..第六章習(xí)題答案1.試述ARC應(yīng)滿足的基本要求。答：1)自動重合閘裝置可按控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)的原理起動，對綜合重合閘裝置，宜實現(xiàn)由保護(hù)同時起動的方式。2)用控制開關(guān)或通過遙控裝置將斷路器斷開，或?qū)嗦菲魍队诠收暇€路上，而隨即由保護(hù)將其斷開時，自動重合閘裝置均不應(yīng)動作。3)在任何情況下(包括裝置本身的元件損壞，以及繼電器觸點粘住或拒動)，自動重合閘裝置的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定(如一次重合閘只應(yīng)動作一次)。4)自動重合閘裝置動作后，應(yīng)自動復(fù)歸。5)自動重合閘裝置應(yīng)能在重合閘后，加速繼電保護(hù)的動作。必要時，可在重合閘前加速其動作。6)自動重合閘裝置應(yīng)具有接收外來閉鎖信號的功能。特別是當(dāng)斷路器處于不允許實現(xiàn)重合閘的不正常狀態(tài)(如斷路器未儲能)時，或當(dāng)系統(tǒng)頻率降低到按頻率自動減負(fù)荷裝置動作將斷路器跳開時，能自動地將ARC閉鎖。2.在檢無壓和檢同步三相自動重合閘中，當(dāng)處于下列情況會出現(xiàn)什么問題？1）線路兩側(cè)檢無壓均投入；2）線路兩側(cè)僅一側(cè)檢同步投入。答：1）在檢無壓和檢同步三相自動重合閘中，當(dāng)線路兩側(cè)檢無壓均投入時，則線路兩側(cè)斷路器跳閘后，兩側(cè)均檢測到線路無電壓，兩側(cè)斷路器合上，勢必造成不檢同步合閘，容易造成沖擊電流，甚至引起系統(tǒng)振蕩2）在檢無壓和檢同步三相自動重合閘中，當(dāng)線路兩側(cè)僅一側(cè)檢同步投入時：（1）檢同步側(cè)該功能未投入，則兩側(cè)斷路器跳閘后，檢無壓側(cè)檢測到線路無壓進(jìn)行重合，而同步側(cè)因為檢同步功能未投入，所以將無法合閘；（2）若檢無壓側(cè)未投入檢同步功能，則當(dāng)該側(cè)斷路器誤跳時，此時線路有壓，不能通過檢無壓功能合閘，而檢同步功能未投入，將造成該側(cè)斷路器不能通過檢同步功能合閘。因此，同步檢定不能只投入某一側(cè)，必須是線路兩側(cè)的同步檢定都投入。3.試述重合閘兩種起動方式的優(yōu)缺點。答：重合閘的啟動方式通常有由不對應(yīng)啟動和保護(hù)啟動兩種。1）不對應(yīng)啟動方式的優(yōu)點是簡單可靠，可糾正斷路器誤碰或誤跳，提高供電的可靠性和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。缺點是當(dāng)斷路器的輔助接點接觸不良時，不對應(yīng)啟動方式將失敗。2）保護(hù)啟動方式的優(yōu)點是可糾正繼電保護(hù)誤動作引起的誤跳閘。缺點是不能糾正斷路器的誤動。4.試述檢定同步的工作原理。答：同步檢定方法主要有利用程序計算的方法檢定同步和同步檢定繼電器檢定同步，兩種方法檢定同步的基本原理是相似的。以同步檢定繼電器檢定同步為例，其檢定同步的工作原理如下：當(dāng)兩側(cè)電源電壓大小不相等或相位不相同時，同步檢定繼電器鐵芯中的合成磁通不等于零，在電磁力矩的作用下，繼電器觸點打開，斷開重合閘啟動回路；當(dāng)兩側(cè)電源滿足同步條件時，同步檢定繼電器的觸點閉合，接通重合閘啟動回路。5.重合閘有哪些閉鎖條件？答：輸電線重合閘閉鎖主要有以下幾個條件：1）手動跳閘或通過遙控裝置跳閘時。（當(dāng)手動跳閘時，如果合到的是故障線路，保護(hù)會立即動作將斷路器跳閘，此時重合閘不允許啟動。）2）閉鎖重合閘的裝置動作時。（如母線差動保護(hù)、變壓器保護(hù)、按頻率自動減負(fù)荷裝置等動作。）3）檢線路無壓或檢同期不成功時。4）短路器液（氣）壓操動機構(gòu)的液（氣）壓降低到不允許合閘的程度，或斷路器彈簧操動結(jié)構(gòu)的彈簧未儲能時。5）斷路器控制回路斷線時。6）重合閘未投時。7）重合閘發(fā)出重合脈沖的同時，閉鎖重合閘。對于綜合重合閘，閉鎖條件還包括：1）由保護(hù)定制控制字設(shè)定閉鎖重合閘的故障出現(xiàn)時：如相間距離II段、III段；接地距離II段、III段；零序電流保護(hù)II段、III段；選相無效、非全相運行期間健全相發(fā)生故障引起的三相跳閘等。