继电保护

继电保护原理复习资料

1-3、什么是主保护和后备保护？远后备保护和近后备保护有什么区别和特点？

答：一般把反映被保护元件严重故障、快速动作与跳闸的保护装置称为主保护，而把在主保护系统失效时备用的保护称为后备保护。当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的，故称为近后备保护。远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护作用，同时它实现简单、经济，因此要优先采用，只有在远后备保护不能满足要求时才考虑用近后备保护。 1-4、继电保护装置的任务及其要求是什么？

答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件迅速恢复正常运行；反应电气元件不正常运行情况，并根据不正常运行情况的种类和电气元件维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动地进行调整或将那些继续运行会引起事故的电气元件予以切除。反应不正常运行情况的继电保护装置允许带有一定的延时动作；继电保护装置还可以和电力系统中其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽可能恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。

对继电保护的基本要求有四条：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。 1-5、继电保护的基本原理是什么？

答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特性可以构成各种原理的继电保护。

2-2、电流互感器的10%误差曲线有什么用途？怎样进行10%误差校验？ 答：电流互感器额定变比

KTA为常数，其一次电流I1与二次电流I2，在铁心不饱和时有

I2I1KTA的线性关系，如图2-2（a）中直线1所示。但当铁芯饱和时，I1和I2不再保持线

性关系，如图2-2（a）中曲线2所示。继电保护要求在TA一次电流其变比误差要小于或等于10%，因此可在图2-2（a）中找到一个电流

I1等于最大短路电流时，

自

I1,b(m10)I1,b点做垂

''BA0.1I(II1KTA)。如果TA一次电流I1≤I1,b，11线与直线1和2分别交于B、A点，且

则TA变比误差就不会超过10%。

(a)TA二次电流与一次电流的关系；（b）TA10%误差曲线

由于TA变比误差与其二次符合阻抗有关，为便于计算，制造厂对每种TA都提供了在许的二次负荷

m10下允

Zal，曲线m10f(Zal)就称为TA的10%误差曲线，用10%误差曲线可方便的求

m101后，可以从

出TA在满足误差不超过10%的最大允许负荷阻抗。如图2-2（b）所示，已知曲线上查处允许负荷阻抗

Zal,1，如果

Zal,1大于实际负荷阻抗

ZL，则误差满足要求。

2-4、电流互感器在运行中为什么要严防二次侧开路？电压互感器在运行中为什么要严防二次侧

短路？ 答：（1）TA正常运行时，二次电流产生的磁通势起去磁作用，励磁电流很小，铁芯中总磁通很小，二次绕组感应电动势不超过几十伏，如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，其一次电流完全转变为励磁电流，引起铁芯内磁通剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组匝数很多，根据电磁感应定律可知二次绕组两端产生很高电压，可达数千伏。不但要损坏二次绕组绝缘，而且将严重危及人身安全。再者由于铁芯中磁通密度剧增，使铁芯损耗加大，严重发热，甚至烧坏绝缘。因此TA二次绕组不允许开路，故在TA二次贿赂中不能装设熔断器，二次回路一般不进行切换，若要切换应先将二次绕组短接。

（2）电压互感器是一个内阻极小的电压源，正常时负荷阻抗很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小负荷电流，当二次侧短路时，负荷阻抗为零，将产生很大短路电流，将电压互感器烧坏，因此，TV二次侧不允许短接。

2-5、电流互感器二次绕组的接线有哪几种方式？

答：TA二次绕组接线方式有：1、完全星形接线；2、不完全星形接线；3、两相电流差接线；4、三角形接线；5、一相用两只电流互感器串联或并联连接。 2-14、为什么差动保护使用D级电流互感器？

答：变压器差动保护用电流互感器其型号和变比都不同，即使输出线路、发电机、电动机的纵联差动保护两侧所用的电流互感器变比相同，其励磁特性和剩磁也不相同，因此正常运行时，总会有不平衡电流

Iunb流过差动继电器。而且会随着一次电流增大，铁芯饱和程度的加深不平

衡电流显著增大。

为减小不平衡电流，需要在电流互感器的结构、铁芯材料等方面才去措施，使一次侧通过脚大的短路电流时铁芯也不至于饱和。D级TA就具有上述性能，它是专门用于纵联差动保护的特殊电流互感器。

