51、具體說明電力系統對繼電保護的基本要求是什么?
答:繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。這四"性"之間緊密聯系,既矛盾又統一。
(1) 可靠性是指保護該動作時應可靠動作,不該動作時應可靠不動作。可靠性是對繼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路本身的保護切除故障,當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時,才允許由相鄰設備保護、線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(如啟動與跳閘元件或閉鎖與動作元件)的選擇性,其靈敏系數及動作時間,在一般情況下應相互配合。
(3) 靈敏性是指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時,保護裝置應具有必要的靈敏系數,各類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,通過繼電保護的整定實現。
(4) 速動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,減輕故障設備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。一般從裝設速動保護(如高頻保護、差動保護)、充分發揮零序接地瞬時段保護及相間速斷保護的作用、減少繼電器固有動作時間和開關跳閘時間等方面入手來提高速動性。
52、試簡述220千伏及以上電網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的線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時,由相互獨立的另一套繼電保護裝置動作切除故障,而當斷路器拒絕動作時,啟動斷路器失靈保護,斷開與故障元件相連的所有其它聯接電源的斷路器。 (2)對瞬時動作的保護或保護的瞬時段,其整定值應保證在被保護元件外部故障時,可靠不動作,但單元或線路變壓器組(包括一條線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,滿足選擇性的要求。即在下一級元件故障時,故障元件的繼電保護必須在靈敏度和動作時間上均能同時與上一級元件的繼電保護取得配合,以保證電網發生故障時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的運行方式和被保護設備相鄰近的一回線或一個元件檢修的正常檢修運行方式。對特殊運行方式,可以按專用的運行規程或者依據當時實際情況臨時處理。 (5)變壓器中性點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,根據當時實際情況臨時處理。 (6)故障類型的選擇以單一設備的常見故障為依據,一般以簡單故障進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型進行校驗,保護在對側斷路器跳閘前和跳閘后均能滿足規定的靈敏度要求。對于縱聯保護,在被保護線路末端發生金屬性故障時,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接地方式的安排一般如何考慮?
答:變壓器中性點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,應根據規程規定或實際情況臨時處理。
1)變電所只有一臺變壓器,則中性點應直接接地,計算正常保護定值時,可只考慮變壓器中性點接地的正常運行方式。當變壓器檢修時,可作特殊運行方式處理,例如改定值或按規定停用、起用有關保護段。
2)變電所有兩臺及以上變壓器時,應只將一臺變壓器中性點直接接地運行,當該變壓器停運時,將另一臺中性點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直接接地運行,當其中一臺中性點直接接地的變壓器停運時,若有第三臺變壓器則將第三臺變壓器改為中性點直接接地運行。否則,按特殊運行方式處理。
3)雙母線運行的變電所有三臺及以上變壓器時,應按兩臺變壓器中性點直接接地方式運行,并把它們分別接于不同的母線上,當其中一臺中性點直接接地變壓器停運時,將另一臺中性點不接地變壓器直接接地。若不能保持不同母線上各有一個接地點時,作為特殊運行方式處理。
4)為了改善保護配合關系,當某一短線路檢修停運時,可以用增加中性點接地變壓器臺數的辦法來抵消線路停運對零序電流分配關系產生的影響。
5)自耦變壓器和絕緣有要求的變壓器中性點必須直接接地運行。
54、什么是線路縱聯保護?其特點是什么?
答:線路縱聯保護是當線路發生故障時,使兩側開關同時快速跳閘的一種保護裝置,是線路的主保護。它以線路兩側判別量的特定關系作為判據。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系來判別區內故障或區外故障。因此,判別量和通道是縱聯保護裝置的主要組成部分。 1、方向高頻保護是比較線路兩端各自看到的故障方向,以判斷是線路內部故障還是外部故障。如果以被保護線路內部故障時看到的故障方向為正方向,則當被保護線路外部故障時,總有一側看到的是反方向。其特點是: 1)要求正向判別啟動元件對于線路末端故障有足夠的靈敏度; 2)必須采用雙頻制收發信機。 2、相差高頻保護是比較被保護線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保護被閉鎖,兩側電流相位相反時保護動作跳閘。其特點是: 1)能反應全相狀態下的各種對稱和不對稱故障,裝置比較簡單; 2)不反應系統振蕩。在非全相運行狀態下和單相重合閘過程中保護能繼續運行; 3)不受電壓回路斷線的影響; 4)對收發信機及通道要求較高,在運行中兩側保護需要聯調; 5)當通道或收發信機停用時,整個保護要退出運行,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,增加相應的發信與收信設備,通過通道構成縱聯距離保護。其特點是: 1)能足夠靈敏和快速地反應各種對稱與不對稱故障; 2)仍保持后備保護的功能; 3)電壓二次回路斷線時保護將會誤動,需采取斷線閉鎖措施,使保護退出運行。
55、相差高頻保護有何優缺點?
