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第8章 母 线 保 护母线是发电厂和变电所的重要组成部分，在母线上连接着发电厂和变电所的发电机、变压器、输电线路、配电线路和调相设备等，母线工作的可靠性将直接影响发电厂和变电所工作的可靠性。
此外，变电所的高压母线也是电力系统的中枢部分，如果母线的短路故障不能够迅速地切除，将会引起事故的进一步扩大，破坏电力系统的稳定运行，造成电力系统的解列事故。
因此，母线的接线方式和保护方式的正确选择和运行，是保证电力系统安全运行的重要环节之一。
本章主要介绍母线装设保护的基本原则、母线差动保护的原理等。
8.1 母线的故障及装设保护的原则母线是电力系统汇集和分配电能的重要元件，母线发生故障，将使连接在母线上的所有元件停电。
若在枢纽变电所母线上发生故障，甚至会破坏整个系统的稳定，使事故进一步扩大，后果极为严重。
运行经验表明，母线故障绝大多数是单相接地短路和由其引起的相间短路。
母线短路故障的类型比例与输电线路不同，在输电线路的短路故障中，单相接地故障约占故障总数的80%以上。
而在母线故障中，大部分故障是由绝缘子对地放电所引起的，母线故障开始阶段大多表现为单相接地故障，而随着短路电弧的移动，故障往往发展为两相或三相接地短路。
造成母线短路的主要原因有：①母线绝缘子、断路器套管以及电压、电流互感器的套管和支持绝缘子的闪络或损坏。
②运行人员的误操作，如带地线误合闸或带负荷拉开隔离开关产生电弧等。
尽管母线故障的几率比线路要少，并且通过提高运行维护水平和设备质量、采用防误操作闭锁装置，可以大大减小母线故障的次数。
但是，由于母线在电力系统中所处的重要地位，利用母线保护来减小故障所造成的影响仍是十分必要的。
由于低压电网中发电厂或变电所母线大多采用单母线或分段母线，与系统的电气距离较远，母线故障不致对系统稳定和供电可靠性带来影响，所以通常可不装设专用的母线保护，而是利用供电元件(发电机、变压器或有电源的线路等)的后备保护来切除母线故障。
第八章习题答案1、答：故障与不正常工作状态：定了绕纟R的和间短路、徂间短路、单相接地；转了绕纟R—点接地、两点接地；失磁、定子过负荷、转子过负荷、发电机过电压、发电机逆功率配置的主要保护有：纵联差动保护、匝间短路保护、定子接地保护、转子接地保护、相间过电流保护、定子过负荷保护、过电压保护、失磁保护、逆功率保护等。
2、答：答：分为完全纵差与不完全纵差两种，其中前•者鮫常用。
完全纵差保护的特点是正常运行时流入发电机两端电流互感器流入差动保护的电流幅值相等，该保护主要用于反应发电机的相间短路故障；不完全纵差保护的特点是正常运行时流入发电机两端电流互感器流入差动保护的电流幅值不相等，该保护主要用于反应发电机的相间短路故障，还能反映定子线棒开悍及分支匝间短路。
3、答：答：虽然发电机纵差保护当发生外部故障时不平衡电流小于变压器纵差保护，但是当在发电机屮性点附近发牛故障时，故障电流很小，发电机纵差保护存在死区，采用比率制动技术提高发电机纵差保护灵敏度可以减小“死区”范围4、答：（1）变压器差动保护需考虑变压器接线组别引起的不平衡电流，发电机差动保护不需要；（2）变压器差动保护需考虑变压器带负荷调节的彩响，发电机差动保护不需要；（3）变压器差动保护需考虑变压器电流互感器的型号不同问题，发电机羌动保护所用电流互感器型号一般相同；（4）变压器差动保护的最小动作电流倍数、比率制动系数等值，一般比发电机差动保护的大，灵敏度相对來说要比较低。
（5）变压器保护需耍考虑励磁涌流影响，发电机差动保护不需要。
5、答比率制动系数为此时差动电流的动作整定值除以制动电流值，即Kres = 1 .6I N -4I N = 0.4 o（注：此为比率制动系数的定义，不能与斜率相混）制动折线的斜率s：5=（1.67N-0.4/N）/（4/N-1/N）=0.4（注：此值与比率制动系数相等，纯属巧合，两者一般不相等，相数值比较接近）此时的实际差动电流等于短路电流值8人，相对差动电流的动作整定值1.6人，其倍数为5倍，即灵敏系数为5。
第八章电力系统安全自动装置1．什么是电力系统安全自动装置?答：电力系统安全自动装置，是指防止电力系统失去稳定性和避免电力系统发生大面积停电的自动保护装置。
如自动重合闸、备用电源和备用设备自动投入、自动切负荷、自动按频率(电压)减负荷、发电厂事故减出力、发电厂事故切机、电气制动、水轮发电机自动启动和调相改发电、抽水蓄能机组由抽水改发电、自动解列及自动快速调节励磁等。
2．维持系统稳定和系统频率及预防过负荷措施的安全自动装置有哪些?答：它们的安全装置有如下一些：(1)维持系统稳定的措施有：快速励磁、电力系统稳定器、电气制动、快关汽门及切机、自动解列、自动切负荷、串联电容补偿、静止补偿器及稳定控制装置等。
(2)维持频率的措施有：按频率(电压)自动减负荷、低频自起动、低频抽水改发电、低频调相转发电、高频切机、高频减出力等。
(3)预防过负荷的措施有：过负荷切电源、减出力、过负荷切负荷等。
3．备用电源自动投入装置应符合什么要求?答：备用电源自动投入装置应符合下列要求：(1)应保证在工作电源或设备断开后，才投入备用电源或设备。
(2)工作电源或设备上的电压，不论因任何原因消失时，自动投入装置均应动作。
(3)自动投入装置应保证只动作一次。
发电厂用备用电源自动投入装置，除第(1)款的规定外，还应符合下列要求：(1)当一个备用电源同时作为几个工作电源的备用时，如备用电源已代替一个工作电源后，另一工作电源又被断开，必要时，自动投入装置应仍能动作。
(2)有两个备用电源的情况下，当两个备用电源为两个彼此独立的备用系统时，应各装设独立的自动投入装置，当任一备用电源都能作为全厂各工作电源的备用时，自动投入装置应使任一备用电源都能对全厂各工作电源实行自动投入。
(3)自动投入装置，在条件可能时，可采用带有检定同期的快速切换方式，也可采用带有母线残压闭锁的慢速切换方式及长延时切换方式。
通常应校验备用电源和备用设备自动投入时过负荷的情况，以及电动机自启动的情况，如过负荷超过允许限度或不能保证自启动时，应有自动投入装置动作于自动减负荷。
单选题1、中性点接地开关合上后其（）投入。