3-2、什么叫作保护的最大和最小运行方式，确定最大和最小运行方式时应考虑哪些因素？ 答：当电力系统运行方式和故障类型改变时，短路电流

Ik将随之变化。对每一套保护装置来讲，

通过该保护装置的短路电流为最大的方式称为系统最大运行方式，而短路电流为最小的方式则称为系统最小运行方式。对于不同安装地点的保护装置，应根据网络接线的实际情况选取最大运行方式和最小运行方式，在系统最大运行方式下发生三相短路故障时，通过保护装置的短路电流最大；而在系统最小运行方式下发生两相短路故障时，通过保护装置的短路电流最小。 3-3、在计算无时限电流速断和带时限电流速断保护的动作电流时，为什么不考虑符合的自启动系数和继电器的返回系数？

答：因为无时限电流速断和带时限电流速断保护的整定计算公式中，动作电流

IopKrelIk(3),max使用最大运行方式下三相短路电流来整定，与负荷的自启动电流和返回电流相比较，后者可以忽略不计，因而可以不考虑负荷的自启动系数和继电器返回系数。

3-4、什么叫作线路过电流保护？给出原理接线图，并说明其工作原理与动作过程，掌握动作电流与动作时间的整定计算和灵敏系数校验。说明定时限与反时限过电流保护的特点，并绘出时限配合曲线。

答：过电流保护即电流保护的第Ⅲ段，它是指其动作电流按躲过最大负荷电流来整定，并以时限来保证动作的选择性。它包括定时限过电流保护和反时限过电流保护。

3-5、试述DL-10（20）系列与GL-10（20）系列电流继电器的结构。动作原理以及两种继电器的动作电流和返回电流的意义。

答：DL-10（20）系列电流继电器属于电磁型电流继电器，采用舌片式结构。使继电器动作的最小电流值称为继电器的动作电流，继电器动作后，减小继电器电流，使继电器返回原位的最大返回电流称为继电器的返回电流。

GL-10（20）系列电流继电器属于感应型电流继电器，由两个元件组成，由带延时的感应元件和瞬时动作的电磁元件组成，感应元件的动作电流是指继电器铝盘轴上的蜗杆与扇形齿片咬合时，绕组所通入的最小电流值。使扇形齿片脱离蜗杆返回到原位置的最大电流称为感应系统的返回电流。

3-8、比较电流、电压保护第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的灵敏系数，哪一段保护的灵敏系数最好和保护范围最长？为什么？

答：电流电压保护第Ⅰ段保护其灵敏系数随运行方式变化而变化，灵敏系数和保护范围最小。第Ⅱ段保护其灵敏性有所提高，保护范围延伸到下一级线路的一部分，但当相邻线路阻抗很小时，其灵敏系数也可能达不到要求。第Ⅲ段保护其灵敏系数一般很高，可以保护本级线路全长，并作为相邻线路的远后备保护。

3-9、相间短路电流、电压保护中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段各有什么办法提高其灵敏系数？它为什么可以提高灵敏系数？

答：相间短路电流保护第Ⅰ段的灵敏系数受系统运行方式影响很大，运行方式变化大，则灵敏系数可能不满足要求。可以采用第Ⅱ段保护提高其灵敏系数，但是当相邻线路阻抗很小时，灵敏系数也可能不满足要求。可采用电流电压联锁速断保护提高其灵敏系数，但是当运行方式改变较大时，灵敏系数也要减小。第Ⅲ段的灵敏系数一般能够满足要求，但是在长距离、重负荷的输电线路上时往往不能满足要求。

3-10、如图3-41所示电网中，线路WL1和WL2均装有三段式电流保护，当在线路WL2的首段k点短路时，都有哪些保护启动和动作，跳开哪个断路器？

答：在WL2首段k2点发生短路，三段过流保护都启动，只有保护2动作，跳开2QF。

3-11、如图3-43所示电网中，试指出对6QF电流保护来说，在什么情况下具有最大和最小运行方式？

答：对6QF来说，当变压器T1和变压器T2并联运行时为电网最大运行方式，T1和T2切除一台为电网最小运行方式。

3-12、试说明电流保护整定计算时，所用各种系数作用。 答：

Krel、Kre、Kcon、Kss、Ks,m它们的意义和

Krel为可靠系数，为保证继电保护装置的可靠性；Kre为继电器返回系数，恒小于1，KreKcon为保护中电流互感器的接线系数；Kss为负荷的自启动系数，

越接近于1，继电器越灵敏；

反应尖峰电流作用；

Ks,m为保护装置的灵敏系数。只有满足保护装置要求的灵敏系数，保护装

置才能使用。

3-14、在Yd11接线的变压器后面（△侧）发生两相短路时，装在Y侧的电流保护采用三相完全星形接线与采用不完全星形接线方式其灵敏系数有何不同？为什么采用两相三继电器接线方式就能使其灵敏系数与采用三相完全星形接线相同呢？

