图E-96
3. 图E-93为负序电压滤过器原理接线图，试画出通入正常电压的相量图（已知R1=
XC1，
R2=
XC2）。
答案:答：如图E-94所示。
六、论述题（请填写答案，每题10分，共21题）
1. 为什么要求高频阻波器的阻塞阻抗要含有足够的电阻分量？
答案:答：阻波器的作用是阻止高频信号电流外流，因为高频信号的外流必须要通过阻波器和加
工母线对地阻抗串联才形成分流回路。而母线对地阻抗一般情况下是容抗，但也有可能是感抗，因此要求阻波器的阻塞阻抗要含有足够大的电阻分量，以保证即使阻塞阻抗的电抗分量正好同母线对地容抗相抵消时，阻波器也能有良好的阻塞作用。
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2. 主设备保护的电流互感器还要校核其暂态特性的问题，为什么过去不提而现在提了呢？
答案:答：与过去相比，一是机组容量大了，输电电压也高了，使得系统的时间常数变大，从而
故障的暂态持续时间延长；二是要求主保护动作时间愈来愈快。综合上述情况势必是主保护的动作行为是在故障的暂态过程中完成的。可见，暂态特性成了重要问题，特别是当重合于永久故障时，第一次的暂态过程尚未结束，第二次故障的暂态过程又出现了，所以现在对主设备保护的电流互感器的暂态特性必须加以关注。
3. 断路器失灵保护中电流控制元件怎样整定？
答案:答：电流控制元件按最小运行方式下，本端母线故障，对端故障电流最小时应有足够的灵
敏度来整定，并保证在母联断路器断开后，电流控制元件应能可靠动作。电流控制元件的整定值一般应大于负荷电流，如果按灵敏度的要求整定后，不能躲过负荷电流，则应满足灵敏度的要求。
4. 大接地电流系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护，而要单独采用零序电流保
护？
答案:答：三相式星形接线的相间电流保护，虽然也能反映接地短路，但用来保护接地短路时，
在定值上要躲过最大负荷电流，在动作时间上要由用户到电源方向按阶梯原则逐级递增一个时间级差来配合。而专门反映接地短路的零序电流保护，则不需要按此原则来整定，故其灵敏度高，动作时限短，且因线路的零序阻抗比正序阻抗大得多，零序电流保护的保护范围长，上下级保护之间容易配合。故一般不用相间电流保护兼作零序电流保护。
5. 大型发电机失磁保护，在什么情况下采用异步边界阻抗圆？又在什么情况下采用静稳极限阻抗
圆？说明理由。
答案:答：在负荷中心，系统等值阻抗小的宜选用异步边界阻抗圆；远离负荷中心，系统等值阻
抗大的宜选用静稳极限阻抗圆。理由是远离负荷中心的大型发电机失磁后，机端等有功阻抗圆可能不与异步边界阻抗圆相交，失磁保护动作慢，造成对侧保护跳闸，扩大事故范围。
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6. 为什么大容量发电机应采用负序反时限过流保护？
答案:答：负荷或系统的不对称，引起负序电流流过发电机定子绕组，并在发电机空气隙中建立
负序旋转磁场，使转子感应出两倍频率的电流，引起转子发热。大型发电机由于采用了直接冷却式（水内冷和氢内冷），使其体积增大比容量增大要小，同时，基于经济和技术上的原因，大型机组的热容量裕度一般比中小型机组小。因此，转子的负序附加发热更应该注意，总的趋势是单机容量越大，A值越小，转子承受负序电流的能力越低，所以要特别强调对大型发电机的负序保护。发电机允许负序电流的持续时间关系式为A＝I2t，I2越大，允许的时间越短，I2越小，允许的时间越长。由于发电机对I2的这种反时限特性，故在大型机组上应采用负序反时限过流保护。
7. 发电机为什么要装设负序电流保护？
答案:答：电力系统发生不对称短路或者三相不对称运行时，发电机定子绕组中就有负序电流，
这个电流在发电机气隙中产生反向旋转磁场，相对于转子为两倍同步转速。因此在转子部件中出现倍频电流，该电流使得转子上电流密度很大的某些部位局部灼伤，严重时可能使护环受热松脱，使发电机造成重大损坏。另外100Hz的交变电磁力矩，将作用在转子大轴和定子机座上，引起频率为100Hz的振动。
为防止上述危害发电机的问题发生，必须设置负序电流保护。
8. 若主变压器接地后备保护中零序过流与间隙过流共用一组TA有何危害？
