2024年電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)

第一部分電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)

電力系統(tǒng)：由發(fā)電電廠中的電氣部分，變電站，輸配電線路，用電設(shè)備等組成的統(tǒng)一體：它包括發(fā)電機(jī)、

變壓器、線路、用電設(shè)備以及相應(yīng)的通信，安全自動(dòng)裝置，繼電保護(hù)，調(diào)調(diào)自動(dòng)化設(shè)備等。

電力系統(tǒng)運(yùn)行有如下特點(diǎn)：

1、電能的生產(chǎn)，輸送和使用必須同時(shí)進(jìn)行。

2、與生產(chǎn)及人們的生活密切相關(guān)。

3、暫態(tài)進(jìn)程非常短，一個(gè)正常運(yùn)行的系統(tǒng)可能在幾分鐘，甚致幾秒鐘內(nèi)瓦解。

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用。

電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能由于以下原因，發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)。

1、外部原因：雷擊，大風(fēng)，地震造成的倒桿，絕緣子污穢造成污閃，線路覆冰造成冰閃。

2、內(nèi)部原因：設(shè)備絕緣損壞，老化。

3、系統(tǒng)中運(yùn)行人員誤操作。

電力系統(tǒng)故障的類型：

1、單相接地故障D（1）

2、兩相接地故障D（l.1）

3、兩相短路故障D（2）

4、三相短路故障D（3）

5線路斷線故障

以上故障單獨(dú)發(fā)生為簡單故障。在不同地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生兩個(gè)或以上稱為復(fù)故障。

電力系統(tǒng)短路故障的后果：

1、短路電流在短路點(diǎn)引起電弧燒壞電氣設(shè)備。

2、造成部分地區(qū)電壓下降。

3、使系統(tǒng)電氣設(shè)備，通過短路電流造成熱效應(yīng)和電動(dòng)力。

4、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性被破壞，可能引起振蕩，甚至鮮列。

不正常工作狀態(tài)有：電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的正常工作遭到破壞，但未發(fā)展成故障。

不正常工作狀態(tài)有：

1）電力設(shè)備過負(fù)荷，如：發(fā)電機(jī)，變壓器線路過負(fù)荷。

2）電力系統(tǒng)過電壓。

3）電力系統(tǒng)振蕩。

4）電力系統(tǒng)低頻，低壓。

電力系統(tǒng)事故：電力系統(tǒng)中，故障和不正常工作狀態(tài)均可能引起系統(tǒng)事故，即系統(tǒng)全部或部分設(shè)備正常

運(yùn)行遭到破壞，對用戶非計(jì)劃停電、少送電、電能質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)（頻率，電壓，波形）、設(shè)備損壞等。

繼電保護(hù)的作用，就檢測電力系統(tǒng)中各電氣設(shè)備的故障和不正常工作狀態(tài)的信息，并作相應(yīng)處理。

繼電保護(hù)的基本任務(wù)：

1）將故障設(shè)備從運(yùn)行系統(tǒng)中切除，保證系統(tǒng)中非故障設(shè)備正常運(yùn)行。

2）發(fā)生告警信號(hào)通知運(yùn)行值班人員，系統(tǒng)不正常工作狀態(tài)已發(fā)生或自動(dòng)調(diào)整使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的基本要求（四性）

1）選擇性：電力系統(tǒng)故障時(shí)，使停電范圍最小的切除故障的方式。

2）快速性：電力系統(tǒng)故障對設(shè)備、人身、系統(tǒng)穩(wěn)定的影響與故障的持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)，故障持續(xù)時(shí)間

越長，設(shè)備損壞越嚴(yán)重；對系統(tǒng)影響也越大。因此，要求繼電保護(hù)快速的切除故障。

材料

電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)快速性的要求與電網(wǎng)的電壓等級(jí)有關(guān)。

35kV及以下保護(hù)動(dòng)作時(shí)間工段60-80ms

114kV工段40-60ms

220kV高頻保護(hù)20-40nls

500kV20-40ms

快速切除故障，可提高重合閘成功率，提高線路的輸送容量。

3）靈敏性：繼電保護(hù)裝置在它的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)的反應(yīng)能力（各種運(yùn)行方式，

最大運(yùn)行方式，最小運(yùn)行方式），故障時(shí)通人保護(hù)裝置的故障量與保護(hù)裝置的整定值之比，稱為保護(hù)裝置的

靈敏度。

4）可靠性：

①保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置可靠動(dòng)作切除故障,不拒動(dòng)。

②保護(hù)范圍外發(fā)生故障和正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)可靠閉鎖,不誤動(dòng)。

在保護(hù)四性中：重要的是可靠性，關(guān)鍵是選擇性，靈敏性按規(guī)程要求,快速性按系統(tǒng)要求。

常用的名詞解釋：

主保護(hù)：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全的要求，能以最快的速度有選擇性的切除電力設(shè)備及輸電線路故障的

保護(hù)。

對于220kV以上線路，要求主保護(hù)全線速動(dòng)，則其主保護(hù)為高頻方向，高頻距離，光纖差動(dòng)，距離保護(hù)不

是主保護(hù).

后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來切除故障的保護(hù).后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)。

近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由本線路其它保護(hù)或本電力設(shè)備其它保護(hù)切除故障，當(dāng)開關(guān)失

靈時(shí)，由開關(guān)失靈保護(hù)切除故障。

遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰線路保護(hù)切除故障.

輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能，或當(dāng)主保護(hù)，后備保護(hù)退運(yùn)行時(shí)而增設(shè)的保護(hù)。

如：一個(gè)半開關(guān)接線的短線保護(hù)，運(yùn)方跳閘保護(hù)，過電壓保護(hù)，

異常運(yùn)行保護(hù)：反應(yīng)被保護(hù)線路和設(shè)備異常運(yùn)行狀態(tài)的保護(hù)。

如：過負(fù)荷、過壓力磁振蕩鮮列，低周減負(fù)荷等。

振蕩鮮列裝置：當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)發(fā)生振蕩，將兩系統(tǒng)分開的裝置。

第二部分500kV變電站繼電保護(hù)的配置

一、500kV變電站的特點(diǎn)

1）容量大。一般裝750MVA主變1-3臺(tái)，容量為220kV變電站5-8倍。

2）出線回路數(shù)多一般：500kV出線4-10回220kV出線6-14回

3）低壓側(cè)裝大容量的無功補(bǔ)償裝置（2X120MAR）

4）在電力系統(tǒng)中一般都是電力輸送的樞紐變電站。其地位重要，變電站的事故或故障將直接影響主網(wǎng)

的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5）500kV系統(tǒng)容量大，單機(jī)容量大，（30萬千瓦、70萬千瓦）機(jī)組，短路電流倍數(shù)增加，500kV線路采用4

分裂異線4X300mm。導(dǎo)線電阻小，一次系統(tǒng)時(shí)常（50-200ms）。保護(hù)必須工作在暫態(tài)過程中，需用暫態(tài)CT。

6）500kV變電站。電壓高、電流大、電磁場強(qiáng)、電磁干擾嚴(yán)重，包括對一些儀器儀表工作的干擾。

二、500kV變電站主設(shè)備繼電保護(hù)的要求

1）500kV主變、線路、220kV線路，500kV、220kV母線均采用雙重化配置。

2）近后備原則

材料

3）復(fù)用通道（包用復(fù)用截波通道，微波通道，光纖通道）。

三、500kV線路保護(hù)的配置

1、500kV線路的特點(diǎn)

a）長距離200-300km,重負(fù)荷可達(dá)100萬千瓦。

使短路電流接近負(fù)荷電流，甚至可能小于負(fù)荷電流

例：平式初期：姚雙線在雙河側(cè)做人工短路試驗(yàn)。

姚側(cè)故障相電流僅1200多A。送100萬瓦千負(fù)荷電流=1300A

b）線路經(jīng)過山區(qū)，土地的電導(dǎo)率小，塔腳的接地電阻大。

c）500kV線路有許多同桿并架雙回線，因其輸送容量大，發(fā)生區(qū)內(nèi)異名相跨線故障時(shí)，不允許將兩回線

同時(shí)切除。否則將影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。（系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)則n-1原則線路末端跨線故障時(shí)，首端距離保護(hù)，會(huì)

