变压器保护习题.docx

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变压器保护习题

变压器保护

一、选择题

1、瓦斯保护是变压器的（B）

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

2．变压器瓦斯保护的瓦斯继电器安装在（A）。

A：

油箱和油枕之间的连接导管上B：

变压器保护屏上C：

油箱内部

3．运行中的变压器保护，当现场进行什么工作时，重瓦斯保护应由“跳闸”位置改为“信号”位置运行（A）。

A：

进行注油和滤油时B:

变压器中性点不接地运行时

C:

变压器轻瓦斯保护动作后

4．变压器的纵差动保护（C）。

A：

能够反应变压器的所有故障

B：

只能反应变压器的相间故障和接地故障

C：

不能反应变压器的轻微匝间故障

5．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（C）

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

6．变压器的励磁涌流可达变压器额定电流的（A）

A：

6～8倍B：

1～2倍C：

10～12倍D：

14～16倍

7．双绕组变压器空载合闸的励磁涌流的特点有（D）

A：

变压器两侧电流相位一致；B：

变压器两侧电流大小相等相位互差30度；

C：

变压器两侧电流相位无直接联系；D：

仅在变压器一侧有电流。

8．防止励磁涌流影响误动作的谐波制动继电器，采用的是（A）。

A：

二次谐波B：

三次谐波C：

五次谐波D：

高次谐波

9．空载变压器突然合闸时，可能产生的最大励磁涌流的值与短路电流相比（C）。

A：

前者远小于后者B：

前者远大于后者C：

可以比拟

10．变压器励磁涌流中含有大量高次谐波，其中以（A）为主。

A：

二次谐波B：

三次谐波C：

五次谐波

11．变压器差动保护防止励磁涌流影响的措施有：

（A）。

A：

鉴别短路电流和励磁涌流波形的区别，要求间断角为60度～65度

B：

加装电压元件C：

各侧均接入制动绕组

12．比率制动保护中设置比率制动的原因是（B）

A：

提高内部故障时保护动作的可靠性

B：

使继电器动作电流随外部不平衡电流增加而提高

C：

使继电器动作电流不随外部不平衡电流增加而提高

D：

提高保护动作速度

13．变压器差动保护防止穿越性故障（外部故障）情况下误动的主要措施是（C）。

A：

间断角闭锁B：

二次谐波制动C：

比率制动

14．采用比率制动式的差动保护继电器，可以（B，C）。

A：

躲开励磁涌流B：

提高保护内部故障时的灵敏度

C：

提高保护对于外部故障的安全性D：

防止电流互感器二次回路断线时误动

15．*变压器差动保护防止励磁涌流的措施有（A、B、D）。

A：

采用二次谐波制动B：

采用间断角判别

C：

采用五次谐波制动D：

采用波形对称原理

16.二次谐波制动式差动继电器中的二次谐波制动回路，主要是（C）。

A：

防止外部短路故障时误动作B：

提高内部短路时动作的灵敏性

C：

防止变压器空载投入时保护误动作

17.谐波制动的变压器纵差动保护中，为了防止在区内故障有较高的短路电流时，由于电流互感器严重饱和使高次谐波增加而导致差动继电器拒动，设置了（A）。

A：

差动速断保护B：

电流速断保护C：

电压速断保护

18．对两个具有两段折线式差动保护的动作灵敏度的比较，正确的说法是（C）。

A：

初始动作电流小的差动保护动作灵敏度高

B：

初始动作电流较大，但比率制动系数较小的差动保护动作灵敏度高

C：

当拐点电流及比率制动系数分别相等时，初始动作电流小者，其动作灵敏度高

