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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(hù)的基本要求是什么?
答:繼電保護(hù)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(hù)該動作時(shí)應(yīng)可靠動作,不該動作時(shí)應(yīng)可靠不動作�？煽啃允菍^電保護(hù)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(hù)切除故障,當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動時(shí),才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。
為保證對相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)和同一保護(hù)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(shí)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(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí),保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù),各類保護(hù)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(hù)的整定實(shí)現(xiàn)。
(4) 速動性是指保護(hù)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(hù)(如高頻保護(hù)、差動保護(hù))、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護(hù)及相間速斷保護(hù)的作用、減少繼電器固有動作時(shí)間和開關(guān)跳閘時(shí)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(hù)整定計(jì)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(hù)一般都采用近后備原則。當(dāng)故障元件的一套繼電保護(hù)裝置拒動時(shí),由相互獨(dú)立的另一套繼電保護(hù)裝置動作切除故障,而當(dāng)斷路器拒絕動作時(shí),啟動斷路器失靈保護(hù),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(shí)動作的保護(hù)或保護(hù)的瞬時(shí)段,其整定值應(yīng)保證在被保護(hù)元件外部故障時(shí),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(hù)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(shí),故障元件的繼電保護(hù)必須在靈敏度和動作時(shí)間上均能同時(shí)與上一級元件的繼電保護(hù)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(hù)整定計(jì)算應(yīng)按正常運(yùn)行方式為依據(jù)。所謂正常運(yùn)行方式是指常見的運(yùn)行方式和被保護(hù)設(shè)備相鄰近的一回線或一個(gè)元件檢修的正常檢修運(yùn)行方式。對特殊運(yùn)行方式,可以按專用的運(yùn)行規(guī)程或者依據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際情況臨時(shí)處理。 (5)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)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(yùn)行方式時(shí),根據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際情況臨時(shí)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(jìn)行保護(hù)裝置的整定計(jì)算。 (7)靈敏度按正常運(yùn)行方式下的不利故障類型進(jìn)行校驗(yàn),保護(hù)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(hù),在被保護(hù)線路末端發(fā)生金屬性故障時(shí),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(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(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(yùn)行方式時(shí),應(yīng)根據(jù)規(guī)程規(guī)定或?qū)嶋H情況臨時(shí)處理。
1)變電所只有一臺變壓器,則中性點(diǎn)應(yīng)直接接地,計(jì)算正常保護(hù)定值時(shí),可只考慮變壓器中性點(diǎn)接地的正常運(yùn)行方式。當(dāng)變壓器檢修時(shí),可作特殊運(yùn)行方式處理,例如改定值或按規(guī)定停用、起用有關(guān)保護(hù)段。
2)變電所有兩臺及以上變壓器時(shí),應(yīng)只將一臺變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,當(dāng)該變壓器停運(yùn)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(yùn)行,當(dāng)其中一臺中性點(diǎn)直接接地的變壓器停運(yùn)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(yùn)行。否則,按特殊運(yùn)行方式處理。
3)雙母線運(yùn)行的變電所有三臺及以上變壓器時(shí),應(yīng)按兩臺變壓器中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行,并把它們分別接于不同的母線上,當(dāng)其中一臺中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)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上各有一個(gè)接地點(diǎn)時(shí),作為特殊運(yùn)行方式處理。
4)為了改善保護(hù)配合關(guān)系,當(dāng)某一短線路檢修停運(yùn)時(shí),可以用增加中性點(diǎn)接地變壓器臺數(shù)的辦法來抵消線路停運(yùn)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(yùn)行。
54、什么是線路縱聯(lián)保護(hù)?其特點(diǎn)是什么?
答:線路縱聯(lián)保護(hù)是當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí),使兩側(cè)開關(guān)同時(shí)快速跳閘的一種保護(hù)裝置,是線路的主保護(hù)。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(hù)裝置的主要組成部分。 1、方向高頻保護(hù)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(hù)線路內(nèi)部故障時(shí)看到的故障方向?yàn)檎较?則當(dāng)被保護(hù)線路外部故障時(shí),總有一側(cè)看到的是反方向。其特點(diǎn)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(jī)。 2、相差高頻保護(hù)是比較被保護(hù)線路兩側(cè)工頻電流相位的高頻保護(hù)。當(dāng)兩側(cè)故障電流相位相同時(shí)保護(hù)被閉鎖,兩側(cè)電流相位相反時(shí)保護(hù)動作跳閘。其特點(diǎn)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(yùn)行狀態(tài)下和單相重合閘過程中保護(hù)能繼續(xù)運(yùn)行; 3)不受電壓回路斷線的影響; 4)對收發(fā)信機(jī)及通道要求較高,在運(yùn)行中兩側(cè)保護(hù)需要聯(lián)調(diào); 5)當(dāng)通道或收發(fā)信機(jī)停用時(shí),整個(gè)保護(hù)要退出運(yùn)行,因此需要配備單獨(dú)的后備保護(hù)。 3、高頻閉鎖距離保護(hù)是以線路上裝有方向性的距離保護(hù)裝置作為基本保護(hù),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(hù)。其特點(diǎn)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(hù)的功能; 3)電壓二次回路斷線時(shí)保護(hù)將會誤動,需采取斷線閉鎖措施,使保護(hù)退出運(yùn)行。
55、相差高頻保護(hù)有何優(yōu)缺點(diǎn)?