答：Yd11接线变压器在△侧发生两相短路（a,b两相短路）时，设变压器电压变比为1，在Y

IAIC侧电流为

12IaIBIa3，3，由此克制采用三相星形接线比采用不完全星形接线灵

敏系数可提高1倍。如采用两相三继电器接线，在中线上的继电器3KA通过电流为

I)Kcon(2I)Kcon(IACaKTAKTA，即与完全星形接线中B相继电器2KA中通过电流值相同，故3与完全星形接线系数相同。

4-1、过电流保护和电流速断保护在什么情况下需要装设方向元件？试举例说明之。

答：在两侧电源辐射形电网或单侧环形电网的情况下，为实现选择性，过电流和电流速断保护应加装方向元件。 4-4、画出功率方向继电器90°接线，分析在采用90°接线时，通常继电器的α角取何值为好？

答：功率方向继电器90°接线：

通常功率方向继电器内角取30°~45°。

4-5、在方向过电流保护中为什么要采用按相启动？

答：在电网中发生不对称短路时，非故障相仍有电流流过，此电流称为非故障相电流，非故障相电流可能使非故障相功率元件发生误动作。采用直流贿赂按相启动接线，将同名各相元件和同名功率方向元件动合触点串联后，分别组成独立的跳闸回路，这样可以消除非故障相电流元件不会动作，所以保护不会误跳闸。

4-6、为什么方向过电流保护在相邻保护间要实现灵敏系数配合？

答：在同方向的保护，它们的灵敏系数应相互配合。方向过电流保护通常作为下一段线路的后备保护，为保证保护装置的选择性，应使第一段线路保护动作电流大于后一段线路保护的动作电流，即沿同一保护方向，保护装置的动作电流，从距离电源最远处逐级增大，这称为与相邻线路保护灵敏系数配合。

4-7、试画出二相式方向过电流保护装置的接线图（原理接线图、展开接线图），并说明方向过电流保护动作电流如何整定？

答：方向过电流保护动作电流按下面三个条件整定：

（1）按多过被保护线路中最大负荷电流

IL，max，即

IopKrelIL,maxKre

（2）按躲过非故障相电流整定：

1）小接地电流电网中，非故障相电流为负荷电流，按上式整定。

I3KIL0，即2）大接地电流电网中，非故障相电流除负荷电流外，还包括故障相电流零序分量

=I3KIIunfL0，动作电流

Iop=KrelIunf

5-2、什么是中性点非直接接地电网？在此种网络中发生单相接地故障时，出现的零序电压和零

序电流有什么特点？它与中性点直接接地电网中，接地故障时出现的零序电压和零序电流在大小、分布及相位上都有什么不同？

答：中性点非直接接地电网是指中性点不接地电网或中性点经消弧线圈接地电网。中性点非直接接地电网中发生单相接地时，故障相对地电压为零，非故障相对地电压增大3倍相电压（设A相接地），中性点N对地电压为

EUNA，这个电压就是零序电压U0，由对称分量法可知

E3I3C0EphU0A。故障相线路流过零序电流为非故障相本身接地电容电流之和0，该零

序电流超前零序电压90°，电容电流方向从母线流向线路，而故障相线路始端流过零序电流为所有非故障相线路接地电容电流之和，或等于接地电流

3I01Ik减去故障相本身对地电容电流，因

此故障线路零序电流方向是从线路流向母线，该零序电流滞后零序电压90°。

对于中性点直接接地电网中发生单相接地时，在故障点出现零序电压，在零序电压作用下，产生零序电流。由于零序电流方向以流向故障点为正方向，零序电压方向以线路指向大地为正方向，则零序电流路径为从接地点流向变压器中性点，再经变压器流向线路。故障点处的零序电压最大，离故障点越远则变压器中性点接地处零序电压越低，甚至为零。 5-3、在中性点直接接地电网中，接地保护有哪些？它们的基本原理是什么？

答：在中性点直接接地电网中，接地保护装置有三段式零序电流保护和三段式方向电流保护。 5-4、为什么零序电流速断保护的保护范围比反应相间短路的电流速断保护的保护范围长而且稳定、灵敏系数高？