19．变压器采用波形对称原理的差动保护，主要是基于（B）。

A：

变压器差动保护区外发生故障时，由于暂态分量的影响，电流波形将偏于时间轴的某一侧

B：

变压器充电时，由于励磁涌流的影响，充电侧电流波形将可能偏于时间轴的某一侧

C：

切除变压器负荷时，由于暂态分量的影响，变压器差动保护的差电流将短时间偏于时间轴的某一侧

20．鉴别波形间断角的差动保护，是根据变压器（C）波形特点为原理的保护。

A：

外部短路电流B：

负荷电流C：

励磁涌流

21．采用低电压闭锁的过流保护与过流保护相比可以提高（A）。

A：

电流元件的灵敏度B：

电压元件的灵敏度

C：

不对称故障电压元件的灵敏度

22.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）。

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%。

23．由负序电压元件与低电压元件组成的复合电压元件构成复合电压闭锁过流保护，其动作条件是（B）。

A：

复合电压元件不动，过流元件动作，并启动出口继电器

B：

低电压元件或负序电压元件动作，同时电流元件动作，保护才启动出口继电器

C：

当相间电压降低或出现负序电压时，电流元件才动作

24．发电厂接于220kV双母线上有三台及以上变压器，则不应有（C）。

A：

一台变压器中性点直接接地B：

两台变压器中性点直接接地

C：

三台变压器中性点直接接地

25．变压器中性点间隙接地保护包括（D）。

A：

间隙过电流保护

B：

间隙过电流保护与零序电压保护，且其接点串联出口

C：

零序电压保护

D：

间隙过电流保护与零序电压保护，且其接点并联出口

26．变压器过励磁与系统频率的关系是（A）。

A：

与系统频率成反比B:

与系统频率无关C:

与系统频率成正比

二、判断题

1．变压器的故障可分为内部故障（变压器油箱里面发生的各种故障）和外部故障（油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各类故障）。

（√）

2．变压器不正常工作状态主要包括：

油箱里面发生的各种故障和油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。

（×）

3．变压器内部故障系指变压器线圈内发生故障。

（×）

4．220kV及以上电压等级变压器配置两套独立完整的保护（含非电量保护），以满足双重化原则。

（×）

5．变压器在运行中补充油，应事先将重瓦斯保护改接信号位置，以防止误动跳闸。

（√）

6．瓦斯保护能反应变压器油箱内的任何故障，如铁芯过热烧伤、油面降低等，但差动保护对此无反应。

（√）

7．变压器瓦斯保护可以保护变压器内部和变压器引出线之间的短路故障。

（×）

8．当变压器发生少数绕组匝间短路时，匝间短路电流很大，因而变压器瓦斯保护和各种类型的变压器差动保护均动作跳闸。

（×）

9．8MVA及以上油浸式变压器，应装设瓦斯保护。

（√）

10．变压器瓦斯保护是防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低的保护。

（√）

11、励磁流涌可达变压器额定电流的6～8倍。

（√）

12、在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，有可能产生很大的励磁涌流。

（√）

13．变压器涌流具有如下特点：

①有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏离时间轴的一侧；②有大量的高次谐波分量，并以5次谐波为主；③涌流波形之间出见间断。