答:優(yōu)點(diǎn): 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(yùn)行狀態(tài)下和單相重合閘過程中,保護(hù)能繼續(xù)運(yùn)行。
3、保護(hù)的工作情況與是否有串補(bǔ)電容及其保護(hù)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(diǎn)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(hù)動作不利。
2、 當(dāng)一相斷線接地或非全相運(yùn)行過程中發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí),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(yùn)行中,線路兩端保護(hù)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(hù)有何優(yōu)缺點(diǎn)?
答:該保護(hù)具有下列優(yōu)點(diǎn): 1、原理比較簡單。在全相運(yùn)行條件下能正確反應(yīng)各種不對稱短路。在三相短路時(shí),只要不對稱時(shí)間大于5～7ms,保護(hù)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(shí),保護(hù)動作時(shí)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(jī)要求較低。缺點(diǎn)如下: 1、在兩相運(yùn)行條件下(包括單相重合閘過程中)發(fā)生故障,保護(hù)可能拒動。 2、線路分布電容的存在,使線路在空載合閘時(shí),由于三相不同時(shí)合閘,保護(hù)可能誤動。當(dāng)分布電容足夠大時(shí),外部短路時(shí)該保護(hù)也將誤動,應(yīng)采取補(bǔ)償措施。 3、在串補(bǔ)線路上,只要串補(bǔ)電容無不對稱擊穿,則全相運(yùn)行條件下的短路保護(hù)能正確動作。當(dāng)串補(bǔ)電容在保護(hù)區(qū)內(nèi)時(shí),發(fā)生系統(tǒng)振蕩或外部三相短路、且電容器保護(hù)間隙不對稱擊穿,保護(hù)將誤動。當(dāng)串補(bǔ)電容位于保護(hù)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(hù)拒動。 4、電壓二次回路斷線時(shí),保護(hù)應(yīng)退出運(yùn)行。
57、非全相運(yùn)行對高頻閉鎖負(fù)序功率方向保護(hù)有什么影響?
答:當(dāng)被保護(hù)線路上出現(xiàn)非全相運(yùn)行,將在斷相處產(chǎn)生一個(gè)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(shí)為負(fù),這和內(nèi)部故障時(shí)的情況完全一樣。因此,在一側(cè)斷開的非全相運(yùn)行狀態(tài)下,高頻閉鎖負(fù)序功率方向保護(hù)將誤動作。
為了克服上述缺點(diǎn),如果將保護(hù)安裝地點(diǎn)移到斷相點(diǎn)的里側(cè),則兩端負(fù)序功率的方向?yàn)橐徽回?fù),和外部故障時(shí)的情況一樣,這時(shí)保護(hù)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(shí),保護(hù)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(shí),則保護(hù)裝置將誤動作。此時(shí)需采取措施將保護(hù)閉鎖。
58、什么是零序保護(hù)?大電流接地系統(tǒng)中為什么要單獨(dú)裝設(shè)零序保護(hù)?
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(hù)接地短路的繼電保護(hù)裝置統(tǒng)稱為零序保護(hù)。
三相星形接線的過電流保護(hù)雖然也能保護(hù)接地短路,但其靈敏度較低,保護(hù)時(shí)限較長。采用零序保護(hù)就可克服此不足,這是因?yàn)?
1、正常運(yùn)行和發(fā)生相間短路時(shí),不會出現(xiàn)零序電流和零序電壓,因此零序保護(hù)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(hù)的動作時(shí)限可以不必與該種變壓器以后的線路保護(hù)相配合而取較短的動作時(shí)限。
59、零序電流保護(hù)在運(yùn)行中需注意哪些問題?
答:零序電流保護(hù)在運(yùn)行中需注意以下問題: (1)當(dāng)電流回路斷線時(shí),可能造成保護(hù)誤動作。這是一般較靈敏的保護(hù)的共同弱點(diǎn),需要在運(yùn)行中注意防止。就斷線機(jī)率而言,它比距離保護(hù)電壓回路斷線的機(jī)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(yùn)行時(shí),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(yùn)行,單相重合閘過程中的兩相運(yùn)行,三相重合閘和手動合閘時(shí)的三相斷路器不同期,母線倒閘操作時(shí)斷路器與隔離開關(guān)并聯(lián)過程或斷路器正常環(huán)并運(yùn)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(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有中性點(diǎn)接地變壓器在運(yùn)行中的情況下,可能出現(xiàn)較長時(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(hù)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(shí),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(shí),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(shí)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(shí),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(shí)造成保護(hù)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(shí);
2)、手動合閘,由于線路上有故障,而隨即被保護(hù)跳閘時(shí)。
2、除上述兩種情況外,當(dāng)開關(guān)由繼電保護(hù)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(shí)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(hù)配合實(shí)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(shí)現(xiàn)重合閘時(shí),應(yīng)考慮合閘時(shí)兩側(cè)電源間的同期問題,即能實(shí)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(shí)現(xiàn)重合閘時(shí),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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