電力線路高頻通信通道 繼電保護第四章課后習題參考答案.doc
繼電保護第四章課后習題參考答案縱聯保護依據的最基本原理是什么？答：縱聯保護包括縱聯比較式保護和縱聯差動保護兩大類，它是利用線路兩端電氣量在故障與非故障時、區內故障與區外故障時的特征差異構成保護的?？v聯保護的基本原理是通過通信設施將兩側的保護裝置聯系起來，使每一側的保護裝置不僅反應其安裝點的電氣量，而且哈反應線路對側另一保護安裝處的電氣量。通過對線路兩側電氣量的比較和判斷，可以快速、可靠地區分本線路內部任意點的短路與外部短路，達到有選擇、快速切除全線路短路的目的?？v聯比較式保護通過比較線路兩端故障功率方向或故障距離來區分區內故障與區外故障，當線路兩側的正方向元件或距離元件都動作時，判斷為區內故障，保護立即動作跳閘；當任意一側的正方向元件或距離元件不動作時，就判斷為區外故障，兩側的保護都不跳閘?？v聯差動保護通過直接比較線路兩端的電流或電流相位來判斷是區內故障還是區外故障，在線路兩側均選定電流參考方向由母線指向被保護線路的情況下，區外故障時線路兩側電流大小相等，相位相反，其相量和或瞬時值之和都等于零；而在區內故障時，兩側電流相位基本一致，其相量和或瞬時值之和都等于故障點的故障電流，量值很大。所以通過檢測兩側的電流的相量和或瞬時值之和，就可以區分區內故障與區外故障，區內故障時無需任何延時，立即跳閘；區外故障，可靠閉鎖兩側保護，使之均不動作跳閘。
4.7圖4—30所示系統，線路全部配置閉鎖式方向比較縱聯保護，分答：當短路發生在B—C線路的K處時，保護2、5的功率方向為負，閉鎖信號持續存在，線路A—B上保護1、2被保護2的閉鎖信號閉鎖，線路A兩側均不跳閘；保護5的閉鎖信號將C—D線路上保護5、6閉鎖電力線路高頻通信通道，非故障線路保護不跳閘。故障線路B—C上保護3、4功率方向全為正，均停發閉鎖信號，它們判定有正方向故障且沒有收到閉鎖信號，所以會立即動作跳閘，線路答：根據閉鎖式方向縱聯保護，功率方向為負的一側發閉鎖信號，跳閘條件是本端保護元件動作，同時無閉鎖信號。1保護本端元件動作，但有閉鎖信號，故不動作；2保護本端元件不動作，收到本端閉鎖信號，故不動作；3護本端元件動作，無閉鎖信號，故動作；4保護本端元件動作，無閉鎖信號，故動作；5護本端元件不動作，收到本端閉鎖信號，故不動作；6保護本端元件動作，但有閉鎖信號，故不動作。4.10圖4—30所示系統，線路全部配置閉鎖式方向比較縱聯保護，在線路通道同時故障，保護將會出現何種情況？靠什么保護動作切除故障？答：在圖4—30所示系統中K點短路時電力線路高頻通信通道，保護2、5的功率方向為負，其余保護的功率方向全為正。3、4之間停發閉鎖信號，5處保護向6閉鎖信號，2處保護向1處發閉鎖信號。
由于3、4停發閉鎖信號且功率方向為正，滿足跳閘條件，因此B—C通道的故障將不會阻止保護3、4閘，這正是采用閉鎖式保護的優點。C—D通道正常，其線路上保護5發出的閉鎖信號將保護6閉鎖，非故障線路C—D上保護不跳閘。2處保護判定為反方向不滿足跳閘條件，并且發閉鎖信號，由于A—B通道故障，2護發出的閉鎖信號可能無法傳到1處，而保護1功率方向為正，將會導致處的保護誤動作；不過非故障線路的載波通道故障率遠遠低于故障線路，這也是廣泛采用閉鎖式載波縱聯保護的原因。4.12輸電線路縱聯電流差動保護在系統振蕩、非全相運行期間，會否誤動，為什么？答：系統振蕩時，線路兩側通過同一個電流，與正常運行及外部故障時的情況一樣，差動電流為量值較小的不平衡電流114移動站，制動電流較大，選取適當的制動特性，就會保證不誤動作。非全相運行時，線路兩側的電流也為同一個電流，電流縱聯差動保護也不誤動作。4.16根據圖1說明為什么要采用帶有制動作用的差動特性而不選擇不帶制動線圈的電流差動繼電器特性，它根據什么條件選定？unb,答：不帶制動線圈的電流差動繼電器，其動作電流必須躲過外部短路時最大不平衡電流進行整定，這相當于按照最極端、最嚴重的情況來整定繼電器。