看或相間故障。

d）500kV一般采用1個(gè)半開關(guān)接線，線路停電時(shí)，開關(guān)要合環(huán)，需加短線保護(hù)。

e）并聯(lián)電抗器保護(hù)需跳對側(cè)開關(guān),需加遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)。

f）線路輸送功率大，穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)小，要保證系統(tǒng)穩(wěn)定，要求包動(dòng)作速度快，整個(gè)故障切除時(shí)間小于

100mso保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一般要W50ms。（全線故障）

g）線路分布電容大

500kV線路、相間距離為13m、線分裂距離45cm、正三角分裂、正四角分裂、相對地距離12m。

500kV線路電阻和電抗（歐/km）LGTQ-400R=0.0266、XL=0.299

500kV線路MV.A/100kmLGTQ-4001.19MF/100KM95.4MVA/100KM130A/100KM

短路過程中，分布電容電流產(chǎn)生高頻自由分量

穩(wěn)態(tài)電容電流使線路兩側(cè)電流幅值和相位產(chǎn)生差異。

線路空投時(shí)，未端電壓高。要加并聯(lián)電抗器。

h）為限制潛供電流，中性點(diǎn)要加小電抗器

2、配置原則：

1）500kV線路保護(hù)配置原則：

設(shè)置兩套完整、獨(dú)立的全線速動(dòng)保護(hù)兩套保護(hù)的交流電流、電壓、直流電源彼此獨(dú)立，每一套主保護(hù)對

全線路內(nèi)部發(fā)生的各種故障（單相接地、相間短路，兩相接地、三相短路、非全相再故障及轉(zhuǎn)移故障）

每套保護(hù)具有獨(dú)立的選相相功能，實(shí)現(xiàn)分相和三相跳閘。

斷路器有2組挑圈時(shí)，每套保護(hù)分別起動(dòng)一組跳閘線圈

每套主保護(hù)分別使用獨(dú)立的高頻信號(hào)傳輸設(shè)備，若一套采用專用收發(fā)信機(jī)，另一套可與通信復(fù)用通道。

2）500kV線路后備保護(hù)的配置原則

線路保護(hù)采用近后備方式

每條線路均應(yīng)配反映系統(tǒng)DI、Dl-1、D2、D3各種類型故障的后備保護(hù)，當(dāng)雙重化的主保護(hù)均有完善后

備保護(hù)時(shí)可不另配。

對相間短路，配三段式距離、對接地故障，配三段接地距離和反時(shí)限零序保護(hù)，過度電阻〉300歐

配過電壓和遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)。

3.500kV線路保護(hù)的配置

1、主保護(hù)：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求和設(shè)備安全，能以最快速度有選擇性切除被保護(hù)線路及設(shè)備的各種故障

的保護(hù)。

1.1高頻保護(hù)：由繼電保護(hù)和通信兩部分組成

材料

方向高頻保護(hù)：由線路兩側(cè)方向元件分別對故障方向作出判斷，并將判斷結(jié)果通過高頻通道傳送給對

側(cè)，兩側(cè)保護(hù)根據(jù)方向元件和高頻信號(hào)進(jìn)行綜合斷決定區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障。根據(jù)高頻信號(hào)在綜合判斷中的作用，

方向高頻保護(hù)可分為允許式和閉鎖式。

高頻閉鎖式方向保護(hù)500kV線路用得較少（僅行波）

高頻允許式方向高頻保護(hù)：

方向高頻保護(hù)中的方向元件：

a）另序方向元件僅能反應(yīng)接地故障

b）負(fù)序方向元件僅能反應(yīng)不對稱故障

c）相電壓補(bǔ)償式方向元件

d）工頻變化量方向元件

e）行波方向元件

g）阻抗方向元件，反映對稱故障

超范圍和欠范圍允許式高頻保護(hù)

當(dāng)方向元件由距離元件構(gòu)成時(shí)，其構(gòu)成方式有兩種，由距離

I段發(fā)訊的欠范圍允許式POTT

IIIII段發(fā)訊的叫超范圍允許式PUTT

PUTTK1-3通

PUTTK2-3通

T1l-8ms抗干擾延時(shí)記憶50ms保證對側(cè)可個(gè)別跳閘。

相差高頻保護(hù)：一般500kV線路不用。

導(dǎo)引線差幼保護(hù)：短線路用。

1.2光纖電流差動(dòng)保護(hù)：比較被保護(hù)線路兩側(cè)電流的幅值和相位，而兩側(cè)電流的波形，幅值、相位、需

用光纖通道，向另一側(cè)傳輸。

????

工作原理：1M+1N~KIM-IN>Io

K制動(dòng)系數(shù)I。最小啟動(dòng)電流

外部故障ImIn相差1800Im+In=0ImTn=2Im或21n

內(nèi)部故障ImIn相差00Im+In較大ImTn較小且乘<1的K值。

目前差動(dòng)保護(hù)廠家較多，各自有特點(diǎn)

a）RCS—931A光纖電流差動(dòng)保護(hù)：南端產(chǎn)品：

變化量相差動(dòng)：||〉0.75ZXIR6

△IR為6@算量和

|AlM^+AlNti）|>IH

4[7

IH,為4倍實(shí)測電容電流和一工的最大值

穩(wěn)態(tài)量差動(dòng)III段

|IM6+IN6|>0.75IR6

IR<t>=|IM6-IN6|K=0.75

|IM6+IN6|>IHI同上II段IH=1.5倍

材料

另序差動(dòng)in段

|IMO+INOI>0.75IIMO-INO|

IIMO+INO|>IQDOIQDO為另序電流超動(dòng)值

ICDBC中〉0.15IRICDBC6為補(bǔ)償后的差流

ICDBCQILIL為IQDO0.6實(shí)測IC?值。

XC1

CSL-103WXH-803與RCS-931；原理基本相同

PCM脈碼調(diào)制數(shù)字電流差動(dòng)保護(hù)：

模擬量電流經(jīng)隔離，強(qiáng)弱電轉(zhuǎn)換，濾波（低通）采樣-摸數(shù)復(fù)換

經(jīng)P/S轉(zhuǎn)換為串行碼。一送IF接口-64K/S的電信號(hào)-PCM-2M/S?

