71、簡述微機保護的基本組成和主要部分的功能

答：微機保護是由一臺計算機和相應的軟件(程序)實現各種復雜功能的繼電保護裝置。微機保護的特點主要由軟件決定，具有很大的靈活性。通用硬件可以用不同的原理進行保護。

微機保護包括硬件和軟件。硬件一般包括以下三個部分。

(1)模擬輸入系統(或數據采集系統)包括電壓形成、模擬濾波、采樣保持、多路轉換、模數轉換等功能。可以準確地將模擬輸入量轉換成所需的數字量。

(2)主2)CPU系統包括MPU、EPROM、RAM和定時器。MPU執行EPROM中存儲的程序，對數據采集系統輸入到ram區域的原始數據進行分析處理，完成各種繼電保護功能。

(3)開關(或數字)輸入輸出系統由若干個并行接口適配器、光電隔離裝置和帶觸點的中間繼電器等組成。從而完成各種保護的出口跳閘、信號報警、外部觸點輸入和人機對話功能。微機保護軟件是根據繼電保護的需要編制的計算機程序。

72.電力干式變壓器有哪些異常工況和可能出現的故障？一般應安裝哪些保護裝置？

回答：干式變壓器的故障分為內部故障和外部故障。

干式變壓器內部故障是指干式變壓器油箱內的各種故障，主要包括：繞組間的相間短路、單相繞組部分匝間匝間短路、單相繞組或出線套管單相接地故障等。

干式變壓器的外部故障是干式變壓器油箱外絕緣套管及其出線上發生的各種故障，主要類型是：絕緣套管閃絡或斷裂引起的單相短路(通過外殼)，出線間發生相間故障等。

干式變壓器的異常工作狀態主要包括外部短路或過載引起的：過電流、油箱泄漏引起的油位下降、干式變壓器中性點電壓升高、外加電壓過大或頻率降低引起的過勵磁等。

為了防止干式變壓器的各種故障和異常運行造成不必要的損失，保證電力系統的安全連續運行，干式變壓器應安裝以下繼電保護裝置：(1)，以防止各種短路故障和干式變壓器油箱內油位下降的氣體保護。(2)干式變壓器繞組及出線多相短路、大電流接地系統側繞組及出線單相接地短路、繞組匝間短路的(縱向)差動保護或電流速斷保護。(3)防止干式變壓器外部相間短路，用作氣體保護和差動保護(或復合電壓啟動過流保護或負序過流保護)。(4)大電流接地系統中干式變壓器外部接地短路的零序電流保護。(5)干式變壓器對稱過載過載保護。(6)干式變壓器過勵磁保護。

73、干式變壓器差動保護的不平衡電流是如何產生的(包括穩態和瞬態不平衡電流)？

答：干式變壓器差動保護電流不平衡的原因如下：

1.穩態不平衡電流：(1)干式變壓器每側不同類型的電流互感器引起的不平衡電流，即每側電流互感器的飽和特性和勵磁電流不同。必須滿足電流互感器10誤差曲線的要求。(2)實際和計算的電流互感器比不同導致的電流不平衡。(3)干式變壓器調壓分接頭變化引起電流不平衡。 #p#分頁標題#e#

2.暫態不平衡電流：(1)因為短路的非周期分量

答：干式變壓器高阻差動保護通常配置在大型干式變壓器上，作為另一套原理不同的干式變壓器主保護。其差動CT采用干式變壓器500千伏側、220千伏側(均為三相)和中性點側的套管CT，每側CT比值不同。該差動保護接線穿越干式變壓器的勵磁涌流，因此不反映勵磁涌流。它是主變壓器高、中壓側內部故障的主保護，但不反映低壓側故障。這種保護的特點是不受干式變壓器勵磁涌流的影響，動作速度快(20毫秒左右)，不受CT飽和的影響。它是干式變壓器的主保護，接線簡單，性能優良。

75、試說干式變壓器氣體保護的基本工作原理？為什么差動保護不能代替氣體保護？

答：氣體保護是干式變壓器的主要保護，能有效反映干式變壓器內部故障。輕氣繼電器由開杯和干簧觸點組成，作用于信號。重瓦斯繼電器由擋板、彈簧和干簧觸點組成，起跳閘作用。正常運行時，氣體繼電器充滿油，開口杯浸在油中，處于浮動位置，干簧觸點斷開。