答：零序电流速断保护和相间短路电流速断保护都是按被保护线路末端最大短路电流整定，按被保护线路末端最小短路电流校验灵敏系数。而发生单相短路时

3I0,max比三相短路电流

Ik(3),max要

小很多。因此零序电流速断保护动作电流整定一般为0.5~1A，而相间电流速断保护一般为5~7A。由线路零序阻抗

X03.5X1，

所以线路末端接地短路的零序电流差别要比相间短路电流差别大

很多，因此零序电流速断保护范围要大于相间短路电流速断保护范围，单相接地时，故障相电流为3倍零序电流，所以零序电流速断保护灵敏系数高。

相间电流速断保护范围受系统运行方式影响大，而零序电流保护受系统运行方式变化影响小，因此系统运行方式改变时，零序网络参数变动比正需网络小，一方面是线路零序阻抗远比正序、负序阻抗大，另一方面通过对变压器中性点接地方式的合理确定，更可以保证零序网络参数稳定。

5-12、中性点直接接地电网中零序电流保护的时限特性和相间短路电流保护的时限特性有什么不同？为什么？

答：零序电流保护的时限特性与相间电流保护时限特性相同，都是按阶梯原则整定的，但是对于有Yd接线的变压器电网，d侧无零序电流，所以时限起点从Y侧变压器开始至保护安装处，显然比相间短路时从变压器d侧开始至保护安装处时间要短很多，因此零序电流保护动作实现较短。

6-1、什么叫距离保护？它与电流保护的主要区别是什么？

答：距离保护是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据这一距离的远近而确定保护动作实现的一种保护装置。它与电流保护相比优点是在多电源的复杂电网中可以有选择性的切除故障，而且有足够的快速性和灵敏性；缺点是可靠性不如电流保护，距离保护受各种因素的影响，在保护中要采取各种防止这些影响的措施，因此使整套保护装置比较复杂。

6-2、试比较方向阻抗继电器、偏移特性阻抗继电器、全阻抗继电器在构成原则上有什么区别；按绝对值比较方列出它们的特性方程，在R-X复数平面上画出有相同整定阻抗的动作特性圆，进而画出它们的原则性接线图。

答：三种特性圆阻抗继电器在构成原则上是电压形成回路不同，而幅值比较回路和执行回路是相同的。

jX Zset 1Zset 21ZrZset 2Zr 方向阻抗继电器的幅值比较形式的动作阻抗方程为：

O R 11ZsetZrZset22

（a）方向阻抗继电器的动作特性

jX Zo1(Zset1Zset2) 2Zset1 1Zr(Zset1Zset2)

2偏移特性阻抗继电器的幅值比较形式的动作阻抗方程为： R Zr O Zset2 （b）偏移特性阻抗继电器的动作特性

11(Zset1Zset2)Zr(Zset1Zset2) 22

jX Zset Zr O R 全阻抗继电器的幅值比较形式的动作阻抗方程为：

ZsetZr（c）全阻抗继电器的动作特性

6-3、什么叫测量阻抗、动作阻抗、整定阻抗？它们之间有什么不同？ 答：单项式阻抗继电器只输入一个电压

Ur和一个电流Ir，电压与电流的比值

IKTAZZrUrrkKTV（Zk为短路阻抗）

，称为测量阻抗。使距离继电器动作的阻抗称为动作阻

抗

Zop

Zset。对应余弦整定的保护范围的阻抗称为整定阻抗

KIKU，由改变电抗变换器UX一次

侧绕组匝数或改变电压变换器的变比当

KI和KU实现。

ZrZset，阻抗继电器不动作，当ZrZopZset，则阻抗继电器动作。

°°Z860 ΩZ7.230Ω，问

6-4、有一方向阻抗继电器，其整定阻抗为set，若测量阻抗r该继电器能否动作？为什么？

答：根据方向阻抗继电器特性圆，可求出：因为

Zr8242486.92，

ZrZr，Zr落在保护范围外，所以该阻抗继电器不能动作。

6-9、何谓阻抗继电器的0°和30°接线方式？为什么想见距离保护的测量元件常采用0°接线方式？在什么情况下采用 -30°接线？

答：反应相间短路故障阻抗继电器的接线方式有0°接线方式和±30°接线方式。采用线电压和两相电流差的接线方式称为0°接线方式，如接入电压

UUrAB，则接入电流IrIAIB。

采用这种接线方式，当在同一地点发生各种相间短路时，测量阻抗都相等。反应相间短路故障

接线方式也可采用线电压和相电流接线方式，为±30°接线方式。采用这种接线方式，在线路同意地点发生不同类型相间短路故障，不仅测量阻抗数值不同，而且相位也不同。因此，30°接线方式阻抗继电器一般不适用做测量元件而适用做启动元件，在送电端应采用-30°接线方式，在受电端宜采用+30°接线方式接线方式。

