51、具體說(shuō)明電力系統對繼電保護的基本要求是什么?
答:繼電保護裝置應滿(mǎn)足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。這四"性"之間緊密聯(lián)系,既矛盾又統一。
(1) 可靠性是指保護該動(dòng)作時(shí)應可靠動(dòng)作,不該動(dòng)作時(shí)應可靠不動(dòng)作�？煽啃允菍^電保護裝置性能的根本的要求。
(2) 選擇性是指首先由故障設備或線(xiàn)路本身的保護切除故障,當故障設備或線(xiàn)路本身的保護或斷路器拒動(dòng)時(shí),才允許由相鄰設備保護、線(xiàn)路保護或斷路器失靈保護切除故障。
為保證對相鄰設備和線(xiàn)路有配合要求的保護和同一保護內有配合要求的兩元件(如啟動(dòng)與跳閘元件或閉鎖與動(dòng)作元件)的選擇性,其靈敏系數及動(dòng)作時(shí)間,在一般情況下應相互配合。
(3) 靈敏性是指在設備或線(xiàn)路的被保護范圍內發(fā)生金屬性短路時(shí),保護裝置應具有必要的靈敏系數,各類(lèi)保護的小靈敏系數在規程中有具體規定。
選擇性和靈敏性的要求,通過(guò)繼電保護的整定實(shí)現。
(4) 速動(dòng)性是指保護裝置應盡快地切除短路故障,其目的是提高系統穩定性,減輕故障設備和線(xiàn)路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設備自動(dòng)投入的效果等。一般從裝設速動(dòng)保護(如高頻保護、差動(dòng)保護)、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護及相間速斷保護的作用、減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性。
52、試簡(jiǎn)述220千伏及以上電網(wǎng)繼電保護整定計算的基本原則和規定
答:(1)對于220千伏及以上電壓電網(wǎng)的線(xiàn)路繼電保護一般都采用近后備原則。當故障元件的一套繼電保護裝置拒動(dòng)時(shí),由相互獨立的另一套繼電保護裝置動(dòng)作切除故障,而當斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),啟動(dòng)斷路器失靈保護,斷開(kāi)與故障元件相連的所有其它聯(lián)接電源的斷路器。 (2)對瞬時(shí)動(dòng)作的保護或保護的瞬時(shí)段,其整定值應保證在被保護元件外部故障時(shí),可靠不動(dòng)作,但單元或線(xiàn)路變壓器組(包括一條線(xiàn)路帶兩臺終端變壓器)的情況除外。 (3)上、下級繼電保護的整定,一般應遵循逐級配合的原則,滿(mǎn)足選擇性的要求。即在下一級元件故障時(shí),故障元件的繼電保護必須在靈敏度和動(dòng)作時(shí)間上均能同時(shí)與上一級元件的繼電保護取得配合,以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有選擇性地切除故障。 (4)繼電保護整定計算應按正常運行方式為依據。所謂正常運行方式是指常見(jiàn)的運行方式和被保護設備相鄰近的一回線(xiàn)或一個(gè)元件檢修的正常檢修運行方式。對特殊運行方式,可以按專(zhuān)用的運行規程或者依據當時(shí)實(shí)際情況臨時(shí)處理。 (5)變壓器中性點(diǎn)接地運行方式的安排,應盡量保持變電所零序阻抗基本不變。遇到因變壓器檢修等原因,使變電所的零序阻抗有較大變化的特殊運行方式時(shí),根據當時(shí)實(shí)際情況臨時(shí)處理。 (6)故障類(lèi)型的選擇以單一設備的常見(jiàn)故障為依據,一般以簡(jiǎn)單故障進(jìn)行保護裝置的整定計算。 (7)靈敏度按正常運行方式下的不利故障類(lèi)型進(jìn)行校驗,保護在對側斷路器跳閘前和跳閘后均能滿(mǎn)足規定的靈敏度要求。對于縱聯(lián)保護,在被保護線(xiàn)路末端發(fā)生金屬性故障時(shí),應有足夠的靈敏度(靈敏度應大于2)。
53、系統中變壓器中性點(diǎn)接地方式的安排一般如何考慮?