同步電路：

1）控制兩側(cè)三相電流同步米樣

2）保證兩側(cè)采樣同步，補(bǔ)償信號(hào)通信傳輸延時(shí)

兩側(cè)采樣同步過程：

將線保護(hù)一側(cè)設(shè)置為參考端（也稱主端）另一側(cè)設(shè)置為同步端（或從端）。

由同步端，先發(fā)一同步請求命令，（內(nèi)容包含采樣標(biāo)號(hào)，數(shù)據(jù)信息與時(shí)間.參考端收到該信息幀，便可計(jì)

算其到本端一下采樣點(diǎn)的時(shí)間TM,并返關(guān)一幀信息，（含TM值，及發(fā)送該幀的時(shí)間，收到同步請求幀的時(shí)間，

同步端收該信息，便可計(jì)算，同步端采樣點(diǎn)，與參考端采樣點(diǎn)之間的時(shí)間差A(yù)t,和通道延時(shí)間TM。并調(diào)整

本身的采樣時(shí)間，讓其與對側(cè)同步采樣。

采集同一時(shí)刻的采樣值：在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，要傳送該幀數(shù)據(jù)的編號(hào)4。

主機(jī)在收到其編號(hào)后再將它送回，從機(jī)在采集第8組數(shù)據(jù)時(shí)，收到主機(jī)信號(hào)（第3組數(shù)據(jù)）其中包含本側(cè)

送去的編號(hào)4。從機(jī)便知道主機(jī)的第3組信號(hào)和本側(cè)第6組信號(hào)（4+8）/2=6為同一時(shí)刻采樣值。

數(shù)據(jù)通信的幀格式：一幀信號(hào)的格式，各裝置不相同，但其包含的基本要素相同，每幀包含有控制字。

采樣標(biāo)號(hào)iAiBiC

開關(guān)量CRC

控制字采樣標(biāo)號(hào)iAiBiC開關(guān)量CRC

1字節(jié)1字節(jié)4字節(jié)4字節(jié)4字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)

控制字：含幀的性質(zhì)，保護(hù)啟動(dòng)元件的邏輯狀態(tài)，數(shù)據(jù)窗的選擇，三跳位置。

采樣標(biāo)號(hào)：二進(jìn)字的八位數(shù)，每采樣一次加一。

三相電流相量：每相4字節(jié)前2個(gè)虛部，后三個(gè)實(shí)部。

CRC冗余校驗(yàn)碼，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤舍棄。

光纖差動(dòng)保護(hù)的時(shí)鐘方式

1）專用光纖通道

發(fā)送數(shù)據(jù)采用內(nèi)部時(shí)鐘，兩側(cè)裝置發(fā)送時(shí)鐘工作在主一主方式,接收時(shí)鐘采用從接收數(shù)據(jù)流中提取時(shí)鐘。

復(fù)用方式：上圖中2-3連，1-2斷，若復(fù)用SDH時(shí)，兩側(cè)裝置發(fā)送時(shí)鐘工作在從一從方式下，數(shù)據(jù)發(fā)送和

按收均為同一時(shí)鐘源，但復(fù)用PDH時(shí)，應(yīng)一側(cè)設(shè)為主時(shí)鐘，另一側(cè)設(shè)為從時(shí)鐘。

2.500kV線路的后備保護(hù)

2.1配三段相間距離

材料

2.2配三段接地距離

2.3配三段另序方向或另序反時(shí)限

3.500kV線路的輔助保護(hù)

3.1三相過電壓保護(hù)，第一時(shí)間跳本側(cè)，第二時(shí)間跳對側(cè)

3.2短線保護(hù)（合環(huán)運(yùn)行時(shí)用）

3.3遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)（加就地判拒）

4.500kV線路重合閘，按開關(guān)配置

4.1重合閘溝三跳僅溝開關(guān)本身，不能溝線路保護(hù)三跳

第三部分500kV電力變壓器保護(hù)的配置

一、500kV母線保護(hù)的特點(diǎn)

1.1變壓器工作電壓高（500kV）,通過容量大（750MVA/750MVA/180-240MVA）在電網(wǎng)中的地位特別重要。

1.2變壓器故障或其保護(hù)誤動(dòng)造成變壓的停電，將引起重大經(jīng)濟(jì)損失。

1.3變壓器造價(jià)高，組裝、拆卸工作量大，搶修時(shí)間長。

1.4500kV電力變壓器的低壓側(cè)，一般裝有大容量無功補(bǔ)償裝置（3X60MaV電抗器，2X60Mavr）。大容

量的電容器在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，將提供諧波電流，影響保護(hù)動(dòng)作的正確性。

1.5高壓大電網(wǎng)的出現(xiàn)，大容量機(jī)組增加，電力系統(tǒng)短路電流幅值增大，衰減時(shí)間常數(shù)大。短路的暫態(tài)

時(shí)間加長，其保護(hù)必須在變壓器故障的暫態(tài)過程中動(dòng)作，因此，用于主變保護(hù)的CT、PT必須適合暫態(tài)工作條

件。

1.6500kV變壓器體積大（運(yùn)輸尺寸7X4X4m）,重量（充氮165t）,為了減少重量，提高材料的利用率,

降低造價(jià)，其工作鐵芯磁通密度高（一般在L7t以上），鐵芯采用冷扎硅鋼片，磁化曲線硬，變壓器過壓力

磁時(shí)，壓力磁電流增加大，過壓力磁對變壓器影響大。

1.7為保證可靠性，500kV變壓器保護(hù)采用雙重化配置。

二、電力變壓器的故障

2.1油箱內(nèi)部故障：匝間短路，單相接地短路，相間短路（500kV變壓器為單相式，不存在相間短路）。

內(nèi)部故障電流將產(chǎn)生電弧，會(huì)燒壞線圈的絕緣和鐵芯，引起絕緣油氣化使變壓器爆炸。

2.2油箱外部故障：主要是絕緣套管和引出線的故障（包括引線相間短路，單相接地短路等）。

2.3變壓器的異常運(yùn)行方式：

a）油箱內(nèi)油位降低；

b）外部短路引起的泄流；

c）電負(fù)荷引起的過壓力磁；

d）超負(fù)荷；

e）溫度、壓力、冷卻器全停。

三、變壓器保護(hù)的配置

3.1縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：（主保護(hù)）

基本要求：

1）應(yīng)能躲過壓力磁涌流和外部故障的不平衡電流，以免變壓器在空載投入或切除外部穿越性故障時(shí)，

出現(xiàn)壓力磁涌流誤動(dòng)。

2）在變壓器過壓力磁時(shí)，差動(dòng)保護(hù)不誤動(dòng)。

3）在變壓器內(nèi)部故障、CT飽和時(shí)，不拒動(dòng)。

4）在變壓器內(nèi)部故障、短路電流中含有諧波分量時(shí)，不拒動(dòng)。

材料

5）保護(hù)應(yīng)反應(yīng)區(qū)內(nèi)各種短路故障，動(dòng)作速度快，一般不大于30ms。

差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成：

基本原理：基爾霍夫定理：正常運(yùn)行時(shí)或外部短路時(shí)，變壓器三側(cè)電流的向量和為0（歸算到同一側(cè)）。

正常運(yùn)行或外部故障時(shí)Ij=h+U+'h=Q

內(nèi)部故障時(shí)Ij=Ii+12=Id

.1差動(dòng)速斷保護(hù)：保護(hù)變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障產(chǎn)生較大的短路電流，其整定值大于壓力磁涌流，一般取

大于8/?即可。

.2比率制動(dòng)功能：

11~1~12+13—K（11+11+I3）>Icb（門坎）

倒直取0.6-0.8之間。

比率制動(dòng)回路的幾種接法：

a）單側(cè)電源雙繞組變壓器：一側(cè)制動(dòng)，制動(dòng)繞組按負(fù)荷側(cè)；

b）雙側(cè)電源雙繞組變壓器：兩側(cè)制動(dòng)，各按一側(cè)電流；

c）單側(cè)電源三繞組變壓器：兩側(cè)制動(dòng)，均按負(fù)荷側(cè)；

d）多電源三繞組變壓器：采用三側(cè)或四側(cè)制動(dòng)。

比率制動(dòng)的目的：

1）防止外部故障時(shí)，產(chǎn)生的不平衡電流（主要是一側(cè)CT飽和的情況）。

2）正常運(yùn)行的不平衡電流。

a）各側(cè)電流互感器型號(hào)不同而產(chǎn)生的不平衡電流

型號(hào)不同，飽和特性不一樣，壓力磁電流不同，不平衡電流較大。

b）計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而引起的不平穩(wěn)電流

CT采用的標(biāo)準(zhǔn)變比（與計(jì)算相近的）

riT,T?