6-10、过渡电阻对距离保护Ⅰ段影响大，还是对Ⅱ段影响大，为什么？

答：短路过度电阻可能导致保护不正确动作，过渡电阻越大，对保护影响越大，但由于过渡电

阻一般随短路时间增大而增大，而距离保护第Ⅰ段动作时间很短，故受过渡电阻影响相对较小，而距离保护第Ⅱ段测量阻抗则受过渡电阻影响较大。

6-11、过渡电阻对长线距离保护影响大，还是对短线路距离保护影响大，为什么？

答：过渡电阻对短线距离保护影响大，因为线路长整定阻抗大，相对保护范围大，当过渡电阻R超过R1时短线方向阻抗继电器不能动作，而长线方向阻抗继电器可以动作。当过渡电阻超过R2时，长线阻抗继电器才不能动作，由此可见过渡电阻对短线距离保护影响大。

6-13、电力系统振荡对距离保护有什么影响？哪一种影响最大？

答：电力系统震荡时，系统各点的电流、电压将随线路两侧电源电动势间的角度δ变化而变化，因而系统中各点的测量阻抗也将随角δ发生变化。系统中保护元件和低电压元件可能会误动。由分析可知，电力系统振荡时距离保护中，对全阻抗继电器影响最大 最容易误动。

6-15、试分析说明三种特性圆的阻抗继电器中，哪一种受过渡电阻影响最大？哪一种受系统振荡影响最大？

答：分析全阻抗继电器、方向阻抗继电器和偏移阻抗继电器受过渡电阻影响和受系统振荡影响如下图，图6-6中可以看出方向阻抗继电器受过渡电阻影响最大，从图6-7中可以看出全阻抗继电器受系统振荡影响最大。系统振荡时，M处阻抗继电器的测量阻抗轨迹SQ与阻抗继电器的特性1、2、3相交，在器动作；在

16时全阻抗继电器动作；在25时偏移特性阻抗继电

34时，方向阻抗继电器动作，课件振荡对全阻抗继电器的影响最大。

7-1、分别画出纵差保护在被保护线路外部、内部发生短路故障时的电流分布，并说明去工作原理。

答：图(a)和(b)分别为纵差保护内部故障和外部故障时的电流分布。 从图（a）中可见在正常运行或外部故障时，在理想条件下，差动继电器KD中流过大小相等、方向相反的两个电流相互

II=1(II)=0IrⅠ2Ⅱ2ⅠⅡKTA抵消，即，所以继电器KD不动作。当发生内部故障是，如图

Ik1IrIⅠ2+IⅡ2=(IⅠ+IⅡ)=KTAKTA，当IrIopr,时，继电器动作，将故（b）所示，流入继电器电流为

障线路两端断路器跳开。

7-2、纵差保护中不平衡电流是由于什么原因产生的？不平衡电流在暂态过程中具有哪些特性？它对保护装置有什么影响？

答：不平衡电流是由纵差保护线路两端互感器的励磁特性不完全相同，在短路故障时通过很大一次电流使两个电流互感器的铁芯饱和程度不同，造成TA二次电流差别较大，产生不平衡电流。

不平衡电流在暂态起始段和结束段都不大，最大平衡电流发生在暂态过程中段。因为纵差保护要躲过不平衡电流，不平衡电流过大将使保护装置灵敏性降低。

7-3、在纵差保护中动作电流的整定计算中应考虑哪些因素？为什么？

答：纵差保护动作电流整定要考虑两个因素，即躲过保护区外短路的最大不平衡电流和躲过被保护线路的最大负荷电流。这样可提高纵差保护的灵敏系数。

7-4、为什么纵差保护能保护线路全长？电流保护和距离保护为什么不能实现全线速动保护功能？

答：纵差保护整定动作电流按躲过最大负荷电流和最大不平衡电流整定，故可保护线路全长，电流互感器装在线路两端，两个TA之间的长度是保护范围。电流速断保护和距离保护都存在死区，所以不能实现全线速动保护功能。