干式變壓器發生內部故障時，故障點局部過熱，導致附近干式變壓器內的油膨脹，油中溶解的空氣被排出形成氣泡上升。同時，油和其他物質在電弧和放電的作用下電離，產生氣體。故障輕微時，排出的氣體緩慢上升，進入氣體繼電器，造成油位下降。開杯產生的支點是軸逆時針轉動，接通干簧觸點，發出信號。

干式變壓器內部故障嚴重時，產生強烈的氣體氣體，使干式變壓器內部壓力突然增大，產生油流向油枕方向的巨大沖擊。因為油流沖擊擋板，所以擋板克服了它

彈簧的阻力,帶動磁鐵向干簧觸點方向移勸,使干簧觸點接通,作用于跳閘。

瓦斯保護能反應干式變壓器油箱內的內部故障,包括鐵芯過熱燒傷、油面降低等,但差動保護對此無反應。又如干式變壓器繞組產生少數線匝的匝間短路,雖然短路匝內短路電流很大會造成局部繞組嚴重過熱產生強烈的油流向油枕方向沖擊,但表現在相電流上卻并不大,因此差動保護沒有反應,但瓦斯保護對此卻能靈敏地加以反應,這就是差動保護不能代替瓦斯保護的原因。

76、為什么大型干式變壓器應裝設過勵磁保護?

答:根據大型干式變壓器工作磁密B與電壓、頻率之比U/F成正比,即電壓升高或頻率下降都會使工作磁密增加。現代大型干式變壓器,額定工作磁密BN=17000～18000高斯,飽和工作磁密BS=19000～20000高斯,兩者相差不大。當U/f增加時,工作磁密B增加,使干式變壓器勵磁電流增加,特別是在鐵芯飽和之后,勵磁電流要急劇增大,造成干式變壓器過勵磁。過勵磁會使鐵損增加,鐵芯溫度升高;同時還會使漏磁場增強,使靠近鐵芯的繞組導線、油箱壁和其它金屬構件產生渦流損耗、發熱、引起高溫,嚴重時要造成局部變形和損傷周圍的絕緣介質。因此,對于現代大型干式變壓器,應裝設過勵磁保護。#p#分頁標題#e#

77、什么是干式變壓器的復合電壓過電流保護?有何優點?

答:復合電壓過電流保護通常作為干式變壓器的后備保護,它是由一個負序電壓繼電器和一個接在相間電壓上的低電壓繼電器共同組成的電壓復合元件,兩個繼電器只要有一個動作,同時過電流繼電器也動作,整套裝置即能啟動。

該保護較低電壓閉鎖過電流保護有下列優點:

(1)在后備保護范圍內發生不對稱短路時,有較高靈敏度。

(2)在干式變壓器后發生不對稱短路時,電壓啟動元件的靈敏度與干式變壓器的接線方式無關。

(3)由于電壓啟動元件只接在干式變壓器的一側,故接線比較簡單。

78、運行中的干式變壓器瓦斯保護,當現場進行哪些工作時,重瓦斯保護應由"跳閘"位置改為"信號"位置運行。

答:當現場在干式變壓器不停電情況下進行下述工作時,重瓦斯保護應由"跳閘"位置改變"信號"位置運行。

(1)進行注油和濾油時。

(2)進行呼吸器暢通工作或更換硅膠時。

(3)除采油樣和瓦斯繼電器上部放氣閥放氣外,在其它所有地方打開放氣、放油和進油閥門時。

(4)開、閉瓦斯繼電器連接管上的閥門時。

(5)在瓦斯保護及其二次回路上進行工作時。

(6)對于充氮干式變壓器,當油枕抽真空或補充氮氣時,干式變壓器注油、濾油、更換硅膠及處理呼吸器時,在上述工作完畢后,經1h試運行后,方可將重瓦斯投入跳閘。

79、發電機應裝哪些保護?它們的作用是什么?