答:變壓器中性點(diǎn)接地方式的安排應盡量保持變電所的零序阻抗基本不變。遇到因變壓器檢修等原因使變電所的零序阻抗有較大變化的特殊運行方式時(shí),應根據規程規定或實(shí)際情況臨時(shí)處理。
1)變電所只有一臺變壓器,則中性點(diǎn)應直接接地,計算正常保護定值時(shí),可只考慮變壓器中性點(diǎn)接地的正常運行方式。當變壓器檢修時(shí),可作特殊運行方式處理,例如改定值或按規定停用、起用有關(guān)保護段。
2)變電所有兩臺及以上變壓器時(shí),應只將一臺變壓器中性點(diǎn)直接接地運行,當該變壓器停運時(shí),將另一臺中性點(diǎn)不接地變壓器改為直接接地。如果由于某些原因,變電所正常必須有兩臺變壓器中性點(diǎn)直接接地運行,當其中一臺中性點(diǎn)直接接地的變壓器停運時(shí),若有第三臺變壓器則將第三臺變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運行。否則,按特殊運行方式處理。
3)雙母線(xiàn)運行的變電所有三臺及以上變壓器時(shí),應按兩臺變壓器中性點(diǎn)直接接地方式運行,并把它們分別接于不同的母線(xiàn)上,當其中一臺中性點(diǎn)直接接地變壓器停運時(shí),將另一臺中性點(diǎn)不接地變壓器直接接地。若不能保持不同母線(xiàn)上各有一個(gè)接地點(diǎn)時(shí),作為特殊運行方式處理。
4)為了改善保護配合關(guān)系,當某一短線(xiàn)路檢修停運時(shí),可以用增加中性點(diǎn)接地變壓器臺數的辦法來(lái)抵消線(xiàn)路停運對零序電流分配關(guān)系產(chǎn)生的影響。
5)自耦變壓器和絕緣有要求的變壓器中性點(diǎn)必須直接接地運行。
54、什么是線(xiàn)路縱聯(lián)保護?其特點(diǎn)是什么?
答:線(xiàn)路縱聯(lián)保護是當線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí),使兩側開(kāi)關(guān)同時(shí)快速跳閘的一種保護裝置,是線(xiàn)路的主保護。它以線(xiàn)路兩側判別量的特定關(guān)系作為判據。即兩側均將判別量借助通道傳送到對側,然后,兩側分別按照對側與本側判別量之間的關(guān)系來(lái)判別區內故障或區外故障。因此,判別量和通道是縱聯(lián)保護裝置的主要組成部分。 1、方向高頻保護是比較線(xiàn)路兩端各自看到的故障方向,以判斷是線(xiàn)路內部故障還是外部故障。如果以被保護線(xiàn)路內部故障時(shí)看到的故障方向為正方向,則當被保護線(xiàn)路外部故障時(shí),總有一側看到的是反方向。其特點(diǎn)是: 1)要求正向判別啟動(dòng)元件對于線(xiàn)路末端故障有足夠的靈敏度; 2)必須采用雙頻制收發(fā)信機。 2、相差高頻保護是比較被保護線(xiàn)路兩側工頻電流相位的高頻保護。當兩側故障電流相位相同時(shí)保護被閉鎖,兩側電流相位相反時(shí)保護動(dòng)作跳閘。其特點(diǎn)是: 1)能反應全相狀態(tài)下的各種對稱(chēng)和不對稱(chēng)故障,裝置比較簡(jiǎn)單; 2)不反應系統振蕩。在非全相運行狀態(tài)下和單相重合閘過(guò)程中保護能繼續運行; 3)不受電壓回路斷線(xiàn)的影響; 4)對收發(fā)信機及通道要求較高,在運行中兩側保護需要聯(lián)調; 5)當通道或收發(fā)信機停用時(shí),整個(gè)保護要退出運行,因此需要配備單獨的后備保護。 3、高頻閉鎖距離保護是以線(xiàn)路上裝有方向性的距離保護裝置作為基本保護,增加相應的發(fā)信與收信設備,通過(guò)通道構成縱聯(lián)距離保護。其特點(diǎn)是: 1)能足夠靈敏和快速地反應各種對稱(chēng)與不對稱(chēng)故障; 2)仍保持后備保護的功能; 3)電壓二次回路斷線(xiàn)時(shí)保護將會(huì )誤動(dòng),需采取斷線(xiàn)閉鎖措施,使保護退出運行。
55、相差高頻保護有何優(yōu)缺點(diǎn)?