（×）

14．变压器励磁涌流中含有大量的高次谐波，其中以3次谐波为主。

（×）

15．变压器励磁涌流含有大量的高次谐波分量，并以2次谐波为主。

（√）

16．变压器励磁涌流含有大量的高次谐波分量，并以5次谐波为主。

（×）

17．变压器油箱内部各种短路故障的主保护是差动保护。

（×）

18．只要变压器的绕组发生了匝间短路，差动保护就一定能动作。

（×）

19．变压器差动保护对绕组匝间短路没有保护作用。

（×）

20．因为差动保护和瓦斯保护的动作原理不同，因而差动保护不能代替瓦斯保护。

（√）

21．差动保护能够代替瓦斯保护。

（×）

22．瓦斯保护能反应变压器油箱内的任何故障，差动保护却不能，因此差动保护不能代替瓦斯保护。

（√）

23．变压器的瓦斯保护范围在差动保护范围内，这两种保护均为瞬动保护，所以用差动保护来代替瓦斯保护。

（×）

24．变压器瓦斯保护的保护范围不如差动保护大，对电气故障的反应也比差动保护慢。

所以，差动保护可以取代瓦斯保护。

（×）

25．变压器的差动保护和瓦斯保护都是变压器的主保护，它们的作用不能完全替代。

（√）

26．变压器的瓦斯与纵差保护范围相同，二者互为备用。

（×）

27．变压器各侧电流互感器型号不同，变流器变比与计算值不同，变压器调压分接头不同，所以在变压器差动保护中会产生暂态不平衡电流。

（×）

28．变压器采用比率制动式差动继电器主要是为了躲励磁涌流和提高灵敏度。

（×）

29．为使变压器差动保护在变压器过励磁时不误动，在确定保护的整定值时，应增大差动保护的5次谐波制动比。

（×）

30．所谓微机变压器保护双重化指的是双套差动保护和一套后备保护。

（×）

31、阻抗保护可作为变压器或发电机所有内部短路时有足够灵敏度的后备保护。

（×）

32.对于分级绝缘的变压器，中性点不接地或经放电间隙接地时应装设零序过电压和零序电流保护，以防止发生接地故障时因过电压而损坏变压器。

（√）

33、在变压器中性点直接接地系统中，当发生单相接地故障时，将在变压器中性点产生很大的零序电压。

（×）

34.变压器发生过励磁故障时，并非每次都造成设备的明显损坏，但多次反复过励磁将会降低变压器的使用寿命。

（√）

三、填空题

1．变压器故障主要类型有：

各相绕组之间发生的（相间短路），单相绕组部分线匝之间发生的（匝间短路），单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。

2．在变压器瓦斯保护中，轻瓦斯保护动作于（信号），重瓦斯保护动作于（跳闸）。

3．对变压器绕组故障，差动保护的灵敏度（小于）瓦斯保护。

4．变压器励磁涌流的特点有（包含很大的非周期分量）、包含有大量的高次谐波分量，并以2次谐波为主、（励磁涌流出现间断）。

5．当Y/△-11变压器采用非微机型差动保护时，电流互感器二次在变压器Y侧应接成（△形），而在变压器△侧应接成（Y形），以达到（相位补偿）的目的。

6．微机变压器保护装置所用的电流互感器宜采用[Y（或星）]形接线，其相位补偿和电流补偿系数由（软件）实现。

7．区分变压器励磁涌流和故障电流的常用判据有（2次谐波制动）原理、（波形对称比较）原理、（间断角）原理。

8．变压器复合电压起动的过电流保护，负序电压主要反应（不对称）短路故障，正序电压反应（对称）短路故障。

9．复合电压过电流保护的电压元件两个继电器只要有一个动作，同时（过电流继电器）动作，整套装置即能启动。

变压器短路故障的后备保护，主要是作为（相邻元件）及（变压器内部故障）的后备保护。

10．对于分级绝缘的变压器，中性点不接地或经放电间隙接地时应装设（零序过压）和（间隙过流）保护，以防止发生接地故障时，因过电压而损坏变压器。

中。

11．中性点既有放电间隙又有避雷器的分级绝缘的变压器，接地保护由（零序电流保护）、（零序电压保护）及（间隙零序电流保护）构成。

12．大型变压器有过励磁保护，能反应系统（电压升高）或（频率下降）两种异常运行状态。

13．大型变压器过励磁保护中铁芯的工作磁密与电压成（正比），与频率成（反比）。

14．变压器过励磁倍数主要取决于额定运行状态下的（电压与频率）的比值。

15．变压器的过负荷保护动作投（信号）。

四、简答题

1、电力变压器的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些?

一般应装设哪些保护?

答：

变压器的故障可分为内部故障和外部故障两种。

变压器内部故障系指变压器油箱里面发生的各种故障，其主要类型有：

各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝简短路，单相绕组或引出线通史抄L壳发生的单相接地故障等。

变压器外部故障系指变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：

绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路，引出线之间发生的相间故障等。

变压器的不正常工作状态主要包括：

（1）由外部相间、接地短路引起的过电流；

（2）过电压；（3）超过额定容量引起的过负荷；（4）漏油引起的油面降低；（5）冷却系统故障及因此而引起的温度过高；（6）大容量变压器的过励磁和过电压问题等。

为了防止变压器在发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失，保证电力系统连续安全运行，变压器一般应装设以下继电保护装置：

（1）防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护。

（2）防御变压器绕组和引出线多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的（纵联）差动保护或电流速断保护。

（3）防御变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护（或电流速断保护）后备的过电流保护（或复合电压启动的过电流保护、负序过电流保护）。

（4）防御大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。

（5）防御变压器对称过负荷的过负荷保护。

（6）防御变压器过励磁的过励磁保护。

2、什么是瓦斯保护?