2）使用單相重合閘方式，而保護(hù)動作三相跳閘3）當(dāng)線路配置雙重化保護(hù)時，若兩套保護(hù)的重合閘同時投入運行，則重合閘也實現(xiàn)了雙重化。為避免兩套裝置的重合閘出現(xiàn)不允許的兩次重合情況，每套裝置的重合閘檢測到另一套重合閘已將斷路器合上后，應(yīng)立即閉鎖本裝置的重合閘。如果不采取這一閉鎖措施，則不允許兩套裝置中的重合閘同時投入運行，只能一套投入運行。6.為何重合閘需要“充電”？“充電”代表什么？重合閘的充電時間為何需在15s以上？答：充電準(zhǔn)備線路發(fā)生故障，ARC動作一次，表示斷路器進(jìn)行了一次“跳閘一合閘”過程或者“跳閘一合閘一跳閘”過程。為保證斷路器切斷能力的恢復(fù)，斷路器進(jìn)入第二次“跳閘一合閘”過程須有足夠的時間，否則切斷能力會下降。為此，ARC動作后需經(jīng)過一定間隔時間(也可稱ARC復(fù)歸時間)才能投入，一般這一間隔時間取10一15s。另外，線路上發(fā)生永久性故障時，ARC動作后，也應(yīng)經(jīng)過一定時間后ARC才能動作，以免ARC的多次動作。為滿足上述兩方面要求，重合閘“準(zhǔn)備好(Ready)”時間常被稱為“充電時間”.一般取15一25s.7.在單相重合閘時，為何重合閘的計時要從最后一次故障跳閘算起？答：對于采用綜合重合閘的線路，假定線路第一次發(fā)生的故障是單相接地故障，故障相跳閘后，單相重合閘開始計時，若在計時過程當(dāng)中，健全相又發(fā)生故障，則保護(hù)進(jìn)行三相跳閘，則有可能出現(xiàn)第二次發(fā)生故障的相剛一跳閘，沒有適當(dāng)間隔時間，就收到單相重合閘發(fā)出的重合脈沖立即合閘。這樣除了故障點電弧去游離不充分，造成重合不成功，同時由于斷路器剛剛分閘完畢又接著合閘，會使斷路器的遮斷容量減小。對某些斷路器來說，還有可能引起爆炸。還有可能出現(xiàn)既收到跳閘命令又收到合閘命令的情況，導(dǎo)致斷路器跳不開、合不上的現(xiàn)象。為保證斷路器的安全，綜合重合閘裝置的動作時間應(yīng)從斷路器最后一次跳閘算起。8.什么是重合閘的前加速保護(hù)，什么是重合閘的后加速保護(hù)，各具有什么優(yōu)點？答：重合閘前加速保護(hù)是指當(dāng)線路上發(fā)生故障時，靠近電源側(cè)的保護(hù)首先無選擇性瞬時動作跳閘，而后借助自動重合閘來糾正這種非選擇性動作。當(dāng)重合于故障時，無選擇性的保護(hù)自動解除，保護(hù)按原有選擇性要求動作。前加速保護(hù)的優(yōu)點：1）能快速切除線路上的瞬時性故障。2)由于能快速切除瞬時性故障，故障點發(fā)展成永久性故障的可能性小，從而提高重合閘的成功率。3)由于能快速切除故障，能保證發(fā)電廠和重要變電所的負(fù)荷少受影響。4)使用設(shè)備少，簡單經(jīng)濟(在數(shù)字保護(hù)中該優(yōu)點不存在)。前加速保護(hù)的缺點：1)靠近電源一側(cè)斷路器工作條件惡化，切除故障次數(shù)與合閘次數(shù)多。2)當(dāng)ARC拒動或首端斷路器拒合時，將擴大停電范圍，甚至在最末一級線路上的故障，也能造成除電源側(cè)母線用戶外其他所有用戶的停電。3)重合于永久性故障時，故障切除的時間可能較長。4)在重合閘過程中除電源側(cè)母線負(fù)荷外，其他用戶都要暫時停電。重合閘前加速保護(hù)主要用于35kV以下由發(fā)電廠或重要變電所引出的不太重要的直配線上。重合閘后加速保護(hù)是指當(dāng)線路發(fā)生故障時，保護(hù)首先有選擇性動作切除故障，重合閘進(jìn)行一次重合。若重合于瞬時性故障，則線路恢復(fù)供電；如果重合于永久性故障上，則保護(hù)裝置加速動作，瞬時切除故障。后加速保護(hù)的優(yōu)點：1）故障首次切除是有選擇性的，不會擴大停電范圍。2)重合于永久性故障，仍能快速、有選擇性地將故障切除。3)應(yīng)用不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件限制。后加速保護(hù)的缺點：1)首次故障的切除可能帶有時限，但對裝有縱聯(lián)保護(hù)的線路上發(fā)生的故障，兩側(cè)保護(hù)均可瞬時動作跳閘，該缺點并不存在。