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電力調(diào)度題庫討論題（五）
51、具體說明電力系統(tǒng)對繼電保護的基本要求是什么?
答:繼電保護裝置應(yīng)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(lián)系,既矛盾又統(tǒng)一。
(1) 可靠性是指保護該動作時應(yīng)可靠動作,不該動作時應(yīng)可靠不動作�？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(shè)備或線路本身的保護切除故障,當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護或斷路器拒動時,才允許由相鄰設(shè)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(shè)備和線路有配合要求的保護和同一保護內(nèi)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(shù)及動作時間,在一般情況下應(yīng)相互配合。
(3) 靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時,保護裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù),各類保護的小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。
選擇性和靈敏性的要求,通過繼電保護的整定實現(xiàn)。
(4) 速動性是指保護裝置應(yīng)盡快地切除短路故障,其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減輕故障設(shè)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(shè)備自動投入的效果等。一般從裝設(shè)速動保護(如高頻保護、差動保護)、充分發(fā)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(guān)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(wǎng)繼電保護整定計算的基本原則和規(guī)定
答:(1)對于220千伏及以上電壓電網(wǎng)的線路繼電保護一般都采用近后備原則。當(dāng)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(dāng)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(lián)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(yīng)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(yīng)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(wǎng)發(fā)生故障時有選擇性地切除故障。 (4)繼電保護整定計算應(yīng)按正常運行方式為依據(jù)。所謂正常運行方式是指常見的運行方式和被保護設(shè)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(guī)程或者依據(jù)當(dāng)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(yīng)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(jù)當(dāng)時實際情況臨時處理。 (6)故障類型的選擇以單一設(shè)備的常見故障為依據(jù),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(cè)斷路器跳閘前和跳閘后均能滿足規(guī)定的靈敏度要求。對于縱聯(lián)保護,在被保護線路末端發(fā)生金屬性故障時,應(yīng)有足夠的靈敏度(靈敏度應(yīng)大于2)。
53、系統(tǒng)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(yīng)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(yīng)根據(jù)規(guī)程規(guī)定或?qū)嶋H情況臨時處理。
1)變電所只有一臺變壓器,則中性點應(yīng)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(dāng)變壓器檢修時,可作特殊運行方式處理,例如改定值或按規(guī)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,應(yīng)只將一臺變壓器中性點直接接地運行,當(dāng)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(dāng)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(yīng)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(dāng)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(guān)系,當(dāng)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(shù)的辦法來抵消線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必須直接接地運行。
54、什么是線路縱聯(lián)保護?其特點是什么?
答:線路縱聯(lián)保護是當(dāng)線路發(fā)生故障時,使兩側(cè)開關(guān)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(cè)判別量的特定關(guān)系作為判據(jù)。即兩側(cè)均將判別量借助通道傳送到對側(cè),然后,兩側(cè)分別按照對側(cè)與本側(cè)判別量之間的關(guān)系來判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)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路兩端各自看到的故障方向,以判斷是線路內(nèi)部故障還是外部故障。如果以被保護線路內(nèi)部故障時看到的故障方向為正方向,則當(dāng)被保護線路外部故障時,總有一側(cè)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(fā)信機。 2、相差高頻保護是比較被保護線路兩側(cè)工頻電流相位的高頻保護。當(dāng)兩側(cè)故障電流相位相同時保護被閉鎖,兩側(cè)電流相位相反時保護動作跳閘。其特點是: 1)能反應(yīng)全相狀態(tài)下的各種對稱和不對稱故障,裝置比較簡單; 2)不反應(yīng)系統(tǒng)振蕩。在非全相運行狀態(tài)下和單相重合閘過程中保護能繼續(xù)運行; 3)不受電壓回路斷線的影響; 4)對收發(fā)信機及通道要求較高,在運行中兩側(cè)保護需要聯(lián)調(diào); 5)當(dāng)通道或收發(fā)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(yīng)的發(fā)信與收信設(shè)備,通過通道構(gòu)成縱聯(lián)距離保護。其特點是: 1)能足夠靈敏和快速地反應(yīng)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(yōu)缺點?