答:對于發電機可能發生的故障和不正常工作狀態,應根據發電機的容量有選擇地裝設以下保護。

(1)縱聯差動保護:為定子繞組及其引出線的相間短路保護。

(2)橫聯差動保護:為定子繞組一相匝間短路保護。只有當一相定子繞組有兩個及以上并聯分支而構成兩個或三個中性點引出端時,才裝設該種保護。

(3)單相接地保護:為發電機定子繞組的單相接地保護。

(4)勵磁回路接地保護:為勵磁回路的接地故障保護。

(5)低勵、失磁保護:為防止大型發電機低勵(勵磁電流低于靜穩極限所對應的勵磁電流)或失去勵磁(勵磁電流為零)后,從系統中吸收大量無功功率而對系統產生不利影響,100MW及以上容量的發電機都裝設這種保護。

(6)過負荷保護:發電機長時間超過額定負荷運行時作用于信號的保護。中小型發電機只裝設定子過負荷保護;大型發電機應分別裝設定子過負荷和勵磁繞組過負荷保護。

(7)定子繞組過電流保護:當發電機縱差保護范圍外發生短路,而短路元件的保護或斷路器拒絕動作,這種保護作為外部短路的后備,也兼作縱差保護的后備保護。

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(8)定子繞組過電壓保護:用于防止突然甩去全部負荷后引起定子繞組過電壓,水輪發電機和大型汽輪發電機都裝設過電壓保護,中小型汽輪發電機通常不裝設過電壓保護。

(9)負序電流保護:電力系統發生不對稱短路或者三相負荷不對稱(如電氣機車、電弧爐等單相負荷的比重太大)時,會使轉子端部、護環內表面等電流密度很大的部位過熱,造成轉子的局部灼傷,因此應裝設負序電流保護。

(10)失步保護:反應大型發電機與系統振蕩過程的失步保護。

(11)逆功率保護:當汽輪機主汽門誤關閉,或機爐保護動作關閉主汽門而發電機出口斷路器未跳閘時,從電力系統吸收有功功率而造成汽輪機事故,故大型機組要裝設用逆功率繼電器構成的逆功率保護,用于保護汽輪機。

80、大型發電機"為什么要裝設匝間保護?匝間保護的構成通常有幾種方式?

答:現代大型發電機的定子繞組,不可避免在定子同一槽的上、下層線棒會出現同相不同匝數的定子線棒,這就必然導致發電機定子繞組的匝間短路故障,為此大型發電機要裝匝間保護。

匝間保護的構成通常有以下幾種方式:

1)橫差保護:當定子繞組出現并聯分支且發電機中性點側有六個引出頭時采用。橫差保護接線簡單、動作可靠、靈敏度高。

2)零序電壓原理的匝間保護:采用專門電壓互感器測量發電機三個相電壓不對稱而生成的零序電壓,該保護由于采用了三次諧波制動故大大提高了保護的靈敏度與可靠性。

3)負序功率方向匝間保護:利用負序功率方向判斷是發電機內部不對稱還是系統不對稱故障,保護的靈敏度很高,近年來運行表明該保護在區外故障時發生誤動必須增加動作延時,故限制了它的使用。

81、為什么現代大型發電機應裝設100的定子接地保護?

答:100MW以下發電機,應裝設保護區不小于90的定子接地保護;100MW及以上的發電機,應裝設保護區為100的定子接地保護。

發電機中性點附近是否可能先先發生接地故障,過去曾有過兩種不同的觀點,一種觀點認為發電機定子繞組是全絕緣的(中性點和機端的絕緣水平相同),而中性點的運行電壓很低,接地故障不可能先先在中性點附近發生。另一種觀點則認為,如果定子繞組絕緣的破壞是由于機械的原因,例如水內冷發電機的漏水、冷卻風扇的葉片斷裂飛出,則完全不能排除發電機中性點附近發生接地故障的可能性。

另外,如果中性點附近的絕緣水平已經下降,但尚未到達定子接地繼電器檢測出來的程度,這種情況具有很大的潛在危險性。因為一旦在機端又發生另一點接地故障,使中性點電位驟增至相電壓,則中性點附近絕緣水平較低的部位,有可能在這個電壓作用下發生擊穿,故障立即轉為嚴重的相間或匝間短路,我一臺大型水輪發電機,在定子接地保護的死區范圍內發生接地故障,后發展為相間短路,致使發電機嚴重損壞。#p#分頁標題#e#

鑒于現代大型發電機在電力系統中的重要地位及其制造工藝復雜、鐵芯檢修困難,故要求裝設100的定子接地保護,而且要求在中性點附近絕緣水平下降到一定程度時,保護就能動作。

82、試述具有發電機自動減負荷的失磁保護裝置的組成原則?

