51、具体说明电力系统对继电保护的基本要求是什么?
答:继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。这四"性"之间紧密联系,既矛盾又统一。
(1) 可靠性是指保护该动作时应可靠动作,不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的根本的要求。
(2) 选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障,当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。
为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件(如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件)的选择性,其灵敏系数及动作时间,在一般情况下应相互配合。
(3) 灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数,各类保护的小灵敏系数在规程中有具体规定。
选择性和灵敏性的要求,通过继电保护的整定实现。
(4) 速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护(如高频保护、差动保护)、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和开关跳闸时间等方面入手来提高速动性。
52、试简述220千伏及以上电网继电保护整定计算的基本原则和规定
答:(1)对于220千伏及以上电压电网的线路继电保护一般都采用近后备原则。当故障元件的一套继电保护装置拒动时,由相互独立的另一套继电保护装置动作切除故障,而当断路器拒绝动作时,启动断路器失灵保护,断开与故障元件相连的所有其它联接电源的断路器。 (2)对瞬时动作的保护或保护的瞬时段,其整定值应保证在被保护元件外部故障时,可靠不动作,但单元或线路变压器组(包括一条线路带两台终端变压器)的情况除外。 (3)上、下级继电保护的整定,一般应遵循逐级配合的原则,满足选择性的要求。即在下一级元件故障时,故障元件的继电保护必须在灵敏度和动作时间上均能同时与上一级元件的继电保护取得配合,以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。 (4)继电保护整定计算应按正常运行方式为依据。所谓正常运行方式是指常见的运行方式和被保护设备相邻近的一回线或一个元件检修的正常检修运行方式。对特殊运行方式,可以按专用的运行规程或者依据当时实际情况临时处理。 (5)变压器中性点接地运行方式的安排,应尽量保持变电所零序阻抗基本不变。遇到因变压器检修等原因,使变电所的零序阻抗有较大变化的特殊运行方式时,根据当时实际情况临时处理。 (6)故障类型的选择以单一设备的常见故障为依据,一般以简单故障进行保护装置的整定计算。 (7)灵敏度按正常运行方式下的不利故障类型进行校验,保护在对侧断路器跳闸前和跳闸后均能满足规定的灵敏度要求。对于纵联保护,在被保护线路末端发生金属性故障时,应有足够的灵敏度(灵敏度应大于2)。
53、系统中变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑?
答:变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电所的零序阻抗基本不变。遇到因变压器检修等原因使变电所的零序阻抗有较大变化的特殊运行方式时,应根据规程规定或实际情况临时处理。
1)变电所只有一台变压器,则中性点应直接接地,计算正常保护定值时,可只考虑变压器中性点接地的正常运行方式。当变压器检修时,可作特殊运行方式处理,例如改定值或按规定停用、起用有关保护段。
2)变电所有两台及以上变压器时,应只将一台变压器中性点直接接地运行,当该变压器停运时,将另一台中性点不接地变压器改为直接接地。如果由于某些原因,变电所正常必须有两台变压器中性点直接接地运行,当其中一台中性点直接接地的变压器停运时,若有第三台变压器则将第三台变压器改为中性点直接接地运行。否则,按特殊运行方式处理。
3)双母线运行的变电所有三台及以上变压器时,应按两台变压器中性点直接接地方式运行,并把它们分别接于不同的母线上,当其中一台中性点直接接地变压器停运时,将另一台中性点不接地变压器直接接地。若不能保持不同母线上各有一个接地点时,作为特殊运行方式处理。
4)为了改善保护配合关系,当某一短线路检修停运时,可以用增加中性点接地变压器台数的办法来抵消线路停运对零序电流分配关系产生的影响。
5)自耦变压器和绝缘有要求的变压器中性点必须直接接地运行。
54、什么是线路纵联保护?其特点是什么?
答:线路纵联保护是当线路发生故障时,使两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置,是线路的主保护。它以线路两侧判别量的特定关系作为判据。即两侧均将判别量借助通道传送到对侧,然后,两侧分别按照对侧与本侧判别量之间的关系来判别区内故障或区外故障。因此,判别量和通道是纵联保护装置的主要组成部分。 1、方向高频保护是比较线路两端各自看到的故障方向,以判断是线路内部故障还是外部故障。如果以被保护线路内部故障时看到的故障方向为正方向,则当被保护线路外部故障时,总有一侧看到的是反方向。其特点是: 1)要求正向判别启动元件对于线路末端故障有足够的灵敏度; 2)必须采用双频制收发信机。 2、相差高频保护是比较被保护线路两侧工频电流相位的高频保护。当两侧故障电流相位相同时保护被闭锁,两侧电流相位相反时保护动作跳闸。其特点是: 1)能反应全相状态下的各种对称和不对称故障,装置比较简单; 2)不反应系统振荡。在非全相运行状态下和单相重合闸过程中保护能继续运行; 3)不受电压回路断线的影响; 4)对收发信机及通道要求较高,在运行中两侧保护需要联调; 5)当通道或收发信机停用时,整个保护要退出运行,因此需要配备单独的后备保护。 3、高频闭锁距离保护是以线路上装有方向性的距离保护装置作为基本保护,增加相应的发信与收信设备,通过通道构成纵联距离保护。其特点是: 1)能足够灵敏和快速地反应各种对称与不对称故障; 2)仍保持后备保护的功能; 3)电压二次回路断线时保护将会误动,需采取断线闭锁措施,使保护退出运行。
55、相差高频保护有何优缺点?
