3)后加速过电流保护:
① 安装在变压器电源侧的自动投入装置,如投入在故障设备上,后加速保护应快速切除故障,本级线路电源侧速动段保护的非选择性动作由重合闸来补救,电流定值应对故障设备有足够的灵敏系数,同时还应可靠躲过包括自启动电流在内的最大负荷电流。 ② 安装在变压器负荷侧的自动投入装置,如投入在故障设备上,为提高投入成功率,后加速保护宜带0.2~0.3s延时,电流定值应对故障设备有足够的灵敏系数,同时还应可靠躲过包括自启动电流在内的最大负荷电流。
43. 对电流互感器和电压互感器的一、二次侧引出端子为什么要标出极性?为什么采用减极
性标注?P107
答:电流互感器、单相电压互感器(或三相电压互感器的-相)的一、二次侧都有两个
引出端子。任何一侧的引出端子用错,都会使二次电流或电压的相位变化180°,
影响测量仪表和继电保护装置的正确工作,因此必须对引出端子做出极性标记,以防接线错误。
电流互感器和单相电压互感器一、二次侧引出端子上一般均标有“*”或“+”或”“2”符号,或脚注(如1作头,2作尾;或A、a作头,X、x作尾)。一、二次侧引出端子上同一符号或同名脚注为同极性端子。以电流互感器为例,如图1所示,N1为一次绕组的匝数,N2为二次绕组的匝数,它们的标有“2”号的两个端子为同极性端子。这种标注称为减极性标注。其含义是:当同时从一、二次绕组的同极性端子通入一电流时,它们在铁芯中产生的磁通的方向相同;而当一次绕组从标“2”号端子通入流时,则在二次绕组中感应的电流应从非标“2” 号端流向标“2”号端。如果我们从同极性端(两标“2”号端,或两非标“2”号端)观察时,一、二次侧的电流方向相反,故称这种标记为减极性标记。
减极性标记有它的优点,即当从一次侧标“2”号端通人电流I1时,二次电流I2从其标“2”号端子流出(见图1),铁芯中的合成磁通势应为一次绕组与二次绕组磁通势的相量差,即N1I1-N2I2=0或I2 =(N1/ N2)I1 =I1’。这表明,I1 、I2同相位,或可用同一相量表示一次电流和二次电流(当忽略励磁电流时),因此采用减极性标记。
电压互感器的极性标示方法和电流互感器的相同,但应注意,对于三相电压互感器,其一次绕组的首尾端常分别用A、B、C和X、Y、Z标记,其二次绕组的首尾端分别用a、b、c和x、y、z标记。采用减极性标记,即从一、二次侧的首端(或终端)看,流过一、二次绕组的
电流方向相反。这样,当忽略电压误差和角误差时,一、二次电压同相位,并可用同一相量表示(见图2)。
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44. 电压互感器和电流互感器在作用原理上有什么区别?P108
答:主要区别是正常运行时工作状态很不相同,表现为:
1) 电流互感器二次可以短路,但不得开路;电压互感器二次可以开路,但不得短
路;
2) 相对于二次侧的负荷来说,电压互感器的一次内阻抗较小以至可以忽略,可以认为电压互感器是一个电压源;而电流互感器的一次却内阻很大,以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。 3) 电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值,故障时磁通密度下降;电流互感器正常工作时磁通密度很低,而短路时由于一次侧短路电流变得很大,使磁通密度大大增加。有时甚至远远超过饱和值。
45. 什么叫电抗变压器?它与电流互感器有什么区别?P109
答:电抗变压器是把输入电流转换成输出电压的中间转换装置,同时也起隔离作用,要
求输入电流与输出电压成线性关系。
电流互感器是改变电流的转换装置。它将高压大电流转换成低压小电流,呈线性转变,因此要求励磁阻抗大,即励磁电流小,负载阻抗小。而电抗变压器正好与其相反。电抗变压器的励磁电流大,二次负载阻抗大,处于开路工作状态;而电流互感器二次负载阻抗远小于其励磁阻抗,处于短路工作状态。
46. 电流互感器在运行中为什么要严防二次侧开路?P109
答:电流互感器在正常运行时,二次电流产生的磁通势对一次电流产生的磁通势起去磁
作用,励磁电流甚小,铁芯中的总磁通很小,二次绕组的感应电动势不超过几十伏。
如果二次侧开路,二次电流的去磁作用消失,其一次电流完全变为励磁电流,,引起铁芯内磁通剧增,铁芯处于高度饱和状态,加之二次绕组的匝数很多,根据电磁感应定律E=4.44fNB,就会在二次绕组两端产生很高(甚至可达数千伏)的电压,不但可能损坏二次绕组的绝缘,而且将严重危及人身安全。再者,由于磁感应强度
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剧增,使铁芯损耗增大,严重发热,甚至烧坏绝缘。因此,电流互感器二次侧开路是绝对不允许的,这是电气试验人员的一个大忌。鉴于以上原因,电流互感器的二次回路中不能装设熔断器;二次回路一般不进行切换,若需要切换时,应有防止开路的可靠措施。
47. 电压互感器在运行中为什么要严防二次侧短路?P109
答:电压互感器是一个内阻极小的电压源,正常运行时负载阻抗很大,相当于开路状态,
二次侧仅有很小的负载电流,当二次侧短路时,负载阻抗为零,将产生很大的短路
