电厂基础知识集锦(4)

71、简述微机保护的基本组成和主要部分的功能

答：微机保护是由一台计算机和相应的软件(程序)实现各种复杂功能的继电保护装置。微机保护的特点主要由软件决定，具有很大的灵活性。通用硬件可以用不同的原理进行保护。

微机保护包括硬件和软件。硬件一般包括以下三个部分。

(1)模拟输入系统(或数据采集系统)包括电压形成、模拟滤波、采样保持、多路转换、模数转换等功能。可以准确地将模拟输入量转换成所需的数字量。

(2)主2)CPU系统包括MPU、EPROM、RAM和定时器。MPU执行EPROM中存储的程序，对数据采集系统输入到ram区域的原始数据进行分析处理，完成各种继电保护功能。

(3)开关(或数字)输入输出系统由若干个并行接口适配器、光电隔离装置和带触点的中间继电器等组成。从而完成各种保护的出口跳闸、信号报警、外部触点输入和人机对话功能。微机保护软件是根据继电保护的需要编制的计算机程序。

72.电力干式变压器有哪些异常工况和可能出现的故障？一般应安装哪些保护装置？

回答：干式变压器的故障分为内部故障和外部故障。

干式变压器内部故障是指干式变压器油箱内的各种故障，主要包括：绕组间的相间短路、单相绕组部分匝间匝间短路、单相绕组或出线套管单相接地故障等。

干式变压器的外部故障是干式变压器油箱外绝缘套管及其出线上发生的各种故障，主要类型是：绝缘套管闪络或断裂引起的单相短路(通过外壳)，出线间发生相间故障等。

干式变压器的异常工作状态主要包括外部短路或过载引起的：过电流、油箱泄漏引起的油位下降、干式变压器中性点电压升高、外加电压过大或频率降低引起的过励磁等。

为了防止干式变压器的各种故障和异常运行造成不必要的损失，保证电力系统的安全连续运行，干式变压器应安装以下继电保护装置：(1)，以防止各种短路故障和干式变压器油箱内油位下降的气体保护。(2)干式变压器绕组及出线多相短路、大电流接地系统侧绕组及出线单相接地短路、绕组匝间短路的(纵向)差动保护或电流速断保护。(3)防止干式变压器外部相间短路，用作气体保护和差动保护(或复合电压启动过流保护或负序过流保护)。(4)大电流接地系统中干式变压器外部接地短路的零序电流保护。(5)干式变压器对称过载过载保护。(6)干式变压器过励磁保护。

73、干式变压器差动保护的不平衡电流是如何产生的(包括稳态和瞬态不平衡电流)？

答：干式变压器差动保护电流不平衡的原因如下：

1.稳态不平衡电流：(1)干式变压器每侧不同类型的电流互感器引起的不平衡电流，即每侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同。必须满足电流互感器10误差曲线的要求。(2)实际和计算的电流互感器比不同导致的电流不平衡。(3)干式变压器调压分接头变化引起电流不平衡。 #p#分页标题#e#

2.暂态不平衡电流：(1)因为短路的非周期分量

答：干式变压器高阻差动保护通常配置在大型干式变压器上，作为另一套原理不同的干式变压器主保护。其差动CT采用干式变压器500千伏侧、220千伏侧(均为三相)和中性点侧的套管CT，每侧CT比值不同。该差动保护接线穿越干式变压器的励磁涌流，因此不反映励磁涌流。它是主变压器高、中压侧内部故障的主保护，但不反映低压侧故障。这种保护的特点是不受干式变压器励磁涌流的影响，动作速度快(20毫秒左右)，不受CT饱和的影响。它是干式变压器的主保护，接线简单，性能优良。

75、试说干式变压器气体保护的基本工作原理？为什么差动保护不能代替气体保护？

答：气体保护是干式变压器的主要保护，能有效反映干式变压器内部故障。轻气继电器由开杯和干簧触点组成，作用于信号。重瓦斯继电器由挡板、弹簧和干簧触点组成，起跳闸作用。正常运行时，气体继电器充满油，开口杯浸在油中，处于浮动位置，干簧触点断开。

干式变压器发生内部故障时，故障点局部过热，导致附近干式变压器内的油膨胀，油中溶解的空气被排出形成气泡上升。同时，油和其他物质在电弧和放电的作用下电离，产生气体。故障轻微时，排出的气体缓慢上升，进入气体继电器，造成油位下降。开杯产生的支点是轴逆时针转动，接通干簧触点，发出信号。