答:優(yōu)點(diǎn): 1、能反應全相狀態(tài)下的各種對稱(chēng)和不對稱(chēng)故障,裝置比較簡(jiǎn)單。
2、不反應系統振蕩。在非全相運行狀態(tài)下和單相重合閘過(guò)程中,保護能繼續運行。
3、保護的工作情況與是否有串補電容及其保護間隙是否不對稱(chēng)擊穿基本無(wú)關(guān)。
4、不受電壓二次回路斷線(xiàn)的影響。
缺點(diǎn)如下:
1、 重負荷線(xiàn)路,負荷電流改變了線(xiàn)路兩端電流的相位,對內部故障保護動(dòng)作不利。
2、 當一相斷線(xiàn)接地或非全相運行過(guò)程中發(fā)生區內故障時(shí),靈敏度變壞,甚至可能拒動(dòng)。
3、對通道要求較高,占用頻帶較寬。在運行中,線(xiàn)路兩端保護需聯(lián)調。
4、線(xiàn)路分布電容嚴重影響線(xiàn)路兩端電流的相位。線(xiàn)路長(cháng)度過(guò)長(cháng)限制了其使用。
56、高頻閉鎖負序方向保護有何優(yōu)缺點(diǎn)?
答:該保護具有下列優(yōu)點(diǎn): 1、原理比較簡(jiǎn)單。在全相運行條件下能正確反應各種不對稱(chēng)短路。在三相短路時(shí),只要不對稱(chēng)時(shí)間大于5～7ms,保護可以動(dòng)作。 2、不反應系統振蕩,但也不反應穩定的三相短路。 3、當負序電壓和電流為啟動(dòng)值的三倍時(shí),保護動(dòng)作時(shí)間為10～15ms。 4、負序方向元件一般有較滿(mǎn)意的靈敏度。 5、對高頻收發(fā)信機要求較低。缺點(diǎn)如下: 1、在兩相運行條件下(包括單相重合閘過(guò)程中)發(fā)生故障,保護可能拒動(dòng)。 2、線(xiàn)路分布電容的存在,使線(xiàn)路在空載合閘時(shí),由于三相不同時(shí)合閘,保護可能誤動(dòng)。當分布電容足夠大時(shí),外部短路時(shí)該保護也將誤動(dòng),應采取補償措施。 3、在串補線(xiàn)路上,只要串補電容無(wú)不對稱(chēng)擊穿,則全相運行條件下的短路保護能正確動(dòng)作。當串補電容在保護區內時(shí),發(fā)生系統振蕩或外部三相短路、且電容器保護間隙不對稱(chēng)擊穿,保護將誤動(dòng)。當串補電容位于保護區外,區內短路且有電容器的不對稱(chēng)擊穿,也可能發(fā)生保護拒動(dòng)。 4、電壓二次回路斷線(xiàn)時(shí),保護應退出運行。
57、非全相運行對高頻閉鎖負序功率方向保護有什么影響?
答:當被保護線(xiàn)路上出現非全相運行,將在斷相處產(chǎn)生一個(gè)縱向的負序電壓,并由此產(chǎn)生負序電流,在輸電線(xiàn)路的A、B兩端,負序功率的方向同時(shí)為負,這和內部故障時(shí)的情況完全一樣。因此,在一側斷開(kāi)的非全相運行狀態(tài)下,高頻閉鎖負序功率方向保護將誤動(dòng)作。
為了克服上述缺點(diǎn),如果將保護安裝地點(diǎn)移到斷相點(diǎn)的里側,則兩端負序功率的方向為一正一負,和外部故障時(shí)的情況一樣,這時(shí)保護將處于啟動(dòng)狀態(tài),但由于受到高頻信號的閉鎖而不會(huì )誤動(dòng)作。針對上述兩種情況可知,當電壓互感器接于線(xiàn)路側時(shí),保護裝置不會(huì )誤動(dòng)作,而當電壓互感器接于變電所母線(xiàn)側時(shí),則保護裝置將誤動(dòng)作。此時(shí)需采取措施將保護閉鎖。
58、什么是零序保護?大電流接地系統中為什么要單獨裝設零序保護?