4=〃B或——y=74三者關(guān)系不能完全滿足等式

叫ni^/V3

c）帶負(fù)荷調(diào)整抽頭引起的“8變化產(chǎn)生不平衡電流。

.3諧波制動(dòng)功能：

基本原理：利用勵(lì)磁涌流中的諧波分量制動(dòng)。

勵(lì)磁涌流：當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后,電壓恢復(fù)時(shí)，可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流（即勵(lì)磁

涌流）。

采取的措施：利用諧波制動(dòng)

分析壓力磁涌流可發(fā)現(xiàn)其有如下特點(diǎn)：

①很大的非周期分量，偏于時(shí)間軸一側(cè)；

②含有大量高次諧波，其中二次諧波為主，占基波30-50%。

③波形之間出現(xiàn)間斷，在一個(gè)周期中間斷角為a60-65°0

.4間斷角制動(dòng)功能

原理：利用勵(lì)磁涌流波形出現(xiàn)間斷的特點(diǎn)，檢測間斷角當(dāng)a〉某一角度時(shí)，閉鎖。

材料

.5速飽和制動(dòng)功能

原理：利用勵(lì)磁涌流的非周期分量使鐵芯飽和制動(dòng)。

3.2分側(cè)差動(dòng)保護(hù)

上述差動(dòng)保護(hù)，采取了許多措施來防止其誤動(dòng)。（但其正確動(dòng)率僅有60%）在大型變壓器中，低壓側(cè)均裝

設(shè)大電容補(bǔ)償裝置，使得內(nèi)部故障時(shí)短路電流諧波分量加大，可能造成差動(dòng)拒動(dòng)。

基本原理：流入變壓器各側(cè)繞組的電流，流出該繞組另一側(cè)（外部故障和空載時(shí)），則流入差動(dòng)繼電器

的差流為0,不誤動(dòng)。

分側(cè)差動(dòng)保護(hù)，要求變壓器的每側(cè)繞組要裝電流互感器，這對500kV電力變壓器的高、中壓側(cè)可以做到。

低壓繞組有困難時(shí)，可以不裝。

原因是：①低壓側(cè)為小電流接地系統(tǒng)單相故障不跳閘，500kV變壓器為單相式，內(nèi)部不可能有相間短路。

②500kV變壓器高、低、中低之間阻抗大，低壓側(cè)短路對系統(tǒng)影響。

一般在低壓組裝電流速斷。

3.3另序差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)有耦變壓器的差動(dòng)保護(hù)，對接地故障的靈敏度不夠時(shí)，應(yīng)裝設(shè)另序差動(dòng)保護(hù)。

500kV

用于另序差動(dòng)保護(hù)的各側(cè)

CT,必須選用相的變比。

4、相間后備保護(hù)

為了運(yùn)行方便，目前我國500kV變壓器均是單相式，變壓器內(nèi)部相間故障不可能存在。配置相間后備保

護(hù)的目的是防止引線相間短路和相鄰母線相間短路的后備。

基于以下原因：相間后可以取消或簡化。

①目前500kV變壓器均配2套主電量保護(hù)，能可靠切除引線相間故障。220kV線路已按雙重化配置，220kV

母線也接雙重比配置。

②引線相間故障相率小，500kV相間7.5m,220kV相間3.5m。

③500kV、220kV主要故障是單相接地和相間接地故障，這種故障主要由接地保護(hù)完成。

因此，目前500kV變壓器僅在高、中壓側(cè)各配一套帶偏移特性的阻抗保護(hù)，代壓側(cè)配電流電壓保護(hù)。

方向：220kV阻抗，正方向指向變壓器，反向10%偏移到母線500kV。

有爭議：焦點(diǎn)是作誰的后備。

5、接地后備保護(hù)

5.1接地阻抗保護(hù)，一般裝于高、中壓側(cè)，方向與相間阻抗相同。

5.2另序電流方向保護(hù)（普通變壓器不帶方向）

普通三繞組變壓器500kV接地保護(hù)

另序過流保護(hù)分為二段：

I段與500kV出線另序I段配合，若500kV為雙母線或單相分段接線，則從品〉大于線路另序I段時(shí)限，

材料

跳母聯(lián)或分段開關(guān)跳tn跳500kV側(cè)開關(guān)，11n跳主變各側(cè)。

若為《開關(guān)接線，t,〉線路另序I段時(shí)限跳500kV側(cè)開關(guān)

tn時(shí)限跳主變各側(cè)

III段按躲進(jìn)線路出口相間短路的不平衡電流整定

以大于tm時(shí)限跳主變?nèi)齻?cè)

220kV側(cè)另序過流保護(hù)：

500kV變壓的220kV中性點(diǎn)是采取分級(jí)絕緣的，允許直接地運(yùn)行和經(jīng)間隙接地運(yùn)行，一般裝二套另序過流

（裝一套用定位切換），其段數(shù)和動(dòng)作時(shí)間與500kV另序過流相同。

自耦變壓器的接地保護(hù)：

有兩個(gè)特點(diǎn)：1）自耦變壓器高、中壓側(cè)有電的聯(lián)系，有其公接地中性點(diǎn)，當(dāng)高壓側(cè)或中壓側(cè)單相接地

時(shí)，另序電流可以在高、中壓之間流動(dòng)，流經(jīng)中性點(diǎn)的另序電流大小，隨短路點(diǎn)的位置和系統(tǒng)動(dòng)量另序阻抗

有關(guān)。

2）自耦變壓器另序電流保護(hù)需加方向元件。

所以自耦變壓器另序保護(hù)的接線為

其它與普通三繞組變壓器相同。

6、過勵(lì)磁保護(hù)：

變壓器繞組的感應(yīng)電壓V=444>&X10-S

/頻率，s鐵芯面積，w線圈匝數(shù)，B磁通密度

一般大型變壓器鐵芯正常工作磁密比較高（1.7-1.8）,T接近飽和狀態(tài)（1.8-1.9）,磁化曲線硬，過勵(lì)

磁時(shí)，鐵芯飽和，勵(lì)磁阻抗下降，激磁電流增加，當(dāng)。裔時(shí)，IL=Ie

一般廠家對變壓器過壓力磁都進(jìn)行時(shí)間限制，以下是法國、日本變壓器過壓力磁特性：

法國日本

運(yùn)載條件滿載運(yùn)載條件滿載

過電壓倍數(shù)1.051.11.21.31.4過壓倍數(shù)1.051.21.3

允許時(shí)間長期20minIminpsIs允許時(shí)間長期lOmin3min

一般裝在500kV側(cè)、220kV調(diào)壓影響定值，分兩段，一段報(bào)警，一段延時(shí)跳閘。

7、自耦變壓器過負(fù)荷保護(hù)

