闸已将断路器合上后,应立即闭锁本装置的重合闸。如果不采取这一 闭锁措施,则不允许两套装置中的重合闸同时投入运行,只能一套投入运行。

6. 为何重合闸需要“充电” ? “充电”代表什么?重合闸的充电时间为何需在15s以 ±?

答:充电准备线路发生故障,ARC动作一次,表示断路器进行了一次“跳闸一合闸”过 程或者“跳闸一合闸一跳闸”过程。为保证断路器切断能力的恢复,断路器进入第二次“跳 闸一合闸”过程须有足够的吋间,否则切断能力会下降。为此,ARC动作后需经过一定问隔 时间他可称ARC复归时间)才能投入,一般这一间隔时间取10 — 15s。另外,线路上发生 永久性故障时,ARC动作后,也应经过一定时间后ARC才能动作,以免ARC的多次动作。为 满足上述两方面要求,重合闸“准备好(Ready)\"时间常被称为“充电时间”.一般取15— 25s.

7. 在单相重合闸时,为何重合闸的计时要从最后一次故障跳闸算起?

答:对于采川综合重合闸的线路,假定线路笫一次发生的故障是单相接地故障,故障相 跳闸后,单相重合闸开始计时,若在计时过程当中,健全相乂发牛故障,则保护进行三相跳 闸,则有可能出现第二次发生故障的相刚一•跳闸,没有适当间隔时间,就收到单相重合闸发 出的重合脉冲立即合闸。这样除了故障点电弧去游离不充分,造成璽合不成功,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最减小。对某些断路器来说,还有-可能 引起爆炸。还有可能出现既收到跳闸命令乂收到合闸命令的情况,导致断路器跳不开、合不 上的现象。为保证断路器的安全,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。

&什么是重合闸的前加速保护,什么是重合闸的后加速保护,各具有什么优点?

答:重合闸而加速保护是指当线路上发生故障时,靠近电源侧的保护首先无选择性瞬时 动作跳闸,而示借助自动重合闸来纠正这种非选择性动作。当重合于故障时,无选择性的保 护自动解除,保护按原有选择性要求动作。

前加速保护的优点:1)能快速切除线路上的瞬吋性故障。2)由于能快速切除瞬吋性

故障,故障点发展成永久性故障的可能性小,从而提高重合闸的成功率。3)由于能快速切除 故障,能保证发电厂和重要变电所的负荷少受影响。4)使川设备少,简单经济(在数字保护 中该优点不存在)。

前加速保护的缺点:1)靠近电源一侧断路器工作条件恶化,切除故障次数与合闸次 数

多。2)当ARC拒动或首端断路器拒合时,将扩大停电范用,哄至在最末一级线路上的故障, 也能造成除电源侧母线用户外英他所冇用户的停电。3)重合于永久性故障时,故障切除的时 间可能较长。4)在重合闸过程屮除电源侧母线负荷外,其他用户都要暂时停电。重合闸前加 速保护主要用于35RV以下山发电厂或重要变电所引岀的不太重要的直配线上。

重合闸后加速保护是指当线路发生故障时,保护首先有选择性动作切除故障,重合 闸

进行一次重合。若重合于瞬时性故障,则线路恢复供电;如果重合于永久性故障上,则保 护装置加速动作,瞬时切除故障。

后加速保护的优点:1)故障首次切除是有选择性的,不会扩大停电范围。2)重合 于

永久性故障,仍能快速、有选择性地将故障切除。3)应用不受网络结构和负荷条件限制。

后加速保护的缺点:1)首次故障的切除可能带有时限,但对装有纵联保护的线路上

发生的故障,两侧保护均可瞬时动作跳闸,该缺点并不存在。2)每条线路的断路器上都应设

ARC,这对数字式保护来说并不增加多大的复杂性。根据以上分析,重合闸后加速保护的优 点是

明显的,广泛应用在各级电网,特別是高压电网中。

9. 在综合重合闸中,对选相元件的要求是什么?

答:选相元件只负责选出故障相,不起判断故障点是否在保护区内的作川,对选相元件 的要求如下:

1) 在保护区内部发生任何形式的短路故障时,均能判断出故障相别,或判断出是单相故

障还是多相故障。

2) 单相故障时,非故障相选相元件可靠不动作。 3) 在正常运行时,选相元件不动作。

4) 动作速度要快,不影响继电保护快速切除故障。

10. 非全相运行过程中,为何要将零序方向纵联保护、距离方向纵联保护退出?

答:线路转入非全相运行,当釆用母线侧TV吋,线路两侧的零序方向元件处于动作状 态,和当于健全和上发生接地故障时;当采用线路侧TV时,虽然两侧的零序方向元件不可 能同时动作,但当健全相上发生接地故障时,并不能保证线路两侧的零序方向元件一定动作, 即在这种情况下零序方向纵联保护有发生拒动的可能。基于上述原因,在非全相运行期间, 零序方向纵联保护退出工作。在非全相运行期间,健全相上的II段距离(接地、相间)保护得 到了加速。因此在非全相运行期间,距离方向纵联保护没有投入必耍,同样是退出工作。

11. 为什么单相重合闸的动作时间一般要比三相重合闸的动作时间长?

答:单相重合闸动作后,线路出现非全相运行。在非全相运行期间,因潜供电流的影响, 与三相重合闸相比,故障点具有熄弧慢的特点,因此单相重合闸吋间比三相重合闸动作吋 间长。

12. 试比较单相重合闸与三相重合闸的优缺点?

答:(1)使用单相重合闸时会出现非全和运行,除纵联保护需要考虑一些特殊问题外, 对零序电流保护的整定和配合产牛了很人影响,也使中、短线路的零序电流保护不能充分发 挥作用。

(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和元件控制,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,在非故障和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,重合吋的故障相电压一般只有17% 左右(由于线路木身电容分压产生),因而没冇操作过电压问题。从较长时间在110kV 及220kV电网采川三相重合闸的运行情况來看,一般屮、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,在最不利的情况下,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,在相间故降时不重合。

(5) 单相重合闸可以实现单跳、单合,系统没有失去同步,有利于系统稳定性和重 合

的成功率。

13. 双侧电源线路上故障点的断电时间与哪些因素有关?试说明。

答:双侧电源线路重合闸动作吋间从眈不同于单侧电源线路重合闸,在双侧电源线路 上,重合闸动作时限必须考虑两侧保护不同时切除故障的时间差人匚,因为只有两侧断路 器都跳闸后,故障点才完全断电,周围介质才开始去游离。因此重合闸最小动作吋间除耍考 虑单侧电源线路重合闸动作时间的要求外,还要考虑叽,动作时间

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7 +°加+山一心乂式中仏为一两侧保护动作时间差,一般情况下按线路某 一侧保护的II

段动作吋间减去另一侧保护的I段动作时间来计算。

14.

为何在检定同步重合闸的一侧不设后加速保护?

答: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。若加于瞬时性故障,无压重 合后,即线路已重合成功,不存在故障,故同期垂合闸时不采用后加速,以免合闸冲击电流 引起谋动。

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