答:在大短路電流接地系統中發(fā)生接地故障后,就有零序電流、零序電壓和零序功率出現,利用這些電氣量構成保護接地短路的繼電保護裝置統稱(chēng)為零序保護。
三相星形接線(xiàn)的過(guò)電流保護雖然也能保護接地短路,但其靈敏度較低,保護時(shí)限較長(cháng)。采用零序保護就可克服此不足,這是因為:
1、正常運行和發(fā)生相間短路時(shí),不會(huì )出現零序電流和零序電壓,因此零序保護的動(dòng)作電流可以整定得較小,這有利于提高其靈敏度;
2、Y/△接線(xiàn)降壓變壓器,△側以后的故障不會(huì )在Y側反映出零序電流,所以零序保護的動(dòng)作時(shí)限可以不必與該種變壓器以后的線(xiàn)路保護相配合而取較短的動(dòng)作時(shí)限。
59、零序電流保護在運行中需注意哪些問(wèn)題?
答:零序電流保護在運行中需注意以下問(wèn)題: (1)當電流回路斷線(xiàn)時(shí),可能造成保護誤動(dòng)作。這是一般較靈敏的保護的共同弱點(diǎn),需要在運行中注意防止。就斷線(xiàn)機率而言,它比距離保護電壓回路斷線(xiàn)的機率要小得多。如果確有必要,還可以利用相鄰電流互感器零序電流閉鎖的方法防止這種誤動(dòng)作。 (2)當電力系統出現不對稱(chēng)運行時(shí),也要出現零序電流,例如變壓器三相參數不同所引起的不對稱(chēng)運行,單相重合閘過(guò)程中的兩相運行,三相重合閘和手動(dòng)合閘時(shí)的三相斷路器不同期,母線(xiàn)倒閘操作時(shí)斷路器與隔離開(kāi)關(guān)并聯(lián)過(guò)程或斷路器正常環(huán)并運行情況下,由于隔離開(kāi)關(guān)或斷路器接觸電阻三相不一致而出現零序環(huán)流,以及空投變壓器時(shí)產(chǎn)生的不平衡勵磁涌流,特別是在空投變壓器所在母線(xiàn)有中性點(diǎn)接地變壓器在運行中的情況下,可能出現較長(cháng)時(shí)間的不平衡勵磁涌流和直流分量等等,都可能使零序電流保護啟動(dòng)。 (3)地理位置靠近的平行線(xiàn)路,當其中一條線(xiàn)路故障時(shí),可能引起另一條線(xiàn)路出現感應零序電流,造成反方向側零序方向繼電器誤動(dòng)作。如確有此可能時(shí),可以改用負序方向繼電器,來(lái)防止上述方向繼電器誤判斷。 (4)由于零序方向繼電器交流回路平時(shí)沒(méi)有零序電流和零序電壓,回路斷線(xiàn)不易被發(fā)現;當繼電器零序電壓取自電壓互感器開(kāi)口三角側時(shí),也不易用較直觀(guān)的模擬方法檢查其方向的正確性,因此較容易因交流回路有問(wèn)題而使得在電網(wǎng)故障時(shí)造成保護拒絕動(dòng)作和誤動(dòng)作。
60、對自動(dòng)重合閘裝置有哪些基本要求?
答: 1、在下列情況下,重合閘不應動(dòng)作:
1)、由值班人員手動(dòng)分閘或通過(guò)遙控裝置分閘時(shí);
2)、手動(dòng)合閘,由于線(xiàn)路上有故障,而隨即被保護跳閘時(shí)。
2、除上述兩種情況外,當開(kāi)關(guān)由繼電保護動(dòng)作或其它原因跳閘后,重合閘均應動(dòng)作,使開(kāi)關(guān)重新合上。
3、自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作次數應符合預先的規定,如一次重合閘就只應實(shí)現重合一次,不允許第二次重合。
4、自動(dòng)重合閘在動(dòng)作以后,一般應能自動(dòng)復歸,準備好下一次故障跳閘的再重合。
5、應能和繼電保護配合實(shí)現前加速或后加速故障的切除。
6、在雙側電源的線(xiàn)路上實(shí)現重合閘時(shí),應考慮合閘時(shí)兩側電源間的同期問(wèn)題,即能實(shí)現無(wú)壓檢定和同期檢定。
7、當開(kāi)關(guān)處于不正常狀態(tài)(如氣壓或液壓過(guò)低等)而不允許實(shí)現重合閘時(shí),應自動(dòng)地將自動(dòng)重合閘閉鎖。
8、自動(dòng)重合閘宜采用控制開(kāi)關(guān)位置與開(kāi)關(guān)位置不對應的原則來(lái)啟動(dòng)重合閘。
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