干式变压器内部故障严重时，产生强烈的气体气体，使干式变压器内部压力突然增大，产生油流向油枕方向的巨大冲击。因为油流冲击挡板，所以挡板克服了它

弹簧的阻力,带动磁铁向干簧触点方向移劝,使干簧触点接通,作用于跳闸。

瓦斯保护能反应干式变压器油箱内的内部故障,包括铁芯过热烧伤、油面降低等,但差动保护对此无反应。又如干式变压器绕组产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,但表现在相电流上却并不大,因此差动保护没有反应,但瓦斯保护对此却能灵敏地加以反应,这就是差动保护不能代替瓦斯保护的原因。

76、为什么大型干式变压器应装设过励磁保护?

答:根据大型干式变压器工作磁密B与电压、频率之比U/F成正比,即电压升高或频率下降都会使工作磁密增加。现代大型干式变压器,额定工作磁密BN=17000～18000高斯,饱和工作磁密BS=19000～20000高斯,两者相差不大。当U/f增加时,工作磁密B增加,使干式变压器励磁电流增加,特别是在铁芯饱和之后,励磁电流要急剧增大,造成干式变压器过励磁。过励磁会使铁损增加,铁芯温度升高;同时还会使漏磁场增强,使靠近铁芯的绕组导线、油箱壁和其它金属构件产生涡流损耗、发热、引起高温,严重时要造成局部变形和损伤周围的绝缘介质。因此,对于现代大型干式变压器,应装设过励磁保护。#p#分页标题#e#

77、什么是干式变压器的复合电压过电流保护?有何优点?

答:复合电压过电流保护通常作为干式变压器的后备保护,它是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共同组成的电压复合元件,两个继电器只要有一个动作,同时过电流继电器也动作,整套装置即能启动。

该保护较低电压闭锁过电流保护有下列优点:

(1)在后备保护范围内发生不对称短路时,有较高灵敏度。

(2)在干式变压器后发生不对称短路时,电压启动元件的灵敏度与干式变压器的接线方式无关。

(3)由于电压启动元件只接在干式变压器的一侧,故接线比较简单。

78、运行中的干式变压器瓦斯保护,当现场进行哪些工作时,重瓦斯保护应由"跳闸"位置改为"信号"位置运行。

答:当现场在干式变压器不停电情况下进行下述工作时,重瓦斯保护应由"跳闸"位置改变"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)除采油样和瓦斯继电器上部放气阀放气外,在其它所有地方打开放气、放油和进油阀门时。

(4)开、闭瓦斯继电器连接管上的阀门时。

(5)在瓦斯保护及其二次回路上进行工作时。

(6)对于充氮干式变压器,当油枕抽真空或补充氮气时,干式变压器注油、滤油、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,方可将重瓦斯投入跳闸。

79、发电机应装哪些保护?它们的作用是什么?

答:对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。

(1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。

(2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。

(3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。

(4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。

(5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。

(6)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。

(7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。

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(8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。

(9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。

(10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。

(11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。

80、大型发电机"为什么要装设匝间保护?匝间保护的构成通常有几种方式?

答:现代大型发电机的定子绕组,不可避免在定子同一槽的上、下层线棒会出现同相不同匝数的定子线棒,这就必然导致发电机定子绕组的匝间短路故障,为此大型发电机要装匝间保护。

匝间保护的构成通常有以下几种方式:

1)横差保护:当定子绕组出现并联分支且发电机中性点侧有六个引出头时采用。横差保护接线简单、动作可靠、灵敏度高。

2)零序电压原理的匝间保护:采用专门电压互感器测量发电机三个相电压不对称而生成的零序电压,该保护由于采用了三次谐波制动故大大提高了保护的灵敏度与可靠性。

3)负序功率方向匝间保护:利用负序功率方向判断是发电机内部不对称还是系统不对称故障,保护的灵敏度很高,近年来运行表明该保护在区外故障时发生误动必须增加动作延时,故限制了它的使用。

81、为什么现代大型发电机应装设100的定子接地保护?

