电力系统继电保护部分参考答案 褚晓瑞

点。

(3)间断角鉴别的方法。励磁涌流的波形中会出现间断角。而变压器内部故障时流入差动继电器的稳态差电流是正弦波，不会出现间断角。间断角鉴别的方法就是利用这个特征鉴别励磁涌流和故障电流，即通过检测差电流波形是否存在间断角，当间断角大于整定值时将差动保护闭锁。

间断角原理由于采用按相闭锁的方法，在变压器合闸于内部故障时，能够快速动作。这是比二次谐波制动(三相或门制动)方法优越的地方。对于其他内部故障，暂态高次谐波分量会使电流波形畸变(微分后畸变更加严重)。波形畸变一般不会产生“间断角”， 但会影响电流的波宽。若波形畸变很严重导致波宽小于整定值(140。)，差动保护也将被暂时闭锁而造成动作延缓。显然，造成保护动作延缓的因素，二次谐波制动与间断角原理是有差异的。

6.9与低电压启动的过电流保护相比，复合电压启动的过电流保护为什么能够提高灵敏度？

答：复合电压启动时的过电流保护将原来的三个低电压继电器改由一个负序过电压继电器U2〉（电压继电器接于负序电压滤过器上）和一个接于线电压上的低电压继电器U〈组成。由于发生各种不对称故障时，都能出现负序电压，故负序过电压继电器U2〉作为不对称故障的电压保护，而低电压继电器U〈则作为三相短路故障时的电压保护。过电流继电器和低电压继电器的整定原则与低电压启动过电流保护相同。负序过电压继电器的动作电压按躲过正常运行时的负序滤过器出现的最大不平衡电压来整定，通常取

U2.set=（0.06~0.12）UN

该定值较小，使负序电压继电器动作的灵敏度远大于低电压继电器，所以，

复合电压启动过电流保护在不对称故障时电压继电器的灵敏度高。

6.10零序电流保护为什么在各段中均设两个时限？

答：在变压器零序电流保护中，要考虑缩小故障影响范围的问题。每段零序电流可设两个时限，并以较短的时限动作于缩小故障影响范围（跳母联等），以较长的时限断开变压器各侧断路器。

6.11多台变压器并联运行时，全绝缘变压器和分级绝缘变压器对接地保护的要求有何区别？

答：全绝缘变压器在中性点处能够承受与引出线处一样的对地电压，所以在所连接的系统发生单相接地同时又变为中性点不接地时，其自身的绝缘强度可以承受这种过电压，但此时产生的零序过电压会危及其他电力设备的绝缘，必须装设零序电压保护。零序电压保护的动作电压要躲过在部分中性点接地的电网中发生单相接地时，保护安装处可能出现的最大零序电压；同时要在发生单相接地且失去接地中性点时有足够的灵敏度。

分级绝缘变压器是利用设置在变压器中性点放电间隙上的零序电流元件来检测，当中性点电压超过允许的电压时，间隙放电，检测到放电电流后迅速切除变压器。放电间隙此设施因气象条件、连续放电的次数都可能会出现该动作而确邑动作的情况，因此还需装设零序电压元件，作为间隙不能放电时的后备，动作于切除变压器，动作电压和时限的整定方法与全绝缘变压器的零序电压保护相同。

第7章 发电机保护习题参考答案

7.1 简述发电机保护的配置。

答：针对以上故障类型及不正常运行状态，发电机应装设以下继电保护装置。 （1）对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵差动保护。

（2）对直接连于母线的发电机定子绕组单相接地故障，当单相接地故障电流（不考虑消

弧线圈的补偿作用）大于表7.1规定的允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。

表7.1 发电机定子绕组单相接地故障电流允许值

发电机额定电压 （kV） 发电机额定容量 接地电容电流允 （MW） 许值 （A） 6.3 10.5 汽轮发电机 水轮发电机 13.8～15.75 汽轮发电机 水轮发电机 18～20 * 对氢冷发电机为2.5.。

对于发电机—变压器组，对容量在100MW以下的发电机，应装设保护区不小于定子绕组串联匝数90%的定子接地保护，对容量在100MW及以上的发电机，应装设保护区为100%的定子接地保护，保护带时限动作于信号，必要时也可以动作于切机。

<50 50～100 10～100 125～200 40～225 300～600 1 2* 4 3 （3）对于发电机定子绕组的匝间短路，当定子绕组星形接线、每相有并联分支且中性点侧有分支引出端时，应装设横差保护；200MW及以上的发电机有条件时可装设双重化横差 保护。

（4）对于发电机外部短路引起的过电流，可采用下列保护方式： 1）过电流保护，用于1MW及以下的小型发电机； 2）带电流记忆的低压过流保护，用于自并励发电机。

3）复合电压(包括负序电压及线电压)启动的过电流保护，一般用于1MW以上的发电机；

4）负序过电流及单元件低电压启动过电流保护，一般用于50MW及以上的发电机；

（5）对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一般在50MW及以上

的发电机上装设负序过电流保护。

（6）对于由对称负序引起的发电机定子绕组过电流，应装设接于一相电流的过负荷保护。

（7）对于水轮发电机定子绕组过电压，应装设带延时的过电压保护。 （8）对于发电机励磁回路的一点接地故障，对1MW及以下的小型发电机可装设定期检测装置；对1MW以上的发电机应装设专用的励磁回路一点接地保护。 （9）对于发电机励磁消失故障，在发电机不允许失磁运行时，应在自动灭磁开关断开时连锁断开发电机的断路器；对采用半导体励磁以及100MW及以上采用电机励磁的发电机，

应增设直接反应发电机失磁时电气参数变化的专用失磁保护。

（10）对于转子回路的过负荷，在100MW及以上，并且采用半导体励磁系统的发电机

上，应装设转子过负荷保护。

（11）对于汽轮发电机主汽门突然关闭而出现的发电机变电动机运行的异常运行方式，为防止损坏汽轮机，对200MW及以上的大容量汽轮发电机宜装设逆功率保护；对于燃气轮发电机，应装设逆功率保护。

（12）对于300MW及以上的发电机，应装设过励磁保护。

（13）其他保护：如当电力系统振荡影响机组安全运行时，在300MW机组上，宜装设失步保护；当汽轮机低频运行会造成机械振动，叶片损伤，对汽轮机危害极大时，可装设低频保护；当水冷发电机断水时，可装设断水保护等。

7.5 简述发电机纵差动保护和横差动保护特点。

答：发电机纵差动保护是反应发电机内部相问短路的主保护，能快速而灵敏地切除保护范围内部相问短路故障，同时又保证在正常运行及外部故障时动作的选择性和工作的可靠性。但完全纵差保护不能反应匝间短路故障。

横差动保护适用于具有多分支的定子绕组且有两个中性点引出端子的发电机，能反应定子绕组匝间短路、分支线棒开焊及机内绕组相问短路。

7.6 简述发电机定子单相接地保护重要性。

答：发电机容易发生绕组线棒和定子铁芯之间绝缘的破坏，因此发生单相接地故障的比例很高，约占定子故障的70％～80％。由于大型发电机组定子绕组对地电容较大，当发电机端附近发生接地故障时，故障点的电容电流比较大，影响发电机的安全运行；同时由于接地故障的存在，会引起非接地相对地电压升高

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