答:优点: 1、能反应全相状态下的各种对称和不对称故障,装置比较简单。
2、不反应系统振荡。在非全相运行状态下和单相重合闸过程中,保护能继续运行。
3、保护的工作情况与是否有串补电容及其保护间隙是否不对称击穿基本无关。
4、不受电压二次回路断线的影响。
缺点如下:
1、 重负荷线路,负荷电流改变了线路两端电流的相位,对内部故障保护动作不利。
2、 当一相断线接地或非全相运行过程中发生区内故障时,灵敏度变坏,甚至可能拒动。
3、对通道要求较高,占用频带较宽。在运行中,线路两端保护需联调。
4、线路分布电容严重影响线路两端电流的相位。线路长度过长限制了其使用。
56、高频闭锁负序方向保护有何优缺点?
答:该保护具有下列优点: 1、原理比较简单。在全相运行条件下能正确反应各种不对称短路。在三相短路时,只要不对称时间大于5～7ms,保护可以动作。 2、不反应系统振荡,但也不反应稳定的三相短路。 3、当负序电压和电流为启动值的三倍时,保护动作时间为10～15ms。 4、负序方向元件一般有较满意的灵敏度。 5、对高频收发信机要求较低。缺点如下: 1、在两相运行条件下(包括单相重合闸过程中)发生故障,保护可能拒动。 2、线路分布电容的存在,使线路在空载合闸时,由于三相不同时合闸,保护可能误动。当分布电容足够大时,外部短路时该保护也将误动,应采取补偿措施。 3、在串补线路上,只要串补电容无不对称击穿,则全相运行条件下的短路保护能正确动作。当串补电容在保护区内时,发生系统振荡或外部三相短路、且电容器保护间隙不对称击穿,保护将误动。当串补电容位于保护区外,区内短路且有电容器的不对称击穿,也可能发生保护拒动。 4、电压二次回路断线时,保护应退出运行。
57、非全相运行对高频闭锁负序功率方向保护有什么影响?
答:当被保护线路上出现非全相运行,将在断相处产生一个纵向的负序电压,并由此产生负序电流,在输电线路的A、B两端,负序功率的方向同时为负,这和内部故障时的情况完全一样。因此,在一侧断开的非全相运行状态下,高频闭锁负序功率方向保护将误动作。
为了克服上述缺点,如果将保护安装地点移到断相点的里侧,则两端负序功率的方向为一正一负,和外部故障时的情况一样,这时保护将处于启动状态,但由于受到高频信号的闭锁而不会误动作。针对上述两种情况可知,当电压互感器接于线路侧时,保护装置不会误动作,而当电压互感器接于变电所母线侧时,则保护装置将误动作。此时需采取措施将保护闭锁。
58、什么是零序保护?大电流接地系统中为什么要单独装设零序保护?
答:在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。
三相星形接线的过电流保护虽然也能保护接地短路,但其灵敏度较低,保护时限较长。采用零序保护就可克服此不足,这是因为:
1、正常运行和发生相间短路时,不会出现零序电流和零序电压,因此零序保护的动作电流可以整定得较小,这有利于提高其灵敏度;
2、Y/△接线降压变压器,△侧以后的故障不会在Y侧反映出零序电流,所以零序保护的动作时限可以不必与该种变压器以后的线路保护相配合而取较短的动作时限。
59、零序电流保护在运行中需注意哪些问题?
答:零序电流保护在运行中需注意以下问题: (1)当电流回路断线时,可能造成保护误动作。这是一般较灵敏的保护的共同弱点,需要在运行中注意防止。就断线机率而言,它比距离保护电压回路断线的机率要小得多。如果确有必要,还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作。 (2)当电力系统出现不对称运行时,也要出现零序电流,例如变压器三相参数不同所引起的不对称运行,单相重合闸过程中的两相运行,三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期,母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下,由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流,以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流,特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下,可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等,都可能使零序电流保护启动。 (3)地理位置靠近的平行线路,当其中一条线路故障时,可能引起另一条线路出现感应零序电流,造成反方向侧零序方向继电器误动作。如确有此可能时,可以改用负序方向继电器,来防止上述方向继电器误判断。 (4)由于零序方向继电器交流回路平时没有零序电流和零序电压,回路断线不易被发现;当继电器零序电压取自电压互感器开口三角侧时,也不易用较直观的模拟方法检查其方向的正确性,因此较容易因交流回路有问题而使得在电网故障时造成保护拒绝动作和误动作。
60、对自动重合闸装置有哪些基本要求?
答: 1、在下列情况下,重合闸不应动作:
1)、由值班人员手动分闸或通过遥控装置分闸时;
2)、手动合闸,由于线路上有故障,而随即被保护跳闸时。
2、除上述两种情况外,当开关由继电保护动作或其它原因跳闸后,重合闸均应动作,使开关重新合上。
3、自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定,如一次重合闸就只应实现重合一次,不允许第二次重合。
4、自动重合闸在动作以后,一般应能自动复归,准备好下一次故障跳闸的再重合。
5、应能和继电保护配合实现前加速或后加速故障的切除。
6、在双侧电源的线路上实现重合闸时,应考虑合闸时两侧电源间的同期问题,即能实现无压检定和同期检定。
7、当开关处于不正常状态(如气压或液压过低等)而不允许实现重合闸时,应自动地将自动重合闸闭锁。
8、自动重合闸宜采用控制开关位置与开关位置不对应的原则来启动重合闸。
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