答:100MW以下发电机,应装设保护区不小于90的定子接地保护;100MW及以上的发电机,应装设保护区为100的定子接地保护。

发电机中性点附近是否可能先先发生接地故障,过去曾有过两种不同的观点,一种观点认为发电机定子绕组是全绝缘的(中性点和机端的绝缘水平相同),而中性点的运行电压很低,接地故障不可能先先在中性点附近发生。另一种观点则认为,如果定子绕组绝缘的破坏是由于机械的原因,例如水内冷发电机的漏水、冷却风扇的叶片断裂飞出,则完全不能排除发电机中性点附近发生接地故障的可能性。

另外,如果中性点附近的绝缘水平已经下降,但尚未到达定子接地继电器检测出来的程度,这种情况具有很大的潜在危险性。因为一旦在机端又发生另一点接地故障,使中性点电位骤增至相电压,则中性点附近绝缘水平较低的部位,有可能在这个电压作用下发生击穿,故障立即转为严重的相间或匝间短路,我一台大型水轮发电机,在定子接地保护的死区范围内发生接地故障,后发展为相间短路,致使发电机严重损坏。#p#分页标题#e#

鉴于现代大型发电机在电力系统中的重要地位及其制造工艺复杂、铁芯检修困难,故要求装设100的定子接地保护,而且要求在中性点附近绝缘水平下降到一定程度时,保护就能动作。

82、试述具有发电机自动减负荷的失磁保护装置的组成原则?

答:具有自动减负荷的失磁保护装置的组成原则如下。根据电网的特点,在发电机失磁后异步运行,若无功功率尚能满足,系统电压不致降低到失去稳定的严重程度,则发电机可以不解列,而采用自动减负荷到40～50的额定负荷,失磁运行15～30分,运行人员可以及时处理恢复励磁。因此,设置具有下述功能的失磁保护:

1、定、转子判据元件同时判定失磁后,系统电压元件判定系统电压下降到危害程度,则经过0.5s作用于解列。

2、定、转子判据元件同时判定失磁后,系统电压元件判定系统不会失去稳定,则作用于自动减负荷,直到40～50额定负荷。

3、定、转子判据元件同时判定失磁后,发电机电压元件判定其电压低至对厂用电有危害,则自动切换厂用电源,使之投入备用电源。

83、为什么现代大型汽轮发电机应装设过电压保护?

答:中小型汽轮发电机不装设过电压保护的原因是:在汽轮发电机上都装有危急保安器,当转速超过额定电压的10以后,汽轮发电机危急保安器会立即动作,关闭主汽门,能够有效防止由于机组转速升高而引起的过电压。

对于大型汽轮发电机则不然,即使调速系统和自动调整励磁装置都正常运行,当满负荷运行时突然甩去全部负荷,电枢反应突然消失,此时,由于调速系统和自动调整励磁装置都是由惯性环节组成,转速仍升高,励磁电流不能突变,使得发电机电压在短时间内也要上升,其值可能达1.3倍额定值。持续时间可能达几秒种。

发电机出现过电压不仅对定子绕组绝缘带来威胁,同时将使干式变压器(升压主干式变压器和厂用干式变压器)励磁电流剧增,引起干式变压器的过励磁和过磁通。

过励磁可使绝缘因发热而降级,过磁通将使干式变压器铁芯饱和并在铁芯相邻的导磁体内产生巨大的涡流损失,严重时可因涡流发热使绝缘材料遭永久性损坏。

鉴于以上种种原因,对于大型汽轮发电机应装设过电压保护,已经装设过激磁保护的大型汽轮发电机可不再装设过电压保护。

84、大型发电机组为何要装设失步保护?

答:发电机与系统发生失步时,将出现发电机的机械量和电气量与系统之间的振荡,这种持续的振荡将对发电机组和电力系统产生有破坏力的影响。(1)单元接线的大型发变组电抗较大,而系统规模的增大使系统等产电抗减小,因此振荡中心往往落在发电机端附近或升压干式变压器范围内,使振荡过程对机组的影响大为加重。由于机端电压周期性的严重下降,使厂用辅机工作稳定性遭到破坏,甚至导致全厂停机、停炉、停电的重大事故。(2)失步运行时,当发电机电势与系统等效电势的相位差为180°的瞬间,振荡电流的幅值接近机端三相短路时的电流。对于三相短路故障均有快速保护切除,而振荡电流则要在较长时间内反复出现,若无相应保护会使定子绕组遭受热损伤或端部遭受机械损伤。(3)振荡过程中产生对轴系的周期性扭力,可能造成大轴严重机械损伤。(4)振荡过程中由于周期性转差变化在转子绕组中引起感生电流,引起转子绕组发热。(5)大型机组与系统失步,还可能导致电力系统解列甚至崩溃事故。#p#分页标题#e#