有哪些优缺点?

答：

（1）当变压器内部发生故障时，变压器油将分解出大量气体，利用这种气体动作的保护装置称瓦斯保护。

（2）瓦斯保护的动作速度快、灵敏度高，对变压器内部故障有良好的反应能力，但对油箱外套管及连线上的故障反应能力却很差。

3、瓦斯保护的保护范围是什么?

答：

（1）变压器内部的多相短路。

（2）匝间短路，绕组与铁芯或与外壳间的短路。

（3）铁芯故障。

（4）油面下降或漏油。

（5）分接开关接触不良或导线焊接不良。

4．试述变压器瓦斯保护的基本工作原理。

为什么差动保护不能完全代替瓦斯保护?

答：

变压器瓦斯保护分为轻瓦斯和重瓦斯两种，用于反应变压器内部故障。

轻瓦斯保护的气体继电器由开口杯、干簧触点等组成，作用于信号。

重瓦斯保护的气体继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成，作用于跳闸。

正常运行时，气体继电器充满油，开口杯浸在油内，处于上浮位置，干簧触点断开。

当变压器内部故障时，故障点局部发生高热，引起附近的变压器油膨胀，油内溶解的空气被逐出，形成气泡上升，同时油和其他材料在电弧和放电等的作用下电离而产生气体。

当故障轻微时，排出的气体缓慢地上升而进入气体继电器，使油面下降,开口杯产生以支点为轴的逆时针方向转动，使干簧触点接通，发出信号。

当变压器内部故障严重时，将产生强烈的气体，使变压器内部压力突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击挡板，挡板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使干簧触点接通，作用于跳闸。

瓦斯保护能反应变压器油箱内的任何故障，包括铁芯过热烧伤、油面降低等，但差动保护对此类故障则无反应。

又如变压器绕组发生少数线匝的匝间短路，虽然短路匝内短路电流很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击，但表现在相电流上其量值却并不大，差动保护可能会不如瓦斯保护灵敏，因此，差动保护不能完全代替瓦斯保护的原因。

5．运行中的变压器瓦斯保护，当现场进行什么工作时重瓦斯保护应由“跳闸”位置改为“信号”位置运行?

答：

当现场进行下述工作时，重瓦斯保护应由“跳闸”位置改为“信号”位置运行：

（1）进行注油和滤油时。

（2）进行呼吸器畅通工作或更换硅胶时。

（3）除采油样和气体继电器上部放气阀放气外，在其他所有地方打开放气、放油和进油阀门时。

（4）开、闭气体继电器连接管土的阀门时。

（5）在瓦斯保护及其二次回路上进行工作时。

（6）对于充氮变压器，当油枕抽真空或补充氮气时，变压器注油、滤油、充氮（抽真空）、更换硅胶及处理呼吸器时，在上述工作完毕后，经1h试运行后，方可将重瓦斯保护投入跳闸。

6．什么情况下变压器应装设瓦斯保护?

答：

0.8MVA及以上油浸式变压器和0.4MVA及以上车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护；当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作发信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。

带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。

7．当现场在瓦斯保护及其二次回路上进行工作时，请问，重瓦斯保护应由什么位置改为什么位置运行。

答：

当现场在瓦斯保护及其二次回路上进行工作时，重瓦斯保护应由“跳闸”、位置改为“信号”位置运行。

8、变压器差动保护与瓦斯保护各保护何种故障？

能否相互代替？

答：

变压器的差动保护是反映变压器绕组和引出线的相间短路，以及变压器的大接地电流系统侧绕组和引出线的接地故障的保护。

瓦斯保护是防御变压器油箱内部各种故障和油面降低、铁芯过热等本体内的任何故障的保护，特别是它对变压器绕组的匝间短路具有显著的优点，但不能反应油箱外部的故障，故两者不能相互代替。

9．变压器励磁涌流有哪些特点?

目前差动保护中防止励磁涌流影响的方法有哪些?