自耦變壓器高、中、低壓繞組的容量比100/100/30?50,高、中變比為2,其公繞組長期允許的電流與

高壓繞組相同。

過負(fù)荷保護(hù)可采用單相式，用于發(fā)信號(hào)。

正常運(yùn)行時(shí)，起始負(fù)荷的等效起始電流/e,/e起始=Q2gJ/i…。

變壓器允許過負(fù)荷時(shí)間（小時(shí)）

起始負(fù)荷倍數(shù)過負(fù)荷倍數(shù)=（負(fù)荷電流/定額電流）

材料

1.11.21.3

0.7541.2

0.54.51.50.5

8、冷卻器全停保護(hù)（指風(fēng)扇、油泵均停）

國標(biāo)規(guī)定：

變壓器額定使用條件:最高氣溫+40℃

最高日平均溫度+30℃

最高年平均氣溫+20℃

最低氣溫-30℃

自然溫循環(huán)、風(fēng)冷強(qiáng)油風(fēng)冷

繞組對空氣的溫升65℃平均值65℃平均值

繞組對油的溫升21℃平均值30℃平均值

油對空氣的溫升44℃平均值35℃平均值

油對空氣的溫升55℃（最大值）40℃（最大值）

為使繞組對空氣的平均溫升不超過極限值,在環(huán)溫+40℃時(shí)

自然油循環(huán)、風(fēng)冷，頂層油溫升不得超過95℃

強(qiáng)返油循環(huán)、風(fēng)冷，頂層油溫升不得超過80℃

繞組最熱點(diǎn)溫升，比平均溫升高13℃,即65℃+13℃=78℃

變壓器的溫度保護(hù)

①變壓器的發(fā)熱與冷卻：

在運(yùn)行時(shí)，變壓器繞組和鐵芯中的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使變壓器各部位溫度增高，鐵芯和繞組的熱量先傳

給油，然后通過外殼和散熱器擴(kuò)散到周圍介質(zhì)，最熱處在上部。

三個(gè)溫度：溫度Q。繞組溫度Qw環(huán)溫Qa

兩個(gè)溫升：最大溫升、平均溫升

最大溫升：油或繞組最熱處的溫升

平均溫升：整個(gè)繞組或全部油的平均溫升

不同變壓器有不同的規(guī)定，并與負(fù)荷相關(guān)

負(fù)荷100%額定值20分鐘

負(fù)荷75%額定值45分鐘

負(fù)荷50%額定值60分鐘

空載運(yùn)行4小時(shí)

此時(shí)應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視上層油溫，其溫升不得大于55℃。

冷卻器全停+30分+75℃跳閘。

非電量保護(hù)除瓦斯必須投入跳閘外，溫度、冷卻器等保護(hù)各網(wǎng)省局有不同要求。

第四部分500kV母線保護(hù)的配置

1、500kV母線保護(hù)的特點(diǎn)：

a)母線發(fā)生短路的機(jī)率比線路少，但母線故障不能迅速可靠切除，對系統(tǒng)的影響大。

500kV母線大多采用《接線，母線故障，保護(hù)動(dòng)作切除時(shí)，可不中斷對用戶供電，即不怕誤動(dòng)，怕

b)

材料

拒動(dòng)。

c）母線運(yùn)行方式變化大，在最大運(yùn)行方式下發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，CT可能飽和，不平衡電流大；最小運(yùn)行

方式，區(qū)內(nèi)故障時(shí)，短路電流可能較小，靈敏度不夠。

由于上述原因：220kV500K上母線保護(hù)一般不采用普通電流差動(dòng)保護(hù)

2、500kVl1按線母差保護(hù)配置。

BP-2A微機(jī)母線差動(dòng)保護(hù)

一、裝置的主要特點(diǎn)

1）采用復(fù)式電率差動(dòng)原理，區(qū)外故障時(shí)，有極強(qiáng)的制動(dòng)特性，區(qū)內(nèi)故障時(shí)，靈敏性高。

2）具有母線運(yùn)行方式變化時(shí)，自適應(yīng)能力，倒母操作時(shí)，保護(hù)無需退出，無觸點(diǎn)自動(dòng)切換差動(dòng)電流回

路和差動(dòng)出口回路。

3）以大差動(dòng)判別故障，各段小差動(dòng)選擇故障母線。

4）完善的保護(hù)方案，抗CT飽和能力強(qiáng)。

5）母線上各線路單元CT變比可任意選擇，可由用戶在現(xiàn)場設(shè)定。

6）適時(shí)監(jiān)視CT,PT二次回路，開關(guān)量輸入回路。

二、裝置的主要功能

1）母線分相比率差動(dòng)保護(hù)

2）失靈保護(hù)的出口回路

3）母聯(lián)失靈（死區(qū)）保護(hù)回路

4）母線充電保護(hù)

5）復(fù)合電壓閉鎖

6）CT斷線閉鎖，PT斷線告警回路

三、裝置的原理接線圖

四、裝置的基本原理

1）復(fù)式比率制動(dòng)原理：

動(dòng)作判據(jù)4

_>K<2>

Ir-Id

其中：/d=矢量和

Z=1

44M標(biāo)量和

Ii（i=1.2....n）為母線上各支路二次電流量。

//母差動(dòng)電流定值K,比率制動(dòng)系數(shù)

分析：兩種極端情況

1）理想情況，外部短路時(shí)差電流為0。即。=0

材料

〈2〉式9=0K，〉0的，即〈2＞條件不滿足，不誤動(dòng)。

lrr

2）區(qū)內(nèi)故障時(shí)〃==00大〉〉K,可信動(dòng)作

Ir-Id

五、母線差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成

a）大差動(dòng)回路，雙母線上除母聯(lián)開關(guān)CT,和分段開關(guān)CT外其余各元件CT量均采集，構(gòu)成差動(dòng)。

b）各段母線小差動(dòng)，連接該段母線上的所有元件CT,含與該段母線相連的分段和母聯(lián)CT。

c）大差判別區(qū)內(nèi)，區(qū)外故障，小差選擇故障母線。

d）小母差經(jīng)母線刀閘位置的選擇電流回路。

e）動(dòng)作邏輯

f）差動(dòng)保護(hù)的啟動(dòng)元件：

①母線電壓突變量起動(dòng)AU

②支路電流突變量起動(dòng)

③大差動(dòng)電流越線起動(dòng)，需與IH母線復(fù)合電壓配合

起動(dòng)元件邏輯圖

復(fù)合電壓閉鎖：（低電壓、另序電壓、負(fù)序電壓）母差保護(hù)動(dòng)作應(yīng)經(jīng)復(fù)合電壓判別，確認(rèn)系該母線發(fā)生

了故障才允許跳閘。

注意：母差保護(hù)有PT檢修的切換把手，當(dāng)某一條母線停電，檢修，可將該復(fù)合電壓繼電器取另一運(yùn)行母

線電壓，以免保護(hù)長期開放而誤動(dòng)作。

g）母聯(lián)失靈保護(hù)（含死區(qū)保護(hù)）

母線保護(hù)動(dòng)作跳母聯(lián)開關(guān)。若母聯(lián)開關(guān)失靈或在死區(qū)范圍，則由母聯(lián)失靈保護(hù)，跳另一母線。

h）線路失靈保護(hù)出口邏輯

失靈的復(fù)合電壓定值與母差的復(fù)合電壓定值不一致，可單獨(dú)整定。

1）母線充電及過流保護(hù)

2）CT、PT次斷線閉鎖。

母線中阻抗差動(dòng)保護(hù)（即電壓差動(dòng)）

1、原理

a）正常運(yùn)行和外部故障CT不飽和時(shí)，流入母線的電流等于流出母線的電流，電流/電壓型差動(dòng)均不動(dòng)作。

b）某支路出口區(qū)外故障，該支路互感器飽和，一次電流部分進(jìn)入壓力磁回路，不平衡電流增加。

CT等值電路

則ii+M+L=故障電流電流差動(dòng)誤動(dòng)電壓差動(dòng)繼電器

因內(nèi)阻高，使人+人+人流入%的二次繞組，此時(shí)只要保證該在二次繞組上產(chǎn)生的電壓〈繼電的動(dòng)作電

壓，電壓差動(dòng)繼電器不誤動(dòng)

C：內(nèi)部故障

五+人+人+人=故障電流，同時(shí)流向M點(diǎn)，所有CT二次均工作在接近開路狀態(tài)，產(chǎn)生高電壓使繼電器

動(dòng)作。

中阻抗母線差動(dòng)保護(hù)（制動(dòng)特性母線差動(dòng)保護(hù)）

材料

動(dòng)作原理^lr-RJmcp>I.

r=\

K1?K?制動(dòng)系數(shù)/。最小動(dòng)作電流

?,1

動(dòng)作分析：假設(shè)半周內(nèi)的正方向如上圖，若LX、D點(diǎn)故障，/A3/B3由P點(diǎn)流經(jīng)］Rr（自動(dòng)電阻）然后分為

?1,?

