jXjXCA1I?mB2CRgBRUm?RgAZmR

图3-15（a） 单侧电源系统示意图 （b）对不同安装地点的距离保护的影响

3.26 在双侧电源的线路上，保护测量到的过度电阻为什么会呈容性或感性？

答：以图3-16（a）所示的没有助增和外汲双侧电源线路为例，保护安装处测量电压和测量电流的关系表示为 Um?Ik'(Zk?Rg)?Ik''Rg，即 Zm?(Zk?Rg)???????Ik''Ik'??Rg，Rg对测量阻抗的

影响，取决于对侧电源提供的短路电流大小即Ik'、Ik''之间的相位关系，杨浦可能使测量阻抗的实部增大，也有可能使之减小。若再故障前M侧为送端，N侧为受端，则M侧电源电动势的相位超前N侧。这样，在两侧系阻抗的阻抗角相同的情况下，Ik'的相位将超前Ik''，从而

??Ik''Ik'??Rg将具有负的阻抗角，即表现为容性的阻抗，它的存在有可能使总得测量阻抗变小。

反之，若M侧为受端，N侧为送端，则

Ik''Ik'??Rg将具有正的阻抗角，即表现为感性的阻抗，它

??的存在有可能使总得测量阻抗变大。在系统振荡加故障的情况下，Ik'与Ik''之间的相位差可能在0°~360°的范围内变化，如图3-16（b）所示。

jXjXCMA1I?B'k2?kI''?CkNRgBIRgZm1AIk''Ik'??RRgR

图3-16（a）双侧电源系统示意图 （b）对不同安装地点的距离保护的影响

3.27 系统保护及保护配置同题3.23，保护6 的Ⅰ、Ⅱ段都采用方向阻抗特性，在距离保护A母线20?处发生经15?的过度电阻短路，EG1超前EG2相位角0°、30°两种条件下，问保护6 的Ⅰ、Ⅱ段动作情况。

Ⅱ答：由已知得 ZⅠ6.set=24?，Z6.set=32?，又有

Zm?(Zk?Rg)????Ik''Ik'??Rg ， Ik'??EG1?U j80?(15?20)e??????EG2?UIk''?（U为故障点电压），U?(Ik'?Ik'')Rg

(15?10)ej80?7j26.52?j80?44.11e=7/5 所以有 = Z?(20e?15)??15m?5Ik'如图3-17（a）所示，在相位角26.52°上，Ⅱ段的边界值为

1Zd?2?ZⅡ6.setcos(80??25.62?)=19.04<44.11

2测量阻抗Zm将落在保护6的Ⅰ、Ⅱ段动作特性圆的圆外，所以保护6 Ⅰ、Ⅱ段都不的动作。

（1） EG1超前EG2相位角0°时，有

??

Ik''?jXBCZⅡ6.setjXBCZⅡ6.setZⅠ6.setZⅠ6.setZmZdA??

RAZmR

图3-17 （a）动作特性与测量阻抗 （b）动作特性与测量阻抗

（2） EG1超前EG2相位角30°时，有

Ik''?7EG1e?U7(EG1/U)e?j30??17???????，而 ??????55Ik'EG1?U5EG1?U(EG1/U)?1EG2?U?j30???????U?(Ik'?Ik'')Rg?(?????EG1?UEG2?UEG1?UEG1e?U?)R?(?)Rg gj80?j80?j80?j80?35e25e35e25e??????????j30????(EG1/U)?1(EG1/U)e?j30??1j48.76? 1?[?]REG1/U?0.85egj80?j80?35e25e(EG1/U)e?j30??17?=1.53e?j105.79?=-0.42-j1.47 故得 ????5Ik'(EG1/U)?1Ik''???Zm?(Zk?Rg)?Ik''??（20ej80?+15）+（-0.42-j1.47）×15=12.173-j2.354=12.4e?j10.94? 如Rg=

Ik'图（b）所示，由于-10.94°相角方向上的测量阻抗与保护6 的Ⅰ、Ⅱ段动作特性圆没有交

点（除原点外），测量阻抗落在动作特性圆的圆外，所以保护6的Ⅰ、Ⅱ段都不动作。 3.28 什么是距离保护的稳态超越？克服稳态超越影响的措施有哪些？

答：稳态超越是指在区外故障期间测量阻抗稳定地落入动作区的动作现象。见图3-16（a），A处的总测量阻抗可能会因下级线路出口处过渡电阻的影响而减小，严重情况下，可能会使测量阻抗落入其Ⅰ段范围内，造成其Ⅰ段误动作。这种因过渡电阻的存在而导致保护测量阻抗变小，进一步引起保护误动作的现象，称为距离保护的稳态超越。

