Id=
?Ii?1n。i，
式中（公式）。I=1，2，??，n为母线上各支路电流，I dset为差电流定值，Kr为比率制动系数。
图5-4-7 题5.4.7图
（1）若考虑区内故障有20%的总故障电流流出母线，求Kr的值。
（2）若考虑区外故障，故障支路的电流互感器的误差为?，其余支路的误差忽略不计，设
??80%，求Kr的值。
（3）在上述两个条件下整定Kr的值。 （4）动作判据的特点。
答：按单侧电源母差考虑。
（1）如图5-4-7所示，区内故障有20%的总故障电流流出母线，设故障总电流为IK，标幺值为1.0，则有0.2IK的负荷电流。
I1 = IK + I2=1 + 0.2
I2 = 0.2 则 Id =1.2 —0.2
Ir =I1 +I２ =1.2 +0.2 = 1.4 Kr = 1/（1.4 — 1）= 1/0.4 = 2.5
（2）区外故障时，I2侧误差为?，I1 = 1，I2= 1—?，
Id = I1 —I2 =1—（1—?）=?，Ir = 1+ （1—?）=2 —?
Kr=?/（2—?—?）=?/（2—2?）
若?=80%，则Kr=0.8/（2—1.6）=0.8/0.4=2
（3）实际电流互感器误差小于80%，为了提高区内故障的灵敏性，Kr取2。 （4）区内故障灵敏度高，区外故障有较强的制动特性。 5.4.8 试述双母线接线方式时断路器失灵保护的设计原则？
答：双母线接线方式断路器失灵保护的设计原则是：
(1)对带有母联断路器和分段断路器的母线，要求断路器失灵保护应首先动作于断开断路器或分段断路器，然后动作于与拒动断路器接于同一母线上的所有电源支路的断路器；
。。
(2)断路器失灵保护由故障元件的继电保护启动，手动跳开断路器是不可启动失灵保护； (3)在启动失灵保护的回路中，除故障元件保护的触点外，还应包括断路器失灵判别元件的触点，利用失灵分向判别元件来检测断路器失灵故障的存在；
(4)为从时间上判别断路器失灵故障的存在，失灵保护的动作时间应大于故障元件断路器跳闸时间和继电保护返回时间之和；
(5)为防止失灵保护的误动，失灵保护回路中任一对触点闭合时，应使失灵保护不被误启动或引起误跳闸；
(6)断路器失灵保护应由负序、零序和低电压闭锁元件。对于变压器、发电机变压器组采用分相操作的断路器，允许只考虑单相拒动，应用零序电流代替相电流判别元件和电压闭锁元件；
(7)当变压器发生故障或不采用母线重合闸时，失灵保护动作应闭锁各连接元件的重合闸回路，以防止对故障元件进行重合；
(8)当以旁路断路器代某一连接元件的断路器时，失灵保护的启动回路可作相应切换； (9)当某一连接元件退出运行时，它的启动失灵保护的回路应同时退出工作，以防止试验时引起失灵保护的误动；
(10)失灵保护动作应有专用信号表示。
5.4.9 断路器失灵保护中电流控制元件的整定原则是什么？
答：应保证对线路末端单相接地故障或变压器低压侧故障时有足够灵敏度，灵敏系数大于1.3，并尽可能躲过正常运行复合电流。
5.4.10 在母线电流差动保护中，为什么要采用电压闭锁元件？怎样闭锁？
答：为了防止差动继电器误动作或误碰出口中间继电器造成母线保护误动作，故采用电压闭锁元件。它利用接在每组母线电压互感器二次侧上的低电压继电器、负序电压继电器和零序过电压继电器实现。低电压继电器和负序电压继电器反应各种相间短路故障，零序过电压继电器反应各种接地故障。利用电压元件对母线保护进行闭锁，接线简单。防止母线保护误动接线是将电压重动继电器的触点串接在各个跳闸回路中。这种方式如误碰出口中间继电器不会引起母线保护误动作，因此被广泛采用。
5.4.11 一个半断路器接线方式如图5-4-11所示。 （1）1QF的断路器失灵保护应有哪些保护启动？
（2）2QF的断路器失灵保护动作后应跳哪些断路器？并说明理由。
图5-4-11 题5.4.11图
答：（1）1QF的断路器失灵保护应有Ⅰ母线差动保护、L1的线路保护、短引线保护等保护启动。
（2）L1的线路保护动作后跳2QF，若2QF拒动，则断路器失灵保护动作后跳3QF和启动远方跳闸装置跳同一运行线路L2对侧5QF断路器。
L2的线路保护动作后跳2QF，若2QF拒动，则断路器失灵保护动作后跳1QF和启动远方跳闸装置跳同一运行线路L1对侧4QF断路器。
当本线路故障而断路器拒动时，2QF断路器失灵保护为了消除故障，必须启动同一串中供给故障电流的相邻线路跳闸，这样只能使用远方跳闸装置使对侧的断路器跳闸。因而断路器失灵保护应按断路器设置，其鉴别元件采用反应本身断路器位置状态的相电流。 5.4.12 远方直接跳闸回路如何设计，为什么？
答：远方直接跳闸回路为了防止误收远切信号误跳断路器，必须增设就地判据。只有当需要远切的系统一次现象确实同时出现时，才允许远切命令执行。当然为确保远切命令的可靠动作，也需要双重化的配置。
远方直接跳闸回路的设计既能保证可靠动作且又不误动，因此可以采用如下双重化原则，即双通道信号分别经独力的综合就地判据控制实现（1＋1）32的跳闸串、并联方式。如果考虑就地判据失灵，可增设双通道信号串联、较长时间动作的后备跳闸方式。
5.4.13 图5-4-13所示为一550kV系统地示意图，试分别对1、2、3号断路器进行失灵保护方案设