2路，一路經(jīng)Rd3差動(dòng)回路-N點(diǎn)，另一路電流八3經(jīng)另半個(gè)制動(dòng)電阻］Rr-M,只要增大降，入1增大九3,從而

使|VOP|〈|Vr|繼電器不動(dòng)，若在母線上故障，所有電流經(jīng)；Rr-Rd3|VOP|<|Vr|動(dòng)作"，電阻若300

歐，這樣內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)回路不會(huì)出現(xiàn)太高電壓，中間互感器可以調(diào)變化。

第五部分變電站的二次設(shè)備及回路

1、電力系統(tǒng)中一次設(shè)備和二次設(shè)備的分類：

1）一次設(shè)備：主變壓器、電流互感器、電壓互感器、靜止補(bǔ)償電容器、開關(guān)、刀閘、電抗器、母線、

阻波器、結(jié)合電容器、避雷器等，發(fā)送分配電能。

2）二次設(shè)備：對電力系統(tǒng)中的一次設(shè)備的運(yùn)行工況進(jìn)行控制測量、保護(hù)和監(jiān)視的設(shè)備叫二次設(shè)備。包

括：繼電保護(hù)、測量儀表、控制開關(guān)、按鈕、端子箱、控制電絲、故障錄波器、事件記錄器、RTU裝置、綜

合自動(dòng)化、信號(hào)報(bào)警裝置、變壓器冷控設(shè)備、調(diào)壓開關(guān)的控制元件等，防誤閉鎖裝置，包括給二次設(shè)備供電

的蓄電池、充電的整流器等。

3）二次回路、聯(lián)結(jié)二次設(shè)備的回路，即二次回路。

2、二次回路的劃分

r交流電流回路

①按電源的性質(zhì)分［交流電壓回路

〔直流回路

（保護(hù)回路

測量回路

控制回路

②按回路的作用分J信號(hào)回路

遙信遙測遙門周回路

電源回路

、信誤閉鎖回路

3、二次設(shè)備和二次回路的發(fā)展進(jìn)程

二次設(shè)備：機(jī)械式----機(jī)電式----晶體管----集成電路式----微機(jī)式

二次回路：強(qiáng)電式一一弱電選控一一綜合自動(dòng)化一一網(wǎng)絡(luò)

變電站的二次回路介紹

一、500kV變電站安裝單位的劃分

劃分安裝單位，是為了便于在回路上分組，方便設(shè)計(jì)和運(yùn)行。

1）500kV斷路器接線安裝單位劃分

破斷路器接線安裝單位劃分示意圖

材料

2）220kV雙母帶旁路安裝單位的劃分

安裝單位劃定后，把同一單位的保護(hù)、控制、測量、信號(hào)回路及二次設(shè)備放在同一個(gè)安裝單位之內(nèi)，保

護(hù)和控制可共互流電源。

二、交流電壓回路

1）500kV按線PT配置。

2）220kV雙母線PT配置。

斷路器接線電壓互感器的配置圖

500kV每條線路配三相CVT,母線配單相CVT（作測量和同期用）

200kV按母線配三相CVT,每年出線配單相CVT,作同期。

220kV保護(hù)、測量要進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)切換。

典型的二次回路介紹：

1、交流電壓回路：

a）電容式電壓互感器原理接線圖：

b）用于500kV線路及變壓的等設(shè)備單元

K分壓比K=——!—

G+c2

三個(gè)二次繞組準(zhǔn)確級(jí)不一樣，0.5,測量，1.3P級(jí)保護(hù)

c）用于220kV雙母線時(shí)

d）電壓二次回路應(yīng)注意的問題

①二次側(cè)中性點(diǎn)按地的問題

②電壓回路及充電的問題

③34的電線與主二次繞組地分開的問題

三、交流電流的回路

1）500kV11開關(guān)接線CT的幾種二次接線。

對于四CT配置，每組CT6個(gè)二次繞組，3CT配置中間斷路器，CT配7個(gè)二次繞組。

2）和電流對測量和保護(hù)的影響

a）正常兩開關(guān)CT均運(yùn)行時(shí)，CT鐵芯不飽，壓力互補(bǔ)阻抗大（幾千歐）吸取電流較小可忽略。

b）某一開關(guān)停電時(shí)，該CT二次繞組，成為另一個(gè)的負(fù)載，此時(shí)流過、停用CT二次繞組的電流為激力，

電流為吸取電流，使測易能誤差。

c）對于TPY繞組，鐵芯未飽和時(shí)，每臺(tái)CT歸算到二次的壓力磁電抗大約為1200Q?2000Q,而電流互感

器負(fù)載阻抗約為15Q,兩CT關(guān)聯(lián)后也有600?1000W。所以在短路時(shí)，對保護(hù)的影響不大。

材料

線路串電流互感器配置圖線路變壓器串電流串感器配置圖

d)當(dāng)一個(gè)開關(guān)停運(yùn)行時(shí)，其二次壓力磁阻抗大，接點(diǎn)電壓高，對保護(hù)裝置的影響也不是很大。所以一

般不退出運(yùn)行。

e)和電流有兩種接法：①在端子箱

②在保護(hù)裝置

四、同期回路

500kV接線方式的同期回路接線較復(fù)雜，一個(gè)完整串，有可能連接四個(gè)能相互分開的電源系統(tǒng)，兩

個(gè)母線和兩條線路。

上圖接線，雖然設(shè)計(jì)和施工復(fù)雜，但是運(yùn)行方式靈活，任何一臺(tái)開關(guān)均可同期有一種簡化同期的接線，

只考慮兩臺(tái)邊開關(guān)作為指定的同期開關(guān)可以簡化回路。

五、防誤電氣閉鎖回路

利用刀閘、地刀、開關(guān)的輔助接點(diǎn)，按操作閉鎖條件接入刀閘開關(guān)或電磁鎖回路閉鎖，現(xiàn)在的微機(jī)實(shí)際

不用此接線。

六、電源回路：

500kV變電站直流電源是按雙重化原則配置的，一般配二組蓄電池，三組充電器。下圖是我局一個(gè)500kV

變電站直流系統(tǒng)圖，直流系統(tǒng)的分配：

a)500kV,按劃分的安裝單位配置

母線單元配從同的蓄電池電源各一間隔

斷路器配一路保護(hù)電源，二跳合閘電源

線路配從同的蓄電池電源各一路

b)220kV線路，配兩套保護(hù)電源，一路公用電源

c)主變壓器，按三套電源配置，兩套電量一套非電量

220kV斷路器失誤保護(hù)回路：

全站按母線配置斷路失靈保護(hù)出口回路，經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖500kV斷路器失靈保護(hù)。

500kV斷路器失靈保護(hù)

1)500kV失靈保護(hù)

2)回路接線

電力系專業(yè)知識(shí)試題

電機(jī)學(xué)

1.在電力系統(tǒng)中變壓器的作用是什么？

答：變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備之一，起到傳遞電能的作用，在從發(fā)電廠到用戶的整個(gè)發(fā).