克服稳态超越影响的措施是:采用能容许较大的过渡电阻而不至于拒动的测量元件。 3.29 什么是距离保护的暂态超越？克服暂态超越影响的措施有哪些？

答:在线路发生短路时，由于各种原因，会使得保护感受到的阻抗值比实际路线的短路阻抗小，使得下一线路出口短路（即区外故障）时，保护出现非选择性动作，即所谓超越。暂态超越则是指在线路故障时，由于暂态分量的存在而造成的保护超越现象。 克服暂态超越影响的措施如下：

（1）清除衰减直流分量影响的直流措施，

主要由两种方法，第一种方法就是采用不受其影响的算法，如解微分方程算法等基于瞬间值模型的算法；第二种方法是采用各种滤波衰减直流分量的算法，到目前为止，数据窗短、运算量小的算法尚在研究中。

（2）消除谐波及高频分量对距离保护影响的措施包括：采用傅是算法能够滤除各种整次谐波，使其基本不受整数次谐波分量的影响；采用半积分算法对谐波也有一定的滤波作用；数字滤波可以方便地滤除整数次谐波，对非整数次谐波也有一定的衰减作用，是消除谐波影响的主要措施。

3.30 串联补偿电容器对距离保护的正确工作有什么影响？如何克服这些影响？

答：在串补电容前和串补电容后发生短路时，短路阻抗将会发生突变，短路阻抗与短路距离的线性关系被破坏，将使距离保护无法正确测量故障距离。 减少串补电容影响的措施通常有以下几种： （1）用直线型动作特性克服反方向误动；

（2）用负序功率方向元件闭锁误动的距离保护；

（3）选取故障前的记忆电压为参考电压来克服串补电容的影响； （4）通过整定计算来减小串补电容的影响。 3.31 用故障分量构成继电保护有什么有点？

答：工频故障分量的距离保护具有如下几个特点。

（1）继电器以电力系统故障引起的故障分量电压电流为测量信号，不反应故障前的负荷量和系统振荡，动作性能不受非故障状态的影响，无需加振荡闭锁。

（2） 继电器仅反应故障分量的工频稳态量，不反应其暂态的分量，动作性能较为稳定； （3）继电器的动作判据简单，因而实现方便，动作速度较快；

（4）具有明确的方向性，因而既可以作为距离元件，又可作为方向元件使用； （5）继电器本身具有较好的选相能力。 3.32 什么是工频故障分量？如何求得？

答：当电力系统发生金属性短路时，可以分解为非故障状态和附加故障状态；系统在非故障状态下运行，电压电流中没有故障分量。系统故障时，相当于系统故障附加状态突然接入，这时出现?u和?i的电压、电流故障分量；在?u和?i中，既包括了系统短路引起的工频的电流电压的变化分量，还包括短路引起的故障暂态分量；我们称工频电压、电流的变化量为工频故障分量。由图3-18所示的附加故障状态的电路图可以得

???Ek?I? ?U???IZs。

Zs?ZK???iZskZkt=0?Ek

??u图3-18所示的附加故障状态的电路图

3.33 简述工频故障分量距离继电器的工作原理。

答：在图3-18中，保护安装处的工频故障分量电压为与正常运行时该点电压大小相同、方

???Ek向相反的电动势，工频故障分量电流可以表示为 ?I? ,?U???IZs。取工频故

Zs?ZK??障分量距离元件的工作电压为 ?Uop??U??IgZset???I(Zs?Zset)。式中，Zset为保护的整定阻抗，一般取为线路正序阻抗的80%~85%。比较工作电压?Uop 与故障附加状态下短路

[0]点电压大小，即比较工作电压与非故障状态下短路电压的大小 Uk 就能够区分内、外的故

[0]障。工频故障分量距离元件的动作判据可以表示为 |?Uop|≥Uk，满足该式判定为区内故

?????障，保护动作；不满足该式，判定为区外故障，保护不动作。

4 输电线路纵联保护

4.1纵联保护依据的最基本原理是什么？

答：纵联保护包括纵联比较式保护和纵联差动保护两大类，它是利用线路两端电气量在故障与非故障时、区内故障与区外故障时的特征差异构成保护的。纵联保护的基本原理是通过通信设施将两侧的保护装置联系起来，使每一侧的保护装置不仅反应其安装点的电气量，而且哈反应线路对侧另一保护安装处的电气量。通过对线路两侧电气量的比较和判断，可以快速、可靠地区分本线路内部任意点的短路与外部短路，达到有选择、快速切除全线路短路的目的。

纵联比较式保护通过比较线路两端故障功率方向或故障距离来区分区内故障与区外故障，当线路两侧的正方向元件或距离元件都动作时，判断为区内故障，保护立即动作跳闸；当任意一侧的正方向元件或距离元件不动作时，就判断为区外故障，两侧的保护都不跳闸。