85、试述大型水轮发电机--干式变压器组继电保护配置特点。

答:大型水轮发电机--干式变压器组继电保护配置与汽轮发电机--干式变压器组继电保护配置主要的不同点是:1、不装设励磁回路两点接地保护;2、不装设逆功率保护;3、不装设频率异常保护;4、与同容量的汽轮发电机相比,水轮发电机体积较大,热容量大,负序发热常数A值也大得多,所以除了双水内冷式、水轮发电机外,不采用反时限特点的负序电流保护;5、水轮发电机的失磁保护经延时作用于跳闸,不作减负荷异步运行。

86、同步调相机应装设哪些保护?

答:同步调相机应装设如下保护:

(1)纵差保护:保护同步调相机定子线卷,若有启动电抗器时,电抗器也包括在纵差保护范围内。

(2)定子绕组单相接地保护;

(3)横差保护:在有并联分支的大型同步调相机才装设。

(4)励磁回路一点接地保护。

(5)调相机的低电压保护。

(6)调相机的过负荷保护。

(7)调相机的有功方向保护。

87、同步调相机保护与发电机保护有哪些区别?

答:同步调相机与发电机保护的区别如下:(1)调相机的电压保护:电压消失时,调相机将停止运行,为防止电压恢复时,调相机在无启动设备的情况下再启动,低电压保护应动作,从系统中切除停止运行调相机。低电压保护的动作电压为0.4倍额定电压并带有9秒时限。(2)调相机的过负荷保护,在电压长期降低的情况下,由于调相机电压调节器和强励装置的作用,调相机可能出现长时间的过负荷。故应装设动作于信号的过负荷保护,也可以较长时间跳闸。过负荷保护的动作电流采用1.4倍额定电流。(3)调相机的有功方向保护;为了避免外来电源消失后,调相机有功功率反馈,而导致与调相机接在同一母线上的按频率减负荷装置误动作。有功功率反馈时,有功方向保护立即切除调相机。(4)调相机无须装设反映外部故障的过电流保护,其原因是:A、系统故障时,需要调相机送出大量无功功率以便恢复电压,此时切除调相机是不合理的。B、外部故障切除电源后,调相机的转速降低,由它供给的故障短路电流亦随之减少。C、当外部故障电压降低很多时,低电压保护也将动作切除调相机。

88、500kV并联电抗器应装设哪些保护及其保护作用?

答:高压并联电抗应装设:(1)高阻抗差动保护:保护电抗器绕组和套管的相间和接地故障。(2)匝间保护:保护电抗器的匝间短路故障。(3)瓦斯保护和温度保护:保护电抗器内部各种故障、油面降低和温度升高。(4)过流保护:电抗器和引线的相间或接地故障引起的过电流。(5)过负荷保护:保护电抗器绕组过负荷。(6)中性点过流保护:保护电抗器外部接地故障引起中性点小电抗过电流(7)中性点小电抗瓦斯保护和温度保护:保护小电抗内部各种故障、油面降低和温度升高。#p#分页标题#e#

89、500kV并联电抗器匝间保护的构成原理?

答:由于500kV并联电抗器的构造大多采用分相式结构,因此主要的故障为单相接地和匝间短路,在单相接地和匝间短路时,由故障相与非故障相的不平衡即令产生零序电压和电流,但当电抗器轻微匝间短路时,零序电压很小,现采用零序电流形成的电压进行补偿。因此采用带补偿电压的零序功率方向可以灵敏地反应电抗器各种匝间短路故障和内部单相接地。

90、什么是母线完全差动保护?什么是母线不完全差动保护?

答:1、母线完全差动保护是将母线上所有的各连接元件的电流互感器按同名相、同极性连接到差动回路,电流互感器的特性与变比均应相同,若变比不能相同时,可采用补偿变流器进行补偿,满足ΣI=0。差动继电器的动作电流按下述条件计算、整定,取其较大值:1)、躲开外部短路时产生的不平衡电流;2)、躲开母线连接元件中,较大负荷支路的较大负荷电流,以防止电流二次回路断线时误动。2、母线不完全差动保护只需将连接于母线的各有电源元件上的电流互感器,接入差动回路,在无电源元件上的电流互感器不接入差动回路。因此在无电源元件上发生故障,它将动作。电流互感器不接入差动回路的无电源元件是电抗器或干式变压器。

91、试述双母线完全差动保护的主要优缺点?