电流,会将电压互感器烧坏。因此,电压互感器二次侧短路是电气试验人员的又一个大忌。
48. 电流互感器二次绕组的接线有哪几种方式?P111
答:根据继电保护和自动装置的不同要求,电流互感器二次绕组通常有以下几种接线方
式:
1) 完全(三相)星形接线; 2) 不完全(两相)星形接线; 3) 三角形接线;
4) 三相并接以获得零序电流接线; 5) 两相差接线;
6) 一相用两只电流互感器串联的接线; 7) 一相用两只电流互感器并联的接线。
49. 什么是电流互感器的10%误差曲线?P110
答:设Ki为电流互感器的变比,其一次电流I1与二次电流I2有I2=I1/Ki的关系,在Ki
为常数(电流互感器不饱和)时,是一条直线,如图1中的直线1所示。当电流互
感器铁芯开始饱和后,I2与I1/Ki就不再保持线性关系,而是如图(1)中的曲线2所示,呈铁芯的磁化曲线状。继电保护要求电流互感器的一次电流I1等于最大短路电流时,其变比误差小于或等于10%。因此,我们可以在图(1)中找到一个电
//
流值I1,b,自I1,b点作垂线与曲线1、2分别相交于B、A点,且BA=0.1I1(I1为归算到二次侧的I1值)。如果电流互感器的一次电流I1≤I1,b,其变比误差就不会大于10%;如果I1>I1,b,其变比误差就大于10%。
另外,电流互感器的变比误差还与其二次负载阻抗有关,为了便于计算,制造厂对每种电流互感器提供了在m10下允许的二次负载阻抗值Zen,曲线m10=f(Zen)就称为电流互感器的10%误差曲线,如图2所示。已知m10的值后,从该曲线上就可很方便地得出允许的负载阻抗。如果它大于或等于实际的负载阻抗,误差就满足要求,否则,应设法降低实际负载阻抗,直至满足要求为止。当然,也可在已知实际负载阻抗后,从该曲线上求出允许的m1o,以与流经电流互感器一次绕组的最大
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短路电流作比较。
50. 写出电流互感器10%误差试验、计算的步骤,当不满足要求时应采取哪些措施?二次回
路负载怎样分析?P111
答:电流互感器10%误差试验、计算的步骤:
1) 收集数据:保护类型、整定值、变比和电流互感器接线方式。
2) 测量电流互感器二次绕组直流电阻R2,近似代替电流互感器二次绕组漏抗Z2,110~220kv的电流互感器取R2=Z2,35kv贯穿式或厂用馈电线电流互感器取3R2=Z2。以
3) 用伏安特性法测试U=f(Ie)曲线,用下式分别求出励磁电压、励磁阻抗、电流倍数、允许负载的数值
U—IeZ2 E
Ze=
Ie I
m10= 1I1N E
Zen = —Z2
9Ie
4) 求计算电流倍数mca ①纵差保护
mca=KrelIk,max/I1,N
式中 Ik,max—— 最大穿越故障短路电流;
Krel —— 考虑非周期分量影响后的可靠系数,采用速饱和变流器
的,Krel =1.3,不带速饱和变流器的,Krel =2;
I1,N—— 电流互感器一次侧额定电流。
②限时速断保护
KrelIop I2,NKco
式中 Iop—— 继电器动作电流;
Krel—— 可靠系数,取1.1;
I2,N—— 电流互感器二次额定电流; Kco—— 电流互感器接线系数。
mca=
③距离保护
KrelIk I1,N
式中 Ik—— 保护装置第I段末端短路时故障电流;
mca=
Krel—— 可靠系数,t≤0.5″,取1.5,t>0.5″,取1.3。
④母差保护
KrelIk,max mca=
I1,N
式中 Ik,max—— 穿越故障时流过电流互感器最大短路电流;
Krel—— 可靠系数,取1.3。
5) 实测电流互感器二次负载。
测试时在电流互感器输出处通电,测差动回路阻抗时应将差动线圈短接。计算式为
Z+Z—ZBC ZA= ABCA
2
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E=
ZAB+ZBC—ZCA
2
Z+Z—ZAB ZC= BCCA2
6) 计算电流互感器二次负载
电流互感器两端电压
电流互感器负载=
电流互感器绕组内流过电流
①星形接线三相过流及零序电流保护接线见图1。
ZB=
a) 三相短路(中性线内无电流)
Ua= Ia(ZL+ZK)
I(ZL+ZK) Z= a=ZL+ZK
Ia
(2)
b) 两相短路(以K ab为例)
1 Ua= 2Ia(ZL+ZK)
2 Ua Z= =ZL+ZK
Ia
c) 单相短路(以K a(1)为例)
Ua=Ia(ZL+ZK+Zk,o+ZL)
U
Z= a=2ZL+ZK+ZK,O
Ia
若二次负载采用2ZL+ZK+ZK,O,计算电流倍数应采用单相接地电流值;若采用ZL+ZK,则应取相间短路电流值,哪种情况严重,采用哪种组合方式。
② 两相三继电器式过流保护接线见图2。
a) 三相短路(中性线内是一B相电流)
j30
Ua=Ia(ZL+ZK)—Ib(ZL+ZK)=√3Iae°(ZL+ZK)
Ua Z= =√3(ZL+ZK)
Ia (2)(2)
b) 两相短路(K ab或K ac为例)
Ua=Ia(ZL+ZK)+ Ia(ZL+ZK)=2 Ia(ZL+ZK)
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