8-1、试述高频保护的基本工作原理。高频保护能否单端运行？为什么？

答：高频保护与线路纵差保护原理相似，它是将线路两端的电流相位或功率方向转变为高频信号，然后利用输电线路本身构成高频电流通道将此信号传送到对端，在线路两端保护装置中进行电流相位或功率方向比较。高频保护不反应保护范围外故障，在参数选择上不需要与下一级线路配合，因此，可以达到无时限有选择性地切除内部短路故障。所以高频保护不能单端运行。 8-2、常用高频保护有几种？分别说明它们的工作原理。

答：常用高频保护有高频方向保护、高频距离保护和电流相差保护。其中高频方向保护是根据比较被保护线路两端功率方向的原理构成的；距离高频保护是由距离保护很高频收信机相结合构成的，属于比较式高频保护；电流相差保护是根据比较被保护线路两端相位原理构成的保护。 8-3、高频信号的频率为何取50~300kHz？频率过高或过低有什么影响？

答：电力线载波通道是利用被保护输电线作为高频信号的传输通道，它的载波频率范围为50~300kHz，当频率小于50kHz时，受供电电压干扰大，而各加工设备的构成困难，当频率高于300kHz时，高频能量衰减将大大增加。 8-4、什么叫闭锁信号、允许信号和跳闸信号？ 答：（1）闭锁信号是禁止保护跳闸的信号。当线路发生内部故障时，两端不发生闭锁信号，通道中无闭锁信号，保护作用于跳闸，因此，无闭锁信号是保护跳闸的必要条件。 （2）允许信号是允许保护动作于跳闸的信号。有允许信号是保护跳闸的必要条件。

（3）跳闸信号是线路对端发来的直接使保护动作于跳闸的高频信号。只要收到跳闸信号，不管本端保护是否动作，保护必须启动并动作于跳闸，因此，跳闸信号是保护跳闸的充分条件。 8-5、试述高频通道各构成元件的作用及工作原理。

答：高频通道中主要加工设备有高频阻波器、耦合电容、连接滤波器、高频电缆、保护间隙、接地刀闸、高频收（发）信机。

高频阻波器的作用是防止本线路高频信号电流传递到外线路，是用电感绕组和电容组成并联谐振电路构成。

耦合电容是一高压小容量电容器，它的作用是对工频电流呈现较大阻抗，阻止工频电流侵入高频发信机；对高频电流呈现小阻抗，使高频电流可顺利通过。

连接滤波器是由一个可调空心变压器、电容器组成。连接滤波器与耦合电容共同组成“带通滤波器”，使所需要的高频电流能通过。带通滤波器与线路侧波阻抗相匹配，与高频电缆一侧波阻抗相匹配。避免高频信号电磁波在传送过程中发生反射，因为减小了高频能量的附加损耗。 接地刀闸是当检修连接滤波器和高频收信机时，作为耦合电容接地用，保证人身和设备安全。 高频电缆采用单芯同轴电缆，用来连接收发信机与户外的连接滤波器。这段距离虽然不长，但通过电流频率很高，如采用普通电缆将会引起很大能量衰耗。 保护间隙是高频通道的辅助设备，作过电压保护用。

高频收信机用于接收高频信号，高频发信机用于发送高频信号。

8-6、相差高频保护和高频闭锁方向保护为什么采用两个灵敏系数不同的启动元件？

答：高频闭锁方向保护采用两个灵敏系数不同的启动元件，1KA灵敏系数高，用于启动发信；2KA灵敏系数低，用于启动跳闸回路。采用两个灵敏系数不同的启动元件是为防止外部故障时，故障点的保护端保护感受到情况与内部故障一样，此时主要靠近故障点端保护发出高频信号将远故障点端保护闭锁，防止其误动。

相差高频保护启动元件由负序电流元件KAN和相电流元件KAP组成。负序电流元件有高整定值和低整定值，低整定值元件灵敏系数高，用于启动发信；负序高定值元件灵敏系数低，用于启动比相回路。想电流元件与负序高定值元件、记忆元件一起构成对称短路故障的启动元件。 8-11、试分析高频闭锁方向保护在线路内部和外部短路故障时的工作情况。电力系统发生振荡对高频闭锁方向保护的选择性有影响吗？

答：高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保护线路两端的功率方向，以判断是线路内

部故障或外部故障，采用故障发信方式，并规定线路两端功率从母线流向线路为正，由线路流向母线为负。系统故障时，如功率方向为正，则高频发信机不发信，若功率为负，则高频发信机发信。