如圖1中直線所示的Iop1，該數值很大，所以繼電器的動作值也很大，這樣雖然能夠保證區外故障時不誤動作（安全性），但同時大大犧牲了內部故障時的靈敏度。采用制動特性后，可使繼電器的動作電流隨著實際不平衡電流（如圖1中的曲線）的增大而自動增大，當不平衡電流達到其最大值時，使繼電器的動作電流與沒有制動的情況下一致，從而可以保證這時繼電器不會誤動。不平衡電流減小時，動作值也降低，但始終大于不平衡電流，如圖1中的折線?？梢?，無論不平衡電流大還是小，差動保護都不會誤動。由于動作電流不再始終為最大值，在內部短路特性不變的情況下（如圖1中的直線），可使靈敏度大為提高。如圖1所示，無制動特性時短路電流必須超過a點時才能制動，而有制動后，在不降低外部短路安全性的前提下，只要內部短路的電流跨越b點，就能夠可靠動作。設置制動特性后，電流差動繼電器的動作表達式為?I?Imn?KIm?In?Iop0，動作電流不是恒定值，而是隨制動電流的變化而變化的。4.18試述電流相位縱聯差動保護原理比縱聯電流差動保護原理的優缺點，實現技術要求方面的優缺點。答：電流相位縱聯差動保護是依據兩端電流相位的差異來甄別區內、外故障的。在輸電線路正常運行及外部故障時，流過線路兩端的電流為同一個電流，在電流參考方向均由母線指向被保護線路的情況下，兩側電流的相位相反，即相位差為180；而在線路內部故障時，兩側電源均向故障點提供短路電流，所以兩端電流的相位差取決于兩端電動勢的相位差，一般不超過100。
電流相位縱聯差動保護由于僅需要比較兩端電流的相位信息，動作情況與電流的大小無關，在模擬式保護中實現較為方便，并且受TA飽和的影響稍??；其缺點是兩端電流的相位受分布電容的影響較大，閉鎖角整定比較困難，閉鎖角過大可能導致內部三相短路時拒動作，而過小時又有可能導致正?；蛲獠抗收锨闆r下誤動作?？v聯電流差動保護既比較線路兩側電流的大小，又比較電流的相位，即進行相量比較或瞬時值比較。由于利用了電流的全部信息，并可以采取比率制動等措施，它在可靠性和靈敏性等方面均優于電流相位縱聯差動保護。此外由于縱聯電流差動保護可以分相構成，具有天然的選相能力，因此不必與選相元件配合，簡化了邏輯，提高了可靠性。但與電流相位縱聯差動保護相比，縱聯電流差動保護實現較為復雜電力線路高頻通信通道 繼電保護第四章課后習題參考答案.doc，受TA飽和、斷線的影響也比較大?？v聯電流差動保護動作性能同樣會受到輸電線路分布電容的影響，必須采取補償措施來消除其影響。在實現技術方面，電流相位縱聯差動保護僅比較線路兩側電流的相位，可以采用高頻載波通道中高頻信號的“有”和“無”來分別代表電流相位的“正”和“負”，實現比較簡單，可以用模擬的方法，用操作電流對高頻信號進行調制?？v聯電流差動保護既比較大小，又比較電流相位，信息交互量較大，載波通道難以滿足要求，對電流瞬時值或相量的采集和計算必須借用數字的方法，并且要求兩端采樣必須同步，所以實現起來比較困難。