答:优点是:1、各组成元件和接线比较简单,调试方便,运行人员易于掌握。

2、采用速饱和变流器可以较有效地防止由于区外故障一次电流中的直流分量导致电流互感器饱和引起的保护误动作。

3、当元件固定连接时母线差动保护有很好的选择性。

4、当母联断路器断开时母线差动保护仍有选择能力;在两条母线先后发生短路时母线差动保护仍能可靠地动作。

其缺点为:1、方式破坏时,如任一母线上发生短路故障,就会将两条母线上的连接元件全部切除。因此,它适应运行方式变化的能力较差。

2、由于采用了带速饱和变流器的电流差动继电器,其动作时间较慢(约有30-40毫秒的动作延时),不能快速切除故障。

3、如果启动元件和选择元件的动作电流按避越外部短路时的较大不平衡电流整定,其灵敏度较低

92、什么是固定连接方式的母线完全差动保护?什么是母联电流相位比较式母线差动保护?

答:双母线同时运行方式,按照一定的要求,将引出线和有电源的支路分配固定连接于两条母线上,这种母线称为固定连接母线。这种母线的差动保护称为固定连接方式的母线完全差动保护。对它的要求是一母线故障时,只切除接于该母线的元件,另一母线可以继续运行,即母线差动保护有选择故障母线的能力。当运行的双母线的固定连接方式被破坏时,该保护将无选择故障母线的能力,而将双母线上所有连接的元件切除。#p#分页标题#e#

母联电流相位比较式母线差动保护主要是在母联开关上使用比较两电流相量的方向元件,引入的一个电流量是母线上各连接元件电流的相量和即差电流,引入的另一个电流量是流过母联开关的电流。在正常运行和区外短路时差电流很小,方向元件不动作;当母线故障不仅差电流很大且母联开关的故障电流由非故障母线流向故障母线,具有方向性,因此方向元件动作且具有选择故障母线的能力。

93、试述母联电流相位比较式母线差动保护的主要优缺点?

答:这种母线差动保护不要求元件固定连接于母线,可大大地提高母线运行方式的灵活性。这是它的主要优点。但这种保护也存在缺点,主要有:

1)正常运行时母联断路器必须投入运行;

2)当母线故障,母线差动保护动作时,如果母联断路器拒动,将造成由非故障母线的连接元件通过母联断路器供给短路电流,使故障不能切除。

3)当母联断路器和母联断路器的电流互感器之间发生故障时,将会切除非故障母线,而故障母线反而不能切除。

4)每条母线一定要有电源,否则有电源母线发生故障时,母联断路器无电流流过,母差比相元件不能动作,母线差动保护将拒动。5)两组母线相继发生故障时,只能切除先发生故障的母线,后发生故障的母线因这时母联断路器已跳闸,选择元件无法进行相位比较而不能动作,因而不能切除。

94、试述电流相位比较式母线保护的基本工作原理?

答:无论是电流差动母线保护还是比较母联断路器的电流与总差动电流相位的母线保护,其启动元件的动作电流必须躲过外部短路的较大不平衡电流。这在母线上连接元件较多、不平衡电流很大时,保护装置的灵敏度可能满足不了要求。因此,出现了电流相位比较式母线保护,其工作原理如下。

以母线上接入两条线路为例,当其正常运行或母线外部短路时流入母线与流出母线的电流,它们大小相等、相位相差180°。当母线上发生短路时,短路电流均流向母线短路点,如果提供短路电流电源的电动势同相位,且两支路的短路阻抗角相同时,两个电流就同相位,其相位角差为0°。因此,可由比相元件来判断母线上是否发生故障。这种母线保护只反应电流间的相位,因此具有较高的灵敏度。

95、试述中阻抗型快速母线保护的特点?

答:快速母线保护是带制动特性的中阻抗型母线差动保护,其选择元件是一个具有比率制动特性的中阻抗型电流差动继电器,解决了电流互感器饱和引起母线差动保护在区外故障时的误动问题。保护装置是以电流瞬时值测量、比较为基础的,母线内部故障时,保护装置的启动元件、选择元件能先于电流互感器饱和前动作,因此动作速度很快。保护装置的特点:#p#分页标题#e#