电力系统振荡对高频闭锁方向保护的选择性没有影响，因为高频闭锁方向包布采用负序功率方向继电器作为动作元件，负序功率方向继电器能够反应各种故障，因为在对称故障时，最初瞬间也会出现负序分量，所以保护无动作死区，正常情况和故障振荡时都不会误动作。 9-2、自动重合闸的基本类型有哪些？它们分别适用于什么网络？

答：自动重合闸按其功能可分为三种类型，即三相重合闸、单相重合闸和综合重合闸。 （1）110kV及以下电压等级的系统单侧电源线路，一般采用三相一次重合闸。

（2）220kV、110kV及以下电压等级双电源线路用合适方式的三相自动重合闸能满足系统稳定和运行要求的，可采用三相自动重合闸。

（3）330~500kV，一般采用综合重合闸装置。

（4）220kV线路采用各种方式三相自动重合闸不能满足系统稳定和运行要求时，可采用综合重合闸装置。

（5）双电源220kV及以上电压等级的单回路联络线，适合采用单相重合闸。

（6）主要的110kV双电源单回路联络线，采用单相重合闸为电网安全运行效果显著时，可采用单相重合闸。

9-4、电力系统对自动重合闸的基本要求是什么？ 答：电力系统对自动重合闸的基本要求如下： （1）动作迅速；

（2）手动跳闸时不应该重合，手动合闸于故障线路时，继电保护动作使断路器跳闸后，不应重合；

（3）不允许多次重合； （4）动作后自动复归； （5）用不对称原则启动； （6）与继电保护装置配合。

9-5、电力线路为什么要装设自动重合闸装置？

答：在电力线路中瞬时故障约占故障次数的80%~90%，当故障被切除后，电弧熄灭，故障点去游离，绝缘强度恢复到故障前水平，此时若能在线路断路器断开后再进行一次重合闸即可恢复供电，从而提高了供电可靠性，采用自动重合闸，可以快速重合，提高了电力系统的稳定性。 9-8、什么叫重合闸前加速和后加速？为什么高压网络中应采用重合闸后加速的工作方式？ 答：重合闸前加速是指当线路发生短路故障时，第一次由无选择性电流速断保护瞬间切除故障，第二次继电保护动作按有选择性方式切除故障。

自动重合闸后加速是指线路发生短路故障时，继电保护先有选择性的切除故障，然后重合闸，如果是瞬时性故障则合闸成功，恢复供电，如果是永久性故障则第二次无选择性的切除故障，后加速切除故障，缩短了停电时间，提高了供电可靠性。

采用后加速保护，是按继电保护有选择性的切除故障，这与原继电保护方案相同，这时如果重合闸装置出现故障也不会对线路保护造成影响，可以正常工作，如果用前加速，则先按无选择性瞬时跳闸，重合闸 出故障则使线路保护不能正常工作。

9-16、为什么双侧电源AAR的无压检定侧还要增设同步检查继电器KY？

答：如双侧电源一侧只装设无压检定，另一侧装同步检测继电器，则在无压检定一侧断路器重合闸不成功，要连续两次切断短路电流，这样检查无电压一侧断路器工作条件要比检查同步一侧断路器恶劣，为解决这个问题，通常在线路两侧都设同步检定的继电器。另一个原因是当某种原因使检查线路无电压一侧跳闸时，由于对侧断路器在合闸位置，线路上有电压而不能实现

重合。为了解决这个问题，通常在检查电压一侧也投入检查同步的继电器，两者触点并联工作，当线路有电压时，电压继电器触点闭合，检查同步继电器仍能工作，这样便可以将该误跳闸的断路器重新合闸。

9-18、潜供电流的性质和对AAR动作时间有什么影响？

答：当线路故障相两侧断路器跳闸后，由于非故障相与故障相之间存在电容与互感，虽然短路相电压已经被切断，但故障点弧光通道中仍然有一定的电流流过，这个电流称为潜供电流。潜供电流是因为相间电容和互感影响由非故障相向故障点提供的。

由于潜供电流的影响，短路点处电弧不能很快熄灭，弧光通道去游离受到严重阻碍，重合闸只有在故障点电弧熄灭，绝缘强度恢复才能成功，因此，单相重合闸的动作时间必须考虑它们的影响。潜供电流越大，单相重合闸动作时间就越长。一般选择单相重合闸动作时间比三相重合闸时间要长。