輸?配.用過程中，變壓器起著升高和降低電壓的作用。

2.變壓器二次側(cè)突然短路時(shí)有什么危害？

答：變壓器二次側(cè)突然短路時(shí)，在繞組中將產(chǎn)生巨大的短路電流，其值可達(dá)額定電流的20~30倍，這樣

大的電流對變壓器的危害主要有：

(1)在巨大的短路電流作用下，繞組中將產(chǎn)生很大

的電磁力，其值可達(dá)額定電磁力的400-900倍，使繞組的機(jī)械強(qiáng)度受到破壞；

(2)巨大的短路電流會(huì)使繞組發(fā)熱，產(chǎn)生高溫，可能使繞組燒毀。

3.變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件有哪些？

答：兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件有：(1)高低壓側(cè)的額定電壓分別相等，運(yùn)行實(shí)際變比應(yīng)相等；

材料

（2）連接組別要相同；（3）短路電壓標(biāo)幺值（百分值）相等。

4.為什么要規(guī)定變壓器的允許溫度？

答：因?yàn)樽儔浩鬟\(yùn)行溫度越高，絕緣老化越快，著不僅影響使用壽命，而且還因絕緣變脆而碎裂，使繞

組失去絕緣層的保護(hù)。另外，溫度越高絕緣材料的絕緣強(qiáng)度就越低，很容易被高電壓擊穿造成故障。因此，

變壓器運(yùn)行時(shí)，不能超過允許值。

5.同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)有哪些？

答：定子包括：定子鐵心.定子繞組.機(jī)座.端蓋.冷卻器等。轉(zhuǎn)子包括：轉(zhuǎn)子鐵心.轉(zhuǎn)子繞組.互環(huán)以及滑

環(huán).風(fēng)扇等。

6.同步發(fā)電機(jī)的“同步”是什么意思？

答：發(fā)電機(jī)帶上三相對稱負(fù)荷以后，三相對稱的定子電流產(chǎn)生的合成磁場與轉(zhuǎn)子以同方向.同速度旋轉(zhuǎn)，

它們在空間保持相對靜止，稱“同步”。

7.同步發(fā)電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極形狀不同如何分類？各在什么發(fā)電廠中使用？

答：同步發(fā)電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極形狀不同分為凸極機(jī)和隱極機(jī)。凸極機(jī)通常磁極對數(shù)較多，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速較

低，一般在水電廠中使用。而隱極機(jī)通常磁極對數(shù)較少，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速很高，一般在火電廠.熱電廠和核電廠

中使用。

8.同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并列的方法有哪些？

答：同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并列的方法有自同期法和準(zhǔn)同步法。通常為了在并列時(shí)減小沖擊電流一般都使用

準(zhǔn)同步法，并列時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)速，在發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)相序相同.頻率相等.電壓大小相等及相位

相同時(shí)并列。

9.異步電動(dòng)機(jī)銘牌上主要有哪些數(shù)據(jù)？

答：額定功率.額定電壓.額定電流.額定轉(zhuǎn)速.相數(shù).型號(hào).絕緣等級(jí).工作方式.允許溫升.功率因數(shù).質(zhì)量.

出廠日期等。

10.異步電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)不同如何分類？

答：分為鼠籠式和繞線式。

電力系統(tǒng)

1.電能質(zhì)量的指標(biāo)是什么？

答：頻率.電壓.波形.對稱性

2.表征電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是什么？

答：煤耗（g/kw-h）.網(wǎng)損率.廠用電率

3.我國標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級(jí)有哪些？

答：3kV,6kV,10kV,35kV,60kV,114kV,220kV,

330kV,500kV,

4.電力線路按結(jié)構(gòu)形式分哪兩種？其基本構(gòu)件有些什么？

答：架空線路：導(dǎo)線.避雷線.桿塔.絕緣子.金具電纜線路：導(dǎo)線.絕緣層.包護(hù)層

5.220kv以上線路常采用分裂導(dǎo)線的目的是什么？

答：改善線路的參數(shù)（減小線路電抗）和防止發(fā)生電

暈現(xiàn)象

6.潮流計(jì)算的內(nèi)容有哪些？

答：功率損耗計(jì)算；電流和功率分布計(jì)算；電壓損耗

和節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算

7.什么情況下需計(jì)算潮流？答：系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中選擇結(jié)線.選擇電器設(shè)備和導(dǎo)線截面時(shí)；確定系統(tǒng)運(yùn)行

方式和制定檢修計(jì)劃時(shí)；進(jìn)行繼電保護(hù).自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和整定計(jì)算時(shí)；進(jìn)行調(diào)壓計(jì)算.經(jīng)濟(jì)運(yùn)行計(jì)算.短路

和穩(wěn)定計(jì)算時(shí)。

8.變壓器的損耗包括哪兩部分？

答：變動(dòng)損耗（即繞組損耗，隨負(fù)荷大小而變）；固

定損耗（即空載損耗或勵(lì)磁損耗）

9.系統(tǒng)的有功電源是什么？其備用容量有何用途？

答：有功電源是發(fā)電機(jī)；備用容量的用途為：負(fù)荷備

用.事故備用.檢修備用.國民經(jīng)濟(jì)備用；

備用形式有：冷備用（停機(jī)備用）.熱備用（旋轉(zhuǎn)備

用）

10.系統(tǒng)的無功電源有哪些？

材料

發(fā)電機(jī).調(diào)相機(jī).電力電容器.靜止補(bǔ)償器.高壓線

路的充電功率

11.系統(tǒng)的調(diào)壓措施有哪些？

答：利用發(fā)電機(jī)調(diào)壓；調(diào)節(jié)變壓器變比調(diào)壓；串聯(lián)電

容器調(diào)壓；并聯(lián)補(bǔ)償無功設(shè)備調(diào)壓

12.在系統(tǒng)中電容器有哪些主要用途？

答：無功補(bǔ)償（并聯(lián)補(bǔ)償）；提高穩(wěn)定性（串聯(lián)補(bǔ)償，

減小系統(tǒng)電抗）；提高經(jīng)濟(jì)性（提高功率因數(shù)，減少電能損耗）

13.電力系統(tǒng)中發(fā)生的短路故障有哪幾種？哪種發(fā)生的

幾率最高？哪種設(shè)備發(fā)生短路故障的幾率最高？

答：不對稱短路有：一相接地短路.兩相接地短路.兩相短路；對稱短路有：三相短路；發(fā)生幾率最高的

短路：一相接地短路；發(fā)生短路故障幾率最高的設(shè)備：電力線路

電氣設(shè)備

1.什么是配電裝置？它主要包括哪些設(shè)備？

答：配電裝置是開關(guān)電器.載流導(dǎo)體以及保護(hù)和測量電器等設(shè)備，按一定要求組建而成的電工建筑，稱為

配電裝置。用來接受和分配電能的裝置。配電裝置包括開關(guān)電器（斷路器.隔離開關(guān).負(fù)荷開關(guān)等）.保護(hù)電

器（熔斷器.繼電器.避雷器等）.測量電器（電流互感器.電壓互感器.電流表.電壓表等）以及母線和載流導(dǎo)