答:優點: 1、能反應全相狀態下的各種對稱和不對稱故障,裝置比較簡單。
2、不反應系統振蕩。在非全相運行狀態下和單相重合閘過程中,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擊穿基本無關。
4、不受電壓二次回路斷線的影響。
缺點如下:
1、 重負荷線路,負荷電流改變了線路兩端電流的相位,對內部故障保護動作不利。
2、 當一相斷線接地或非全相運行過程中發生區內故障時,靈敏度變壞,甚至可能拒動。
3、對通道要求較高,占用頻帶較寬。在運行中,線路兩端保護需聯調。
4、線路分布電容嚴重影響線路兩端電流的相位。線路長度過長限制了其使用。
56、高頻閉鎖負序方向保護有何優缺點?
答:該保護具有下列優點: 1、原理比較簡單。在全相運行條件下能正確反應各種不對稱短路。在三相短路時,只要不對稱時間大于5～7ms,保護可以動作。 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值的三倍時,保護動作時間為10～15ms。 4、負序方向元件一般有較滿意的靈敏度。 5、對高頻收發信機要求較低。缺點如下: 1、在兩相運行條件下(包括單相重合閘過程中)發生故障,保護可能拒動。 2、線路分布電容的存在,使線路在空載合閘時,由于三相不同時合閘,保護可能誤動。當分布電容足夠大時,外部短路時該保護也將誤動,應采取補償措施。 3、在串補線路上,只要串補電容無不對稱擊穿,則全相運行條件下的短路保護能正確動作。當串補電容在保護區內時,發生系統振蕩或外部三相短路、且電容器保護間隙不對稱擊穿,保護將誤動。當串補電容位于保護區外,區內短路且有電容器的不對稱擊穿,也可能發生保護拒動。 4、電壓二次回路斷線時,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:當被保護線路上出現非全相運行,將在斷相處產生一個縱向的負序電壓,并由此產生負序電流,在輸電線路的A、B兩端,負序功率的方向同時為負,這和內部故障時的情況完全一樣。因此,在一側斷開的非全相運行狀態下,高頻閉鎖負序功率方向保護將誤動作。
為了克服上述缺點,如果將保護安裝地點移到斷相點的里側,則兩端負序功率的方向為一正一負,和外部故障時的情況一樣,這時保護將處于啟動狀態,但由于受到高頻信號的閉鎖而不會誤動作。針對上述兩種情況可知,當電壓互感器接于線路側時,保護裝置不會誤動作,而當電壓互感器接于變電所母線側時,則保護裝置將誤動作。此時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為零序保護。
三相星形接線的過電流保護雖然也能保護接地短路,但其靈敏度較低,保護時限較長。采用零序保護就可克服此不足,這是因為:
1、正常運行和發生相間短路時,不會出現零序電流和零序電壓,因此零序保護的動作電流可以整定得較小,這有利于提高其靈敏度;
2、Y/△接線降壓變壓器,△側以后的故障不會在Y側反映出零序電流,所以零序保護的動作時限可以不必與該種變壓器以后的線路保護相配合而取較短的動作時限。
59、零序電流保護在運行中需注意哪些問題?
答:零序電流保護在運行中需注意以下問題: (1)當電流回路斷線時,可能造成保護誤動作。這是一般較靈敏的保護的共同弱點,需要在運行中注意防止。就斷線機率而言,它比距離保護電壓回路斷線的機率要小得多。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作。 (2)當電力系統出現不對稱運行時,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運行,單相重合閘過程中的兩相運行,三相重合閘和手動合閘時的三相斷路器不同期,母線倒閘操作時斷路器與隔離開關并聯過程或斷路器正常環并運行情況下,由于隔離開關或斷路器接觸電阻三相不一致而出現零序環流,以及空投變壓器時產生的不平衡勵磁涌流,特別是在空投變壓器所在母線有中性點接地變壓器在運行中的情況下,可能出現較長時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。 (3)地理位置靠近的平行線路,當其中一條線路故障時,可能引起另一條線路出現感應零序電流,造成反方向側零序方向繼電器誤動作。如確有此可能時,可以改用負序方向繼電器,來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沒有零序電流和零序電壓,回路斷線不易被發現;當繼電器零序電壓取自電壓互感器開口三角側時,也不易用較直觀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題而使得在電網故障時造成保護拒絕動作和誤動作。
60、對自動重合閘裝置有哪些基本要求?
答: 1、在下列情況下,重合閘不應動作:
1)、由值班人員手動分閘或通過遙控裝置分閘時;
2)、手動合閘,由于線路上有故障,而隨即被保護跳閘時。
2、除上述兩種情況外,當開關由繼電保護動作或其它原因跳閘后,重合閘均應動作,使開關重新合上。
3、自動重合閘裝置的動作次數應符合預先的規定,如一次重合閘就只應實現重合一次,不允許第二次重合。
4、自動重合閘在動作以后,一般應能自動復歸,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現前加速或后加速故障的切除。
6、在雙側電源的線路上實現重合閘時,應考慮合閘時兩側電源間的同期問題,即能實現無壓檢定和同期檢定。
7、當開關處于不正常狀態(如氣壓或液壓過低等)而不允許實現重合閘時,應自動地將自動重合閘閉鎖。
8、自動重合閘宜采用控制開關位置與開關位置不對應的原則來啟動重合閘。
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