1)双母线并列运行,一条母线发生故障,在任何情况下保护装置均具有高度的选择性。

2)双母线并列运行,两线母线相继故障,保护装置能相继跳开两条母线上所有连接元件。

3)母线内部故障,保护装置整组动作时间不大于10ms。

4)双母线运行正常倒闸操作,保护装置可靠运行。

5)双母线倒闸操作过程中母线发生内部故障;若一条线路两组隔离开关同时跨接两组母线时,母线发生故障,保护装置能快速切除两组母线上所有连接元件,若一条线路两组隔离开关非同时跨接两组母线时,母线发生故障,保护装置仍具有高度的选择性。

6)母线外部故障,不管线路电流互感器饱和与否,保护装置匀可靠不误动作。

7)正常运行或倒闸操作时,若母线保护交流电流回路发生断线,保护装置经整定延时闭锁整套保护,并发出交流电流回路断线告警信号。

8)在采用同类断路器或断路器跳闸时间差异不大的变电所,保护装置能保证母线故障时母联断路器先跳开。

9)母联断路器的电流互感器与母联断路器之间的故障,由母线保护与断路器失灵保护相继跳开两组母线所有连接元件。

10)在500kV母线上,使用暂态型电流互感器,当双母线接线隔离开关双跨时,启动元件可不带制动特性。在220kV母线上,为防止双母线接线隔离开关双跨时保护误动,因此启动元件和选择元件一样均有比率制动特性。

96、试述开关失灵保护的作用?

答:1、对带有母联开关和分段开关的母线要求开关失灵保护应先先动作于断开母联开关或分段开关,然后动作于断开与拒动开关连接在同一母线上的所有电源支路的开关,同时还应考虑运行方式来选定跳闸方式。

2、开关失灵保护由故障元件的继电保护启动,手动拉开开关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开关失灵判别元件的触点,利用失灵分相判别元件来检测开关失灵故障的存在。

4、为从时间上判别开关失灵故障的存在,失灵保护的动作时间应大于故障元件开关跳闸时间和继电保护返回时间之和。

5、为防止失灵保护误动作,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、开关失灵保护应有负序、零序和低电压闭锁元件。对于干式变压器、发电机干式变压器组采用分相操作的开关,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、干式变压器发生故障或不采用母线重合闸时,失灵保护动作后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、以旁路开关代替某一连接元件的开关时,失灵保护的启动回路可作相应的切换。#p#分页标题#e#

9、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。

10、失灵保护动作应有专用信号表示。

97、3/2开关的短引线保护起什么作用?

答:主接线采用3/2开关接线方式的一串开关,当一串开关中一条线路停用,则该线路侧的隔离开关将断开,此时保护用电压互感器也停用,线路主保护停用,因此在短引线范围故障,将没有快速保护切除故障。为此需设置短引线保护,即短引线纵联差动保护。在上述故障情况下,该保护可速动作切除故障。

当线路运行,线路侧隔离开关投入时,该短引线保护在线路侧故障时,将无选择地动作,因此必须将该短引线保护停用。一般可由线路侧隔离开关的辅助触点控制,在合闸时使短引线保护停用。

98、电网中主要的安全自动装置种类和作用?

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掉闸时,其它联络线不过负荷。

(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。

99、自动低频减负荷装置的整定原则是什么?

答:(1)自动低频减负荷装置动作,应确保全网及解列后的局部网频率恢复到49.50HZ以上,并不得高于51HZ。

(2)在各种运行方式下自动低频减负荷装置动作,不应导致系统其它设备过载和联络线超过稳定极限。

(3)自动低频减负荷装置动作,不应因系统功率缺额造成频率下降而使大机组低频保护动作。

(4)自动低频减负荷顺序应按次要负荷先切除,较重要的用户后切除。#p#分页标题#e#

(5)自动低频减负荷装置所切除的负荷不应被自动重合闸再次投入,并应与其它安全自动装置合理配合使用。

(6)全网自动低频减负荷装置整定的切除负荷数量应按年预测较大平均负荷计算,并对可能发生的电源事故进行校对。

100、自动低频减负荷装置误动的原因有哪些?

答:(1)电压突变时,因低频率继电器触点抖动而发生误动作。

(2)系统短路故障引起有功功率增加,造成频率下降而引起误动作。

(3)系统中如果旋转备用容量足够且以汽轮发电机为主,当突然切除机组或增加负荷时,不会造成按频率自动减负荷装置误动。若旋转备用容量不足或以水轮发电机为主,则在上述情况下可能会造成按频率自动减负荷装置误动作。

(4)供电电源中断时,具有大型电动机的负荷反馈可能使按频率自动减负荷装置误动作。

101、防止自动低频减负荷装置误动作的措施有那些?