體。配電裝置按其設(shè)置的場所可分為戶內(nèi)配電裝置和戶外配電裝置，按其電壓等級(jí)又分為高壓配電裝置和低

壓配電裝置，按其結(jié)構(gòu)形式又分為成套配電裝置（開關(guān)柜）和裝配式。

2.高壓斷路器.負(fù)荷開關(guān).熔斷器的作用？它們的主要結(jié)構(gòu)和主要類型有哪些？

答：1）高壓斷路器：高壓斷路器又叫高壓開關(guān)，是

發(fā)電廠及變電站的重要配電設(shè)備。它的作用有兩個(gè)方面：①正常情況下分.合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷

電流。（根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行要求，起作對一些電力線路進(jìn)行停.送電的控制作用）；②當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，它

和繼電保護(hù)裝置.自動(dòng)裝置相配合，迅速地切斷故障（短路）電流，以減少停電范圍，防止事故擴(kuò)大，保證

電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。（即保護(hù)作用）

高壓開關(guān)的主要結(jié)構(gòu)大體分為：①導(dǎo)流部分；②滅弧裝置部分；③絕緣部分；④操作機(jī)構(gòu)。

高壓斷路器的主要類型，按滅弧介質(zhì)分：有油開關(guān)（多油和少油）.壓縮空氣開關(guān).六氟化硫開關(guān).真空

開關(guān)。目前原先高壓（114kV.220kV）和超高壓（330kV.500kV）電力系統(tǒng)中起主要作用的少油開關(guān).壓縮空

氣開關(guān)幾乎全部被SFe開關(guān)取代；10kV?35kV電網(wǎng)中的油開關(guān)基本被真空開關(guān)替代。

SFe斷路器的發(fā)展歸功于SF。氣體具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，使得開關(guān)的開斷大為能力提高（單斷

口的額定開斷電流達(dá)50kA?63kA,80kA）,開關(guān)的體積和重量大為減小，開關(guān)的檢修與維護(hù)變得極大的方便

和簡單。

真空開關(guān)的發(fā)展與觸頭材料有密切的關(guān)系，CuCr合金觸頭的采用，使得12kV真空斷路器的開斷電流已

達(dá)73kA甚至達(dá)lOOkA。真空開關(guān)的滅弧室是不檢修的，一旦漏氣只能更換。

2）高壓負(fù)荷開關(guān)：高壓負(fù)荷開關(guān)是小容量的高壓斷路器。它具有滅弧機(jī)構(gòu)，但滅弧能力較小，因此主

要用來切斷或接通正常的負(fù)荷電流，不能用來切斷短路電流。在大多數(shù)情況下，負(fù)荷開關(guān)與高壓熔斷器配合

使用，由負(fù)荷開關(guān)分合空載或負(fù)荷電流，由熔斷器作短路保護(hù)用。

負(fù)荷開關(guān)大量用于負(fù)荷開關(guān)柜.環(huán)網(wǎng)供電單元及預(yù)裝式變電站。負(fù)荷開關(guān)主要有；產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān).壓氣

式負(fù)荷開關(guān).真空負(fù)荷開關(guān).SF6負(fù)荷開關(guān)。真空及SF6負(fù)荷開關(guān)在城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中大量使用。

3）高壓熔斷器：

高壓熔斷器分為限流式和跌落式。

在工廠企事業(yè)供電系統(tǒng)中，對容量較小而且相對不太重要的負(fù)荷中，廣泛使用熔斷器為配電線路及電力

變壓器（包括35KV及以下級(jí)電壓互感器）的過載及短路保護(hù)。它既經(jīng)濟(jì)又能滿足一定程度的可靠性，它結(jié)

構(gòu)簡單.易于維護(hù)檢修。

熔斷器一般由熔斷管.熔體.滅弧填充物.動(dòng).靜觸頭.絕緣支持物及指示器等組成。熔斷器的動(dòng)作具有反

時(shí)限特性，即通過熔體的短路電流越大，則熔體熔斷電流時(shí)間越短。

熔斷器的熔體俗稱保險(xiǎn)絲.保險(xiǎn)片。是鉛錫.鉛睇.鋁合金或鋅等制成不同規(guī)格的圓絲或片狀，規(guī)格是以

額定電流表示。熔體是熔斷器的主要部件，當(dāng)通過熔斷器的電流大于熔體規(guī)定值時(shí)，熔體在熔斷器本身所產(chǎn)

生的熱量作用下，立即熔斷而自動(dòng)地切斷電路，從而達(dá)到保護(hù)電路或電氣設(shè)備的目的。

材料

對于高電壓.大電流電路的高壓熔斷器，要求其具有較大的分?jǐn)喙收想娏鞯哪芰?。用鉛錫合金或鋅熔體

往往不能可靠地開斷電弧，因此要求用銅或銀質(zhì)熔體。

3.高壓隔離開關(guān)的用途是什么？

答：隔離開關(guān)（運(yùn)行現(xiàn)場又叫刀閘）是高壓開關(guān)的最

簡單形式。因?yàn)樗鼪]有專門設(shè)置的滅弧裝置，所以不能

用來接通或切斷負(fù)荷電流和短路電流。它主要用途是：

1）隔離電源

用隔離開關(guān)將需要檢修的電氣設(shè)備與帶電的電網(wǎng)可靠隔離，使被檢修的電氣設(shè)備與電源有明顯的斷開

點(diǎn)，以保證檢修工作的安全。

2）倒閘操作

在雙母線運(yùn)行的電路中，利用隔離開關(guān)將供電設(shè)備或線路從一組母線切換到另一組母線上去。

3）用以接通或切斷較小的負(fù)荷電流（例如：接通或切斷電壓互感器和避雷器等）

4.低壓自動(dòng)空氣開關(guān).刀開關(guān).接觸器.熔斷器的主要用途是什么？

答：1）自動(dòng)空氣開關(guān)又稱低壓斷路器，它具有較好的操作特性一一分.合閘操作速度快；保護(hù)特性一一

具有過載.短路.過流.失壓等保護(hù)特性；滅弧特性一一滅弧室能快速滅弧。由于它兼有斷路器和保護(hù)裝置的

良好功能，使用起來十分方便，所以在低壓配電系統(tǒng)中作為控制及保護(hù)設(shè)備應(yīng)用。

2）刀開關(guān)：用于低壓交流500V以下，直流電壓440V以下的電路中，一般不帶滅弧柵罩的刀開關(guān)，不

用來切斷負(fù)荷電流，只作為隔離用；帶滅弧柵罩的刀開關(guān)雖可以切斷額定負(fù)荷電流，但一般也只作為隔離用。

刀開關(guān)使用時(shí)應(yīng)與帶過電流保護(hù)裝置的電器串聯(lián)使用，如熔斷器.自動(dòng)空氣開關(guān)。

3）低壓交流接觸器：交流接觸器廣泛應(yīng)用于電力傳動(dòng)系統(tǒng)中，作為頻繁接通或分?jǐn)鄮ж?fù)荷電路的控制

電器。交流接觸器為電動(dòng)操作，所以適合于遠(yuǎn)距離操作及自動(dòng)控制系統(tǒng)。交流接觸器不具有過流保護(hù)功能，

因此在線路中使用需要與帶有過電流保護(hù)功能的電器配合使用。如配合熔斷器.自動(dòng)空氣開關(guān).熱繼電器等。

交流接觸器和熱繼電器組合一一成為磁力啟動(dòng)器，它具有欠壓.過載.斷相等保護(hù)功能，可頻繁操作和遠(yuǎn)方控

制。

4）低壓熔斷器：作為電路中的過電流保護(hù)裝置，具有使用方便.結(jié)構(gòu)簡單.體積小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于

低壓交流電源保護(hù)和用電設(shè)備保護(hù)。

5.什么電氣設(shè)備的倒閘操作？主要內(nèi)容是指？帶負(fù)荷拉刀閘？