计，要求：
（1）叙述保护设计原则； （2）叙述每个元件的整定原则。
图5-4-13 题5.4.13图
答：（1）1号断路器。 设计原则：
1)断路器失灵保护应首先动作于断开母联断路器，然后动作于断开于拒动断路器连接在同一母线上的所有电源支路的断路器。
2)断路器失灵保护由故障元件的继电保护启动，手动跳开断路器时不可启动失灵保护。 3)在启动失灵保护的回路中，除故障元件保护的触点外，还应包括断路器失灵判别元件的触点，利用失灵分相判别元件来检测断路器失灵故障的存在（触点串联）。
4)断路器失灵保护应有负序、零序和低电压闭锁元件。
5)当某一连接元件退出运行时，它的启动失灵保护的回路应同时退出工作，以防止试验时引起失灵保护的误动作。
6)失灵保护动作应有专用信号表示。 整定原则：
按保证AB线路末端单相接地短路时电流及复合电压元件有灵敏度整定，0.15s跳母联断路器，0.3s跳相邻断路器。
（2）2号断路器 设计原则：
1）断路器失灵保护动作后瞬时跳本断路器1次，经0.25s断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有断路器。
2）鉴别元件采用2号断路器的相电流元件，手动跳开断路器时不可启动失灵保护。 3）与1号断路器的3）、5）、6）相同 整定原则：
按保证BA线路末端单相接地短路时电流元件有灵敏度整定，0.25s跳相邻断路器。 （3）3号断路器。 设计原则：
1) 与2号断路器的相同。
2) 应采取远方跳闸装置，使线路BA及BC线路对端断路器跳闸并闭锁其重合闸。 整定原则：
按保证BA线及BC线路末端单相接地短路时电流元件有灵敏度整定，0.25s跳相邻断路器及对端断路器。
5.4.14 某双母线接线形式的变电站中，装设有母差保护和失灵保护，当一组母线PT出现异常需要退出运行时，是否允许母线维持正常方式且将PT二次并列运行，为什么？
答：征集答案
5.4.15 简述双母线接线方式的断路器失灵保护的跳闸顺序，并简要说明其理由。具体说明我网现行规定的跳闸时间？
答：以较短时间动作于断开母联断路器或分段断路器，再经一时限动作于连接在同一母线上的所有元件的断路器，一般使用精度高的时间元件，两段时限分别整定为0.15s和0.3s。
5.4.16 在双母线接线形式的变电站中，为什么母差保护和失灵保护要采用电压闭锁元件？闭锁回路应接在什么部位？
答：在双母线接线形式的变电站中，因为母差保护和断路器失灵保护动作后所跳元件较多，一旦动作将会导致较大范围的停电、限电。为防止该两种影响面较大的保护装置误动作，除发电机变压器组的断路器非全相保护外，均应设有足够灵敏度的电压闭锁元件。
设置复合电压闭锁元件的主要目的有以下两点：
防止由于人员误碰造成母差或失灵保护误动出口，跳开多个元件。 防止母差或失灵保护由于元件损坏或受到外部干扰时误动出口。
复合电压闭锁元件的接点应分别串接在各跳闸继电器的跳闸接点回路中，不共用。 5.4.17 为什么高压电网中要安装母线保护装置？
答：母线上发生短路故障的机率虽然比输电线路少，但母线是多元件的汇合点，母线故障如不
快速切除，会使事故扩大。甚至破坏系统稳定，危及整个系统的安全运行，后果十分严重。在双母线系统中，若能有选择性的快速切除故障母线，保证健全母线继续运行，具有重要意义。因此，在高压电网中要求普遍装设母线保护装置。
5.4.18 为什么220kV及以上系统要装设断路器失灵保护，其作用是什么？
答：220kV以上的输电线路一般输送的功率大，输送距离远，为提高线路的输送能力和系统的稳定性，往往采用分相断路器和快速保护。由于断路器存在操作失灵的可能性，当线路发生故障而断路器又拒动时，将给电网带来很大威胁，故应装设断路器失灵保护装置，有选择地将失灵拒动的断路器所在（连接）母线的断路器断开，以减少设备损坏，缩小停电范围，提高系统的安全稳定性。 5.4.19 运行中母差保护不平衡电流大如何处理？
答：（1）征得调度同意，切除有关直流跳闸压板后进行；
（2）利用负荷电流，检测各分路元件电流平衡情况是否正常，相位是否正确，负荷潮流一
二次是否对应。
（3）复查CT接地点，有无两点接地现象；
（4）母差端子箱各电流互感器投切压板是否紧固，接触良好； （5）回路接线是否有误；
（6）对微机型母差保护，应检查采样精度。
5.4.20 母差保护电流回路断线闭锁动作应如何检查？
答：（1）首先应停用母差保护，检查差电流回路的每相是否有电流，如果某一相有电流，则说明该相电流回路有断线或对地短路现象。
（2）在母差端子箱内分别检查每一分路的电流是否三相平衡，如果不平衡，则说明该分路的电流回路故障。
（3）将该分路的一项设备停用进行详细检查，便可查出故障原因。 5.4.21 何为断路器失灵保护？
答：当系统发生故障，有关保护已正确动作，但因其断路器操作机构失灵而拒绝跳闸时，通过该保护作用于同一母线相邻元件的断路器使之切除故障的保护方式，称为断路器失灵保护。
5.5 绘图题
5.5.1 试画出图5-5-1-1所示一组固定连接的母差保护当4号元件倒母线时（破坏固定方式），在区
外故障时的二次电流分布。