纵联差动保护通过直接比较线路两端的电流或电流相位来判断是区内故障还是区外故障，在线路两侧均选定电流参考方向由母线指向被保护线路的情况下，区外故障时线路两侧电流大小相等，相位相反，其相量和或瞬时值之和都等于零；而在区内故障时，两侧电流相位基本一致，其相量和或瞬时值之和都等于故障点的故障电流，量值很大。所以通过检测两侧的电流的相量和或瞬时值之和，就可以区分区内故障与区外故障，区内故障时无需任何延时，立即跳闸；区外故障，可靠闭锁两侧保护，使之均不动作跳闸。 4.2纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么？

答：纵联保护与阶段式保护的根本差别在于，阶段式保护仅检测、反应保护安装处一端的电气量，其无延时的速动段（即第Ⅰ段）不能保护全长，只能保护线路的一部分，另一部分则需要依靠带有一定延时的第Ⅱ段来保护；而纵联保护通过通信联系，同时反应被保护线路两

端的电气量，无需延时配合就能够区分出区内故障与区外故障，因而可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。

4.5通道传输的信号种类、通道的工作方式有哪些？

答：在纵联比较式保护中，通道中传送的信号有三类，即闭锁信号、允许信号和跳闸信号。在纵联电流差动保护中，通道中传送的是线路两端电流的信息，可以是用幅值、相角或实部、虚部表示的相量值，也可以是采样得到的离散值。在纵联电流相位差动保护中，通道中传送的是表示两端电流瞬时值为正（或负）的相位信息，例如，瞬时值为正半周时有高频信息，瞬时值为负半周时无高频信息，检测线路上有高频信息的时间，可以比较线路两端电流的相位。不同的通道有不同的工作方式，对于载波通道而言，有三种工作方式，即正常无高频电流方式、正常有高频电流方式和移频方式。对于光纤及微波通道，取决于具体的通信协议形式。

4.12输电线路纵联电流差动保护在系统振荡、非全相运行期间，会否误动，为什么？ 答：系统振荡时，线路两侧通过同一个电流，与正常运行及外部故障时的情况一样，差动电流为量值较小的不平衡电流，制动电流较大，选取适当的制动特性，就会保证不误动作。非全相运行时，线路两侧的电流也为同一个电流，电流纵联差动保护也不误动作。

4.14为什么纵联电流差动保护要求两侧测量和计算的严格同步，而方向比较式纵联差动保护原理则无两侧同步的要求？

4.20什么是闭锁角，由什么决定其大小，为什么保护必须考虑闭锁角，闭锁角的大小对保护有何影响？

4.21什么是相继动作，为什么会出现相继动作，出现相继动作对电力系统有何影响？ 答：在输电线路保护中，一侧保护先动作跳闸后，另一侧保护才能动作的现象称为相继动作。 随着被保护线路的增长，为了保证区外故障时不误动作，要求保护的闭锁角增大，从而使动作区域变小，内部故障时有可能进入保护的不动作区。由于在内部故障时高频信号的传输延时对于电流相位超前侧和滞后侧的影响是不同的，对于滞后的N侧来说，超前侧M发出的高频信号经传输延迟后，相当于使两者之间的相位差缩小，高频信号的间断角加大，有利于其动作，所以N侧是可以动作的；但对于超前的M侧来说，N侧发来的信号经延时后相对于加大了两侧电流的相位差，使M侧感受到的高频信号的间断角变得更小，有可能小于整定的闭锁角，从而导致不动作。为解决M端不能跳闸问题，当N侧跳闸后，停止发高频信号，M侧只能收到自己发的高频信号，间隔180°，满足跳闸条件随之跳闸。出现相继动作后，保护相继动作的一端故障切除的时间变慢。 5.2何为瞬时性故障，何谓永久性故障？

答:当故障发生并切除故障后，经过一定延时故障点绝缘强度恢复、故障点消失，若把断开的线路断路器再合上就能够恢复正常的供电，则称这类故障是瞬时性故障。如果故障不能自动消失，延时后故障点依然存在，则称这类故障是永久性故障。

5.3在超高压电网中使用三相重合为什么要考虑两侧电源的同期问题，使用单项重合闸是否需要考虑同期问题？

答：三项重合闸时，无论什么故障均要切除三项故障，当系统网架结构薄弱时，两侧电源在断路器跳闸以后可能失去同步，因此需要考虑两侧电源同期问题；单相故障时只跳单相，使两侧电源之间仍然保持两相运行，一般是同步的；因此，单相重合闸一般不考虑同期问题。 5.5如果必须考虑同期合闸，重合闸是否必须装检同期元件?

答：如果必须考虑同期合闸，也不一定必须装检同期元件。当电力系统之间联系紧密(具有三个以上的回路)，系统的结构保证线路两侧不会失步，或当两侧电源有双回路联系时，可以采用检查另一线路是否有电流来判断两侧电源是否失去同步。 5.12什么是重合闸前加速保护？