2)每條線路的斷路器上都應(yīng)設(shè)ARC，這對數(shù)字式保護(hù)來說并不增加多大的復(fù)雜性。根據(jù)以上分析，重合閘后加速保護(hù)的優(yōu)點是明顯的，廣泛應(yīng)用在各級電網(wǎng)，特別是高壓電網(wǎng)中。9.在綜合重合閘中，對選相元件的要求是什么？答：選相元件只負(fù)責(zé)選出故障相，不起判斷故障點是否在保護(hù)區(qū)內(nèi)的作用，對選相元件的要求如下:在保護(hù)區(qū)內(nèi)部發(fā)生任何形式的短路故障時，均能判斷出故障相別，或判斷出是單相故障還是多相故障。單相故障時，非故障相選相元件可靠不動作。在正常運行時，選相元件不動作。動作速度要快，不影響繼電保護(hù)快速切除故障。10.非全相運行過程中，為何要將零序方向縱聯(lián)保護(hù)、距離方向縱聯(lián)保護(hù)退出？答：線路轉(zhuǎn)入非全相運行，當(dāng)采用母線側(cè)TV時，線路兩側(cè)的零序方向元件處于動作狀態(tài)，相當(dāng)于健全相上發(fā)生接地故障時；當(dāng)采用線路側(cè)TV時，雖然兩側(cè)的零序方向元件不可能同時動作，但當(dāng)健全相上發(fā)生接地故障時，并不能保證線路兩側(cè)的零序方向元件一定動作，即在這種情況下零序方向縱聯(lián)保護(hù)有發(fā)生拒動的可能?；谏鲜鲈?，在非全相運行期間，零序方向縱聯(lián)保護(hù)退出工作。在非全相運行期間，健全相上的Ⅱ段距離(接地、相間)保護(hù)得到了加速。因此在非全相運行期間，距離方向縱聯(lián)保護(hù)沒有投入必要，同樣是退出工作。11.為什么單相重合閘的動作時間一般要比三相重合閘的動作時間長？答：單相重合閘動作后，線路出現(xiàn)非全相運行。在非全相運行期間，因潛供電流的影響，與三相重合閘相比，故障點具有熄弧慢的特點，因此單相重合閘時間比三相重合閘動作時間長。12.試比較單相重合閘與三相重合閘的優(yōu)缺點？答：使用單相重合閘時會出現(xiàn)非全相運行，除縱聯(lián)保護(hù)需要考慮一些特殊問題外，對零序電流保護(hù)的整定和配合產(chǎn)生了很大影響，也使中、短線路的零序電流保護(hù)不能充分發(fā)揮作用。使用三相重合閘時，各種保護(hù)的出口回路可以直接動作于斷路器。使用單相重合閘時，除了本身有選相能力的保護(hù)外。所有縱聯(lián)保護(hù)、相間距離保護(hù)、零序電流保護(hù)等，都必須經(jīng)單相重合閘的選相元件控制，才能動作于斷路器。當(dāng)線路發(fā)生單相接地進(jìn)行三相重合閘時，會比單相重合閘產(chǎn)生較大的操作過電壓。這是由于三相跳閘、電流過零時斷電，在非故障相上會保留相當(dāng)于相電壓峰值的殘余電荷電壓，而重合閘的斷電時間較短，上述非故障相的電壓變化不大，因而在重合時會產(chǎn)生較大的操作過電壓。而當(dāng)使用單相重合閘時，重合時的故障相電壓一般只有17%左右(由于線路本身電容分壓產(chǎn)生)，因而沒有操作過電壓問題。從較長時間在110kV及220kV電網(wǎng)采用三相重合閘的運行情況來看，一般中、短線路操作過電壓方面的問題并不突出。采用三相重合閘時，在最不利的情況下，有可能重合于三相短路故障，有的線路經(jīng)穩(wěn)定計算認(rèn)為必須避免這種情況時，可以考慮在三相重合閘中增設(shè)簡單的相間故障判別元件，使它在單相故障時實現(xiàn)重合，在相間故降時不重合。單相重合閘可以實現(xiàn)單跳、單合，系統(tǒng)沒有失去同步，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定性和重合的成功率。13.雙側(cè)電源線路上故障點的斷電時間與哪些因素有關(guān)？試說明。答：雙側(cè)電源線路重合閘動作時間不同于單側(cè)電源線路重合閘，在雙側(cè)電源線路上，重合閘動作時限必須考慮兩側(cè)保護(hù)不同時切除故障的時間差，因為只有兩側(cè)斷路器都跳閘后，故障點才完全斷電，周圍介質(zhì)才開始去游離。因此重合閘最小動作時間除要考慮單側(cè)電源線路重合閘動作時間的要求外，還要考慮，動作時間式中為兩側(cè)保護(hù)動作時間差，