4.20什么是閉鎖角，由什么決定其大小，為什么必須考慮閉鎖角，閉 鎖角的大小對保護有何影響？ 答：在理想情況下，外部短路時，線路兩側電流的相位相反（兩側電 流的參考方向均由母線指向被保護線路），在采用操作電流正半波發信的 調制方式下，線路兩端的發信機交替發信，高頻通道中持續有高頻信號； 內部短路時兩側電流的相位基本相同，兩側幾乎是同時在正半波發信，負 半波停止發信，所以高頻通道中僅有持續的高頻信號，相差高頻保護就是 通過判斷高頻通道中高頻信號是否間斷來區分內、外部故障的。高頻信號 連續，判斷為外部故障，將線路兩端的保護閉鎖，均不跳閘；高頻信號間 斷，判斷為內部故障，兩側保護快速跳閘。 在實際情況下，由于互感器誤差、線路分布電容、高頻信號傳遞時間 等原因，區外故障時兩側的收信機收到的高頻信號不連續，會出現一定的 間斷，有可能造成保護的誤動，因此應找出外部故障時出現的最大間斷角， 并進行閉鎖，這個角就叫做閉鎖角，表示為?b。當高頻信號的間斷時間對 應的電氣角度小于閉鎖角 時，就判斷為區外故障，可靠將兩側保護閉鎖，而當高頻信號間斷的 角度大于閉鎖角時，才認為是內部故障，保護才動作跳閘。 閉鎖角應按照躲過區外故障時可能出現的最大間斷角來整定，最大間 斷角主要由互感器的角度誤差、序電流濾序器產生的角度誤差、線路電容 電流引起的角度誤差、高頻信號沿線傳輸需要的延時等因素決定。
電流互 感器兩側二次電流的最大誤差不超過7；經保護裝置中的濾序器及發信 操作回路的角度誤差兩側不超過15；高頻信號在輸電線路上傳播，其速 度近似為3?108ms，傳輸的線路長 度與等值的工頻角延遲為 隔角最小為180?(7? ?b?7?15?15?l?6?。因而外部短路時兩側收到的高頻電流之間的間 100l 時，保護不應動作，所以要選擇保護的閉鎖角?6?)100l?6?，即 100 100?b?7?15?一般裕度角?y 取15，可見線路越長閉鎖角越大。 閉鎖角越大，外部短路時的安全性越高，越不容易產生誤動，對提高 保護的 可靠性有利，但內部短路時有可能產生拒動。 4.21 什么是相繼動作？為什么會出現相繼動作，出現相繼動作對電力 系統有何 影響？ 答：在輸電線路保護中，一側保護先動作后跳閘，另一側保護才能動 現象，稱為相繼動作。隨著被保護線路的增長，為了保證區外故障時不誤動作，要求保護的 閉鎖角 增大，從而使動作區域變小，內部故障時有可能進入保護的不動作區。 由于在內 部故障時高頻信號的傳輸延時對于電流相位超前側和滯后側影響是 不同的，對于 滯后的N 側來說，超前側M 發出的高頻信號經傳輸延遲后，相當于 使兩者之間 的相位差縮小，高頻信號的間斷角增大，有利于其動作，所以N 可以動作的；但對于超前的M 側來說，N 側發來的信號經延時后相對于加大了 兩側電流 的相位差，使M 側感受到的高頻信號的間斷角變得更小，有可能小于 鎖角，從而導致不動作。
為解決M端不能跳閘問題，當N 側跳閘后， 停止發高 頻信號，M 側只能收到自己發出的高頻信號，間隔180，滿足跳閘 條件隨之也 跳閘。出現相繼動作后，保護相繼動作的一端故障切除的時間變慢。 4.2 縱聯保護與階段式保護的根本差別是什么？ 答：縱聯保護與階段式保護的根本差別在于，階段式保護僅檢測、反 應保護安裝處一端的電氣量，其無延時的速動段（即第段）不能保護全
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