答(1)加速自动重合闸或备用电源自动投入装置的动作,缩短供电中断时间,从而可使频率降低得少一些。

(2)使按频率自动减负荷装置动作带延时,来防止系统旋转备用容量起作用前发生的误动作。在有大型同步电动机的情况下,需要1.5s以上的时间才能防止其误动。在只有小容量感应电动机的情况下,也需要0.5--1s的时间才能防止其误动。

(3)采用电压闭锁。电压继电器应保证在短路故障切除后,电动机自启动过程中出现较低电压时可靠动作,闭合触点解除闭锁。一般整定为额定电压的65--70。时间继电器的动作时间,应大于低频率继电器开始动作至综合电压下降到电压闭锁继电器的返回电压时所经过的时间,一般整定为0.5s。

(4)采用按频率自动重合闸来纠正系统短路故障引起的有功功率增加,可能造成频率下降而导致按频率自动减负荷装置的误动作。由于故障引起的频率下降,故障切除后频率上升快;而真正出现功率缺额使按频率自动减负荷装置动作后,频率上升较慢。因此,按频率自动重合闸是根据频率上升的速度来决定其是否动作的,即频率上升快时动作,上升慢时不动作。

102、何谓集中切负荷和分散切负荷?有何优缺点?

答:集中切负荷是指系统中各个变电站的切负荷均是来自某一个中心站的安全稳定控制装置的指令。集中切负荷的测量判断装置与切负荷执行端通常不在同一变电站,必须靠通道来传递指令。集中切负荷方式判断是否切负荷比较准确,切负荷速度快,对维持系统暂态稳定效果好,但由于要采用众多通道降低了切负荷的可靠性。

分散切负荷是指各个变电站的切负荷靠各站当地的装置测量判断,因此无需通道,但各个站要准确判断系统故障是否应当切负荷比较困难,故目前只有反应负荷中心电压严重降低的分散式电压切负荷装置。#p#分页标题#e#

103、备用电源自动投入装置应符合什么要求?

答: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,除上述的规定外,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先立的备用系统时,应各装设先立的自动投入装置,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。当自动投入装置动作时,如备用电源或设备投于故障,应使其保护加速动作。

104、电网必须具有哪些充分而可靠的通信通道手段?

答:,具体为:(1)各级调度中心控制室(有调度操作指挥关系时)和直接调度的主要发电厂与重要变电站间至少应有两个先立的通信通道。

(2)所有新建的发、送、变电工程的规划与设计,必须包括相应的通信通道部分,并与有关工程同时投入运行。通信通道不健全的新建发电厂和变电所不具备投入运行的条件。

(3)通信网规划建设应综合考虑作为通信、调度自动化、远动、计算信息、继电保护及安全自动装置的通道。

(4)如某些特定通道中断会影响电网的可靠运行,则必须从规划设计与运行上及早安排事故备用的通道或其他措施。

(5)通信设备应有可靠的电源以及自动投入的事故备用电源,其容量应满足电源中断时间的要求。

105、电力系统通信网的特点是什么?

答:(1)电力系统通信网的结构取决于电力网的结构、运行及管理层次,邮电通信网的结构取决于家行政管理区划。

(2)电力系统通信网的经济性隐含于电网的经济之中,通信网往往把本身经济性放在第二位,而以电网的安全生产及管理为较好原则。

(3)电力系统通信网的干线及专线容量、信息交换容量以及话务量都比邮电通信网小,但是中继局向多,功能强,可靠性要求高,电力系统通信网是一种专用通信网。

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106、AGC有几种控制模式?在区域电网中,网、省调AGC控制模式应如何选择?在大区联网中,AGC控制模式应如何选择?

答:AGC有三种控制模式(1)定频率控制模式;(2)定联络线功率控制模式;(3)频率与联络线偏差控制模式;以上三种都是一次控制模式,AGC还有两种二次控制模式:(1)时间误差校正模式;(2)联络线累积电量误差校正模式

在区域电网中,网调一般担负系统调频任务,其控制模式应选择定频率控制模式;省调应保证按联络线计划调度,其控制模式应选择定联络线控制模式

在大区互联电网中,互联电网的频率及联络线交换功率应由参与互联的电网共同控制,其控制模式应选择频率与联络线偏差控制模式。

107、电网调度自动化系统由哪几部分组成?并简述各部分作用?