答案:答：（1）不应该共用一组。
（2）该两种保护TA独立设置后则不需人为进行投、退操作，自动实现中性点接地时投入零序过流（退出间隙过流）、中性点不接地时投入间隙过流（退出零序过流）的要求，安全可靠。
反之，两者公用一组TA有如下弊端：
（1）当中性点接地运行时，一旦忘记退出间隙过流保护，又遇有系统内接地故障，往往造成间隙过流误动作将本变压器切除。
（2）间隙过流元件定值很小，但每次接地故障都受到大电流冲击，易造成损坏。
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9. 利用负序加零序电流增量原理构成的振荡闭锁装置有何优点？
答案:答：由于负序加零序电流增量启动的振荡闭锁装置能较好地区别振荡和短路，能防止系统
振荡时由于负序电流滤过器的不平衡输出的增大而引起保护误动作，还能防止线路不换位、三相不平衡、有谐波分量、非全相运行等稳态不平衡时滤过器的不平衡输出。闭锁装置采取\振荡不停息，闭锁不解除\的设计原则，使保护不会因振荡延续时间过长而误动作。由于保护只在执行元件动作后短时投入，因此振荡时系统进行操作也不会引起保护误动作。此外这种振荡闭锁装置还具有较高的灵敏度和较快的动作速度，因此获得广泛应用。
10. 电网中主要的安全自动装置种类和作用？
答案:答：电网中主要的安全自动装置种类和作用：
（1）低频、低压解列装置：地区功率不平衡且缺额较大时，应考虑在适当地点安装低频低压解列装置，以保证该地区与系统解列后，不因频率或电压崩溃造成全停事故，同时也能保证重要用户供电。
（2）振荡（失步）解列装置：经过稳定计算，在可能失去稳定的联络线上安装振荡解列装置，一旦稳定破坏，该装置自动跳开联络线，将失去稳定的系统与主系统解列，以平息振荡。
（3）切负荷装置：为了解决与系统联系薄弱地区的正常受电问题，在主要变电站安装切负荷装置，当受电地区与主系统失去联系时，该装置动作切除部分负荷，以保证该区域发供电的平衡，也可以保证当一回联络线跳闸时，其他联络线不过负荷。
（4）自动低频、低压减负荷装置：是电力系统重要的安全自动装置之一，它在电力系统发生事故出现功率缺额使电网频率、电压急剧下降时，自动切除部分负荷，防止系统频率、电压崩溃，使系统恢复正常，保证电网的安全稳定运行和对重要用户的连续供电。
（5）大小电流联切装置：主要控制联络线正向反向过负荷而设置。
（6）切机装置：其作用是保证故障载流元件不严重过负荷；使解列后的电厂或局部地区电网频率不会过高，功率基本平衡，以防止锅炉灭火扩大事故；可提高稳定极限。
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11. 如何利用断开一相工作电压，分别在A、B、C三相通入工作电流的方法来检验负序功率方向继
电器接线的正确性。
答案:答：（1）测出负荷电流和相应的工作电压的正确相位。
（2）断开断路器一相电压，并将断开相的端子与UＮ相连，以模拟负序电压，如断开A相，则。
（3）分别加入继电器A、B、C相电流，并将其他两相与继电器断开且与电源短路，以观察继电器动作情况。
（4）利用A、B、C相负荷电流，分别求相对应的负序电流及相位。如通入A相电流时，其
，同理，通入B相电流时
（5）以模拟出的
，通入C相电流
。
为基准，绘出负序功率方向继电器的动作特性图，然后将（4）项所得的负序电
流分别绘到功率方向继电器的特性图上，以分析继电器的动作情况。如果继电器的动作情况与分析所得的结果相等，则认为接线正确。 如以断开A相电压求出的负序电压
为基准绘出负序功率方向继电器的动作特性如图F-5所示（假设
线路只送有功）。由图F-5可知，分别通入A、C相电流继电器动作，通入B相电流时继电器不动作。
图F-5
12. 负序电流继电器在正常运行中，由于电流回路一相断线，此时负序电流与负荷电流的关系是
什么？试分析之。
答案:答：运行中负序电流继电器流过的电流为三相对称正序电流，当其电流回路一相断线时，流入
继电器的电流为两相大小相等相位相差120°的电流，用对称分量法分析，其负序分量为
。如A相断线，则
，同理B相或C相断线时，则I2分别为
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或，