A.中性点零序过流保护B.间隙过流保护C.间隙过压保护D.220KV电流保护答案：A试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第5节难度：2分数：12.变压器接线组别为Y/d11接线时使二次电流相位相差为30°，所以TA差动回路应采取（）接线消除其误差。
A.Y-YB.Y-ΔC.Δ-ΔD.Δ-Y答案：D试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第2节难度：2分数：13.当变压器外部故障时，有较大的穿越性短路电流流过变压器，这时变压器的差动保护（）。
A.立即动作B.延时动作C.不应动作D.视短路时间长短而定答案：C试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第1节难度：2分数：14.气体保护的保护范围为（）。
A．变压器油箱外部B．变压器油箱内部C．变压器高压套管及引出线D．变压器高压套管及引出线答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第2节难度：2分数：15.气体(瓦斯)保护是变压器的( )。
A. 主后备保护B. 内部故障的主保护C. 外部故障的主保护D. 外部故障的后备保护答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第2节难度：2分数：16.变压器气体保护的主要元件是气体继电器，安装在（）。
A．变压器油箱内B．变压器油箱与油枕之间的连接管道中C．高压套管上D．低压套管上答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第2节难度：2分数：17.变压器瓦斯继电器的安装，要求导管沿油枕方向与水平面具有( )升高坡度。
A. 0.5％～1.5％B. 2％～4％C. 4.5％～6％D. 6.5％～7％答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第2节难度：2分数：18.瓦斯保护的保护范围是（）。
A、油箱内部故障B、引线故障C、各侧电流互感器故障D、绝缘套管故障答案：A试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第2节难度：29.变压器空载合闸时，励磁涌流的大小与（）有关。
A.断路器合闸速度B.合闸初相角C.绕组类型D.变压器结构答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：3分数：110.变压器差动保护中差动回路TA应该接成（）。
A.加极性B.减极性C.加减极性D.减加极性答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：3分数：111.接线组别为Y/d11接线时变压器高低侧相位相差（）且低压侧超前。
A.15°B.30°C.45°D.60°答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：2分数：112.Y/△-11型的变压器,差动保护的CT二次侧的连接方法是：（）。
A.变压器Y、△侧的CT二次侧分别接成△、Y形B.变压器Y、△侧的CT二次侧均接成Y、△形C.变压器Y、△侧的CT二次侧均接成△形D.变压器Y、△侧的CT二次侧均接成T形答案：A试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：2分数：113.变压器励磁涌流产生的原因是( )。
A．空载合闸时B．外加电压太高C．铁芯饱和D．不计非周期分量的衰减答案：A试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节14.如果变压器差动保护灵敏度不能满足要求应增设（）。
A.负序过流保护B.复合电压过流保护C.零序差动保护D.差动保护答案：C试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：4分数：115.变压器差动保护防止穿越性故障情况下误动的主要措施是( )。
A.间断角闭锁B.二次谐波制动C.比率制动D.以上三个选相都对答案：C试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：2分数：116.变压器瓦斯保护接线中切换片XB切换到跳闸位置，在变压器内部发生严重故障瓦斯保护动作时（）。
A．只将高压侧断路器切除B．只将低压侧断路器切除C．只发信号，不跳闸D．断开变压器各侧断路器答案：D试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：3分数：117.利用变压器励磁涌流中波形间断、短路电流连续的特征，通常采用（）构成变压器差动保护。
A．二次谐波制动原理B．带速饱和变流器的差动继电器C．鉴别波形间断原理D．波形对称原理答案：C试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：2分数：118.变压器纵差动保护或电流速断保护可以反应引出线的短路故障以及（）。
A．过电压B．过负荷C．油箱漏油造成油面降低D．变压器绕组、套管故障答案： D试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：2分数：119.双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（）选择。
A. 负荷电流B. 额定电流C. 短路电流D. 不平衡电流答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：2分数：120.变压器空载合闸时产生的励磁涌流中含有大量的（）。
A. 二次谐波B. 三次谐波C. 高次谐波D. 五次谐波答案：A试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：2分数：121.变压器差动保护中差动继电器内的平衡线圈消除哪一种( )不平衡电流。