10-1、电力变压器的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些？一般应装设哪些保护？

答：变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。内部故障有绕组的相间短路、绕组的匝间短路、直接接地系统侧的接地短路。外部故障有油箱外部绝缘套管、引出线上发生相间短路或一相接地短路。

10-2、差动保护的不平衡电流是怎样产生的？ 答：差动保护时不平衡电流产生的原因有：

（1）变压器正常运行时由励磁电流引起的不平衡电流。 （2）由于变压器各侧电流相位不同引起的不平衡电流。

（3）由于电流互感器计算变比与选用的标准变比不同而引起的不平衡电流。 （4）由变压器调压引起的不平衡电流。

（5）由于各侧电流互感器误差不同引起的不平衡电流。

10-3、变压器励磁涌流有哪些特点？目前差动保护中防止励磁涌流影响的方法有哪些？ 答：变压器励磁涌流具有以下特点：

（1）包含有很大成分的非周期分量，约占基波的60%，涌流偏向时间轴的一侧。 （2）包含有大量的高次谐波，且以二次谐波为主，约占基波30%~40%以上。 （3）波形之间出现间断角α，α可达80°以上。

根据励磁涌流的特点，可采取下列措施防止励磁涌流的影响： （1）采用具有速饱和铁芯的差动继电器。 （2）利用二次谐波制动而躲开励磁涌流。

（3）暗比较波形间断角来鉴别内部故障和励磁涌流的差动保护。

10-5、试述变压器气体保护的基本工作原理，为什么差动保护不能代替气体保护？

答：变压器气体保护的利用在油浸式变压器油箱内发生故障时，由于故障点的局部高温使变压器油温升高油内空气被排出形成上升气泡，若故障点产生电弧，则变压器油和其他绝缘材料分解出大量气体，这些气体自油箱流向油枕上部，故障越严重，产生气体越多，流向油枕气体速度越快。

因为差动保护不能保护所有内部故障，如变压器油面下降，匝间短路等，因此采用气体保护作为变压器主保护。对变压器内部故障全面保护，气体保护接线比差动保护接线简单，灵敏性高。 10-7、变压器后备保护可采取哪些方案？各有什么特点？ 答：变压器相间短路的后备保护可采用： （1）过电流保护。

（2）带低电压的过流保护。动作电流比电流保护动作电流小，因此提高了保护的灵敏性。 （3）复合电压启动的过电流保护。一般用于升压变压器，系统联络变压器及过电流保护灵敏系数达不到要求的降压变压器。

（4）负序电流及单相式低电压启动的过电流保护。可以反映不对称短路和三相短路故障。负序电流保护不对称短路和三相短路故障。负序电流保护的灵敏系数较高，但整定计算复杂，通常用于63MVA及以上升压变压器的保护。

10-8、对变压器中性点可能接地或不接地运行时，为什么要装设两套保护（即零序电流和零序电压保护）？它们是如何配合工作的？

答：变压器中性点接地运行时应采用零序电流保护，而中性点不接地运行时除装设零序电流保护外，还应装设零序电压保护。因为在有部分变压器中性点接地的电网中，当发生保护外部接地故障时，中性点接地的变压器将先被其零序电流保护切除，而中性点不接地的变压器将继续运行，此时可能电网会产生间歇性电弧，产生危及变压器绝缘的过电压，因此，中性点可能接地或不接地的变压器必须安装两套零序保护。

在全绝缘变压器中，若有几台变压器在高压母线上并列运行时，当发生接地故障后，中性点接地运行的变压器由其零序电流保护动作先被切除。当电网失去中性点时，中性点不接地运行变压器由其零序电压保护动作而断开。

在分级绝缘变压器中，若中性点未装设放电间隙，为防止中性点绝缘在工频过电压下损坏，不允许在无接地中心点的情况下带接地故障点运行。因此，当发生接地故障时，应由零序电压保护动作先切除中性点不接地的变压器，然后由零序电流保护动作切除中性点接地的变压器。若中性点只装放电间隙或同时装设避雷器和放电间隙时，当发生单相接地短路时，中性点接地运行的变压器由其零序电流保护动作于切除。若此时高压母线上已没中性点接地的变压器时，中性点将发生过电压，导致放电间隙击穿。中性点不接地运行的变压器将由反映间隙放电电流的零序电流保护瞬时动作切除变压器，如果中性点过电压值不是以使放电间隙击穿，则可有零序电压元件延时0.3~0.5s将中性点不接地运行的变压器切除。