答:电网调度自动化系统,其基本结构包括控制中心、主站系统、厂站端(RTU)和信息通道三大部分。根据所完成功能的不同,可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统

信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息。另外,此系统还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调节或控制命令。

信息传输子系统为信息采集和执行子系统和调度控制中心提供了信息交换的桥梁,其核心是数据通道,它经调制解调器与RTU及主站前置机相连。

信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心,以电子计算机为主要组成部分。该子系统包含大量的直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件,完成对采集到的信息的各种处理及分析计算,乃至实现对电力设备的自动控制与操作。

人机联系子系统将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理,通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备,为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入,传送给执行机构。

108、什么叫发电源?对发电源常用的控制模式有哪些?含义是什么?

答:发电源是AGC的一个控制对象,可以是一台机组,几台并列运行的机组或整个电厂或几个并列运行的电厂。AGC软件包发出的设点控制指令都是针对发电源的。

对发电源常用的控制模式有:

(1)调节模式:是正常的AGC调节模式,参与对ACE的校正控制,调节的基准功率是在线经济调度算出的功率,因此是随负荷水平浮动的,并由等微增原则在参与调节的发电源间进行分配。

(2)基点模式:发电源只响应调度员输入的基点功率,对ACE不响应,不参与校正ACE的控制。

(3)计划模式:发电源只响应于预先输入的计划曲线,对ACE不响应,不参与校正ACE的控制。#p#分页标题#e#

(4)爬坡模式:发电源从当前功率变化到新的基点功率时的模式。新的基点功率可以由调度员输入设定,或通过计划模式到达预定时间后自动设定。爬坡速度在数据库中设定。

(5)基点调节模式:与调节模式相同,只是调节的基准功率是调度员输入的基点功率。

(6)计划调节模式:与调节模式相同,只是调节的基准功率是计划曲线中设定的功率。

(7)基点增援模式:正常情况下与基点模式相同,紧急情况下与调节模式相同。

(8)计划增援模式:正常情况下与计划模式相同,紧急情况下与调节模式相同。

109、EMS系统中网络分析软件有哪两种运行模式?与离线计算软件有什么区别?

答:EMS系统中网络分析软件的运行模式有两种:

(1)实时模式:根据实时量测数据对运行软件的原始数据不断刷新并进行实时计算或按一定周期定期计算。如实时网络拓朴、状态估计、调度员潮流等。

(2)研究模式:运行软件的原始数据不进行刷新,可以是实时快照过来的某一时间断面的数据,也可以是人工置入的数据,可用来对电网运行状态进行研究,如调度员潮流、安全分析等。

EM中的网络分析软件与离线计算软件有一定的区别,一是其实时性,即使是研究模式,也可以从实时系统中取快照进行分析研究。二是其快速性要求,为满足快速性,在数学模型上没有离线计算软件考虑得更全面。

110、什么叫状态估计?其用途是什么?运行状态估计必须具备什么基础条件?

答:SCADA系统采集的实时数据经过厂站端电缆、变送器、RTU、远动通道、通信配线架、远动电缆、前置机等诸多环节才到达主站系统,任何一个环节不正常都会影响到数据的正确性,在RTU死机或通信中断的情况下,还会出现死数据或坏数据。直接用这些实测数据进行电网实时分析计算,可信度是不高的。

电力系统的实时量测系统配置一般都有较大的冗余性,这种冗余性表现在以下的两个方面:

1、母线连接元件量测的冗余性

对连接有N个元件的母线,按照克希霍夫定律只要N－1个元件有量测,第N个元件的电气量即可根据母线平衡的原则算出。实际上往往全部N个元件都有量测,这样对每一母线都存在冗余度为1的冗余性。

2、母线状态量及注入电气量量测的冗余性

在母线状态量(电压幅值与相角)及注入量(有功功率、无功功率)四个电气量中,两个是先立的,两个是可导出的。如果量测量多于两个即具有冗余性。一般母线遥测量包括有母线电压幅值及由所连各元件有功、无功功率所形成的两个注入量,具有很大的冗余性,有的元件还有电流量的量测,则更增大了量测的冗余性。

电力系统状态估计就是利用实时量测系统的冗余性,应用估计算法来检测与剔除坏数据,提高数据精度及保持数据的前后一致性,为网络分析提供可信的实时潮流数据。#p#分页标题#e#

运用状态估计必须保证系统内部是可观测的,系统的量测要有一定的冗余度。在缺少量测的情况下作出的状态估计是不可用的。