答；

（1）变压器励磁涌流的特点：

1）包含有很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于时间轴的一侧。

2）包含有大量的高次谐波分量，并以二次谐波为主。

3）励磁涌流波形出现间断。

4）涌流在初始阶段数值很大，以后逐渐衰减。

（2）防止励磁涌流影响的方法有：

1）采用具有速饱和铁芯的差动继电器。

2）采用间断角原理鉴别短路电流和励磁涌流波形的区别。

3）利用二次谐波制动原理。

4）利用波形对称原理的差动继电器。

10.变压器差动保护不平衡电流是怎样产生的?

如何解决？

答：

（1）变压器正常运行时的励磁电流——选用专用D级电流互感器或减小电流互感器二次侧负担或采用小气隙的电流互感器。

（2）由于变压器各侧电流互感器型号不同而引起的不平衡电流——整定时引入同型系数。

（3）由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流——传统保护中可采用自耦变流器或利用BCH型差动继电器中的平衡线圈；在微机保护中可采用在软件中引入平衡系数。

（4）由于变压器改变调压分接头引起的不平衡电流——在整定中考虑。

（5）变压器各侧绕组的接线方式不同——传统保护中采用相位补偿法，即变压器是星形接法的这一侧的TA接成三角形，变压器是三角形接法的这一侧的TA采用星形接法，同时变压器Y侧电流互感器选择变比时要在一次侧乘上

；在微机保护中则用软件进行相位校正。

11、为什么无论什么组别的变压器，其差动保护用CT二次绕组均可以采用星形接线接入LFP－900系列变压器差动保护装置？

答：

因为在本装置内，变压器各侧电流存在的相位差可以由软件自动进行校正。

12、微机型比率差动继电器躲过励磁涌流，一般采用什么方式闭锁？

答：

1、利用励磁涌流的二次谐波；2、利用励磁涌流波的间断角；3、利用励磁涌流中的偶次谐波。

13、对于Y0/Δ－11接线的变压器相应差动保护用CT二次绕组应接成什么形式？

为什么这样接？

答：

Y/△-11接线组别使两侧电流同名相间有30°相位差，即使二次电流数值相等，也有很大的差电流进入差动继电器，为此将变压器Y侧的电流互感器二次接成△形，而将△侧接成Y形，达到相位补偿之目的。

14．谐波制动的变压器差动保护中为什么要设置差动速断元件?

答：

设置差动速断元件的主要原因是：

为防止在较高的短路电流水平时，由于电流互感器饱和高次谐波量增加，产生极大的制动力矩而使差动元件拒动，因此设置差动速断元件，当短路电流达到4～10倍额定电流时，速断元件不经谐波闭锁快速动作出口。

a：

由于短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁电流，使其铁芯饱和，误差增大而引起不平衡电流。

b：

变压器空载合闸的励磁涌流，仅在变压器一侧有电流。

15、何谓复合电压启动的过电流保护?

答：

复合电压起动的过电流保护，是在过电流保护的基础上，加入由一个负序电压继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器组成的复合电压启动元件构成的保护。

只有在电流测量元件及电压启动元件均动作时，保护装置才能动作于跳闸。

16．主变零序后备保护中零序过流与放电间隙过流是否同时工作?

各在什么条件下起作用?

答：

1）两者不同时工作；2）当变压器中性点接地运行时零序过流保护起作用，间隙过流应退出；3）当变压器中性点不接地时，放电间隙过流起作用，零序过流保护应退出。

17．对220～500kV变压器纵差保护的技术要求是什么?

答：

（1）在变压器空载投入或外部短路切除后产生励磁涌流时，纵差保护不应误动作。

（2）在变压器过励磁时，纵差保护不应误动作。

（3）为提高保护的灵敏度，纵差保护应具有比率制动或标积制动特性。

在短路电流小于起始制动电流时，保护装置处于无制动状态，其动作电流很小（小于额定电流）保护具有较高的灵敏度。

当外部短路电流增大时，保护的动作电流又自动提高使其可靠不动作。

（4）在纵差保护区内发生严重短路故障时，为防止因电流互感器饱和而使纵差保护延迟动作纵差保护应设差电流速断辅助保护，以快速切除上述故障。