A. 励磁涌流产生的不平衡电流B. 两侧相位不同产生的不平衡电流C. 二次回路额定电流不同产生的不平衡电流D. 两侧电流互感器的型号不同产生的不平衡电流答案：C试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：3分数：122.当变压器内部发生严重故障时，引起电流互感器严重饱和，二次电流波形发生畸变，能够切除故障的是LCD—15型差动继电器构成变压器差动保护的（）。
A．比率制动部分B．二次谐波制动部分C．差动电流速断部分D．差动部分。
答案：C试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：2分数：123.小型变压器的电流速断保护与( )保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。
A. 过电流B. 过负荷C. 瓦斯D. 差动保护答案： C试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第4节难度：2分数：124.谐波制动的变压器保护中设置差动速断元件的主要原因是( )。
A. 为了提高差动保护的动作速度B. 为了防止较高的短路水平时，由于电流互感器的饱和产生高次谐波量增加，导致差动元件拒动C. 保护设置的双重化，互为备用D. 防止变压器外部故障时差动保护误动答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节难度：225.变压器采用复合电压起动的过电流保护时，低压元件灵敏度与（）。
A. 变压器连接组别有关B. 变压器连接组别无关C. 短路点位置无关D. 短路类型无关答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第5节难度：2分数：126.变压器负序电流和单相式低电压起动的电过流保护，单相式低电压过电流保护用于反应（）。
A. 相间短路B. 单相接地短路C. 三相短路D. 两相接地短路答案：C试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第5节难度：2分数：127.某变电站线路装设低电压保护，其正常工作时电压为100V，其动作电压为80V，在保护范围末端发生故障的最大电压为50V，则该低电压保护的灵敏系数为（）。
A．1.25B．1.6C．2D．3答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第5节难度：2分数：128.过流保护采用低压起动时，低压继电器的起动电压应小于( )。
A.正常工作最低电压B.正常工作电压C.正常工作最高电压D.正常工作最低电压的50%。
答案：A试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第5节难度：329.过流保护加装复合电压闭锁可以（）。
A.加快保护动作时间B.增加保护可靠性C.提高保护的灵敏度D.延长保护范围答案：C试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第5节难度：2分数：130.变压器装设的过流保护，是变压器（）。
A.负荷过电流的主保护B.差动瓦斯保护的后备保护C.线圈相间短路过电流的主保护D.匝间短路保护答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第5节难度：2分数：131.变压器正常运行时，励磁电流一般约为变压器额定电流的（），A．10％～15％B．3％～5％C．3-5倍D．8-10倍答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第6节难度：2分数：132.变压器油箱外故障包括引出线上的相间故障、套管破碎通过外壳发生的单相接地故障及（）等。
A．引出线的套管闪络故障B．一相绕组匝间短路C．绕组与铁芯之间的单相接地故障D．绕组间的相间故障答案：A试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第3节分数：133.变压器发生故障后，应该（）。
A．加强监视B．继续运行C．运行到无法运行时断开D．立即将变压器从系统中切除答案：D试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第1节难度：2分数：134.对于容量在（）单独运行变压器应装设纵差动保护。
A．10000 kVA以上B．10000 kVA以下C．800kVA及以上D．400kVA及以上答案：A试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第1节难度：1分数：135.变压器故障分为油箱内故障和（）两大类。
A．匝间短路故障B．绕组故障C．绝缘故障D．油箱外故障答案：D试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第1节难度：1分数：136.变压器内部发生严重故障时，油箱内产生大量气体，使瓦斯继电器动作，则（）。
A．发出轻瓦斯信号B．保护跳闸，断开变压器各侧断路器C．发出过电流信号D．发出过负荷信号答案：B试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第2节分数：137.变压器气体保护用于反应变压器油箱内部的各种故障以及（）。
A．过负荷B．引出线的套管闪络故障C．引出线上的相间故障D．油箱漏油等造成油面降低答案：D试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第2节难度：2分数：138.某变电站油浸式变压器大修后，气体保护出口切换片放于试验位置，突然变压器内部发生相间短路，瓦斯保护动作时结果为（）。
A．只将高压侧断路器切除B．只将低压侧断路器切除C．断开变压器各侧断路器D．发重瓦斯信号，不跳闸答案：D试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8章/第2节难度：3分数：139.实际中减少差动回路不平衡电流的主要措施是，两侧电流互感器要匹配及（）等。