答:優(yōu)點: 1、能反應(yīng)全相狀態(tài)下的各種對稱和不對稱故障,裝置比較簡單。
2、不反應(yīng)系統(tǒng)振蕩。在非全相運行狀態(tài)下和單相重合閘過程中,保護能繼續(xù)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(guān)。
4、不受電壓二次回路斷線的影響。
缺點如下:
1、 重負(fù)荷線路,負(fù)荷電流改變了線路兩端電流的相位,對內(nèi)部故障保護動作不利。
2、 當(dāng)一相斷線接地或非全相運行過程中發(fā)生區(qū)內(nèi)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(lián)調(diào)。
4、線路分布電容嚴(yán)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(fù)序方向保護有何優(yōu)缺點?
答:該保護具有下列優(yōu)點: 1、原理比較簡單。在全相運行條件下能正確反應(yīng)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(yīng)系統(tǒng)振蕩,但也不反應(yīng)穩(wěn)定的三相短路。 3、當(dāng)負(fù)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(fù)序方向元件一般有較滿意的靈敏度。 5、對高頻收發(fā)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(fā)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(dāng)分布電容足夠大時,外部短路時該保護也將誤動,應(yīng)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(dāng)串補電容在保護區(qū)內(nèi)時,發(fā)生系統(tǒng)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(dāng)串補電容位于保護區(qū)外,區(qū)內(nèi)短路且有電容器的不對稱擊穿,也可能發(fā)生保護拒動。 4、電壓二次回路斷線時,保護應(yīng)退出運行。
57、非全相運行對高頻閉鎖負(fù)序功率方向保護有什么影響?
答:當(dāng)被保護線路上出現(xiàn)非全相運行,將在斷相處產(chǎn)生一個縱向的負(fù)序電壓,并由此產(chǎn)生負(fù)序電流,在輸電線路的A、B兩端,負(fù)序功率的方向同時為負(fù),這和內(nèi)部故障時的情況完全一樣。因此,在一側(cè)斷開的非全相運行狀態(tài)下,高頻閉鎖負(fù)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(cè),則兩端負(fù)序功率的方向為一正一負(fù),和外部故障時的情況一樣,這時保護將處于啟動狀態(tài),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(dāng)電壓互感器接于線路側(cè)時,保護裝置不會誤動作,而當(dāng)電壓互感器接于變電所母線側(cè)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(tǒng)中為什么要單獨裝設(shè)零序保護?
答:在大短路電流接地系統(tǒng)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(xiàn),利用這些電氣量構(gòu)成保護接地短路的繼電保護裝置統(tǒng)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(fā)生相間短路時,不會出現(xiàn)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(cè)以后的故障不會在Y側(cè)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(dāng)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(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對稱運行時,也要出現(xiàn)零序電流,例如變壓器三相參數(shù)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(guān)并聯(lián)過程或斷路器正常環(huán)并運行情況下,由于隔離開關(guān)或斷路器接觸電阻三相不一致而出現(xiàn)零序環(huán)流,以及空投變壓器時產(chǎn)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(xiàn)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(dāng)其中一條線路故障時,可能引起另一條線路出現(xiàn)感應(yīng)零序電流,造成反方向側(cè)零序方向繼電器誤動作。如確有此可能時,可以改用負(fù)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(fā)現(xiàn);當(dāng)繼電器零序電壓取自電壓互感器開口三角側(cè)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(wǎng)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(yīng)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(dāng)開關(guān)由繼電保護動作或其它原因跳閘后,重合閘均應(yīng)動作,使開關(guān)重新合上。
3、自動重合閘裝置的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定,如一次重合閘就只應(yīng)實現(xiàn)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(yīng)能自動復(fù)歸,準(zhǔn)備好下一次故障跳閘的再重合。
5、應(yīng)能和繼電保護配合實現(xiàn)前加速或后加速故障的切除。
6、在雙側(cè)電源的線路上實現(xiàn)重合閘時,應(yīng)考慮合閘時兩側(cè)電源間的同期問題,即能實現(xiàn)無壓檢定和同期檢定。
7、當(dāng)開關(guān)處于不正常狀態(tài)(如氣壓或液壓過低等)而不允許實現(xiàn)重合閘時,應(yīng)自動地將自動重合閘閉鎖。
8、自動重合閘宜采用控制開關(guān)位置與開關(guān)位置不對應(yīng)的原則來啟動重合閘。
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