答:具有自動減負荷的失磁保護裝置的組成原則如下。根據電網的特點,在發電機失磁后異步運行,若無功功率尚能滿足,系統電壓不致降低到失去穩定的嚴重程度,則發電機可以不解列,而采用自動減負荷到40～50的額定負荷,失磁運行15～30分,運行人員可以及時處理恢復勵磁。因此,設置具有下述功能的失磁保護:

1、定、轉子判據元件同時判定失磁后,系統電壓元件判定系統電壓下降到危害程度,則經過0.5s作用于解列。

2、定、轉子判據元件同時判定失磁后,系統電壓元件判定系統不會失去穩定,則作用于自動減負荷,直到40～50額定負荷。

3、定、轉子判據元件同時判定失磁后,發電機電壓元件判定其電壓低至對廠用電有危害,則自動切換廠用電源,使之投入備用電源。

83、為什么現代大型汽輪發電機應裝設過電壓保護?

答:中小型汽輪發電機不裝設過電壓保護的原因是:在汽輪發電機上都裝有危急保安器,當轉速超過額定電壓的10以后,汽輪發電機危急保安器會立即動作,關閉主汽門,能夠有效防止由于機組轉速升高而引起的過電壓。

對于大型汽輪發電機則不然,即使調速系統和自動調整勵磁裝置都正常運行,當滿負荷運行時突然甩去全部負荷,電樞反應突然消失,此時,由于調速系統和自動調整勵磁裝置都是由慣性環節組成,轉速仍升高,勵磁電流不能突變,使得發電機電壓在短時間內也要上升,其值可能達1.3倍額定值。持續時間可能達幾秒種。

發電機出現過電壓不僅對定子繞組絕緣帶來威脅,同時將使干式變壓器(升壓主干式變壓器和廠用干式變壓器)勵磁電流劇增,引起干式變壓器的過勵磁和過磁通。

過勵磁可使絕緣因發熱而降級,過磁通將使干式變壓器鐵芯飽和并在鐵芯相鄰的導磁體內產生巨大的渦流損失,嚴重時可因渦流發熱使絕緣材料遭永久性損壞。

鑒于以上種種原因,對于大型汽輪發電機應裝設過電壓保護,已經裝設過激磁保護的大型汽輪發電機可不再裝設過電壓保護。

84、大型發電機組為何要裝設失步保護?

答:發電機與系統發生失步時,將出現發電機的機械量和電氣量與系統之間的振蕩,這種持續的振蕩將對發電機組和電力系統產生有破壞力的影響。(1)單元接線的大型發變組電抗較大,而系統規模的增大使系統等產電抗減小,因此振蕩中心往往落在發電機端附近或升壓干式變壓器范圍內,使振蕩過程對機組的影響大為加重。由于機端電壓周期性的嚴重下降,使廠用輔機工作穩定性遭到破壞,甚至導致全廠停機、停爐、停電的重大事故。(2)失步運行時,當發電機電勢與系統等效電勢的相位差為180°的瞬間,振蕩電流的幅值接近機端三相短路時的電流。對于三相短路故障均有快速保護切除,而振蕩電流則要在較長時間內反復出現,若無相應保護會使定子繞組遭受熱損傷或端部遭受機械損傷。(3)振蕩過程中產生對軸系的周期性扭力,可能造成大軸嚴重機械損傷。(4)振蕩過程中由于周期性轉差變化在轉子繞組中引起感生電流,引起轉子繞組發熱。(5)大型機組與系統失步,還可能導致電力系統解列甚至崩潰事故。#p#分頁標題#e#

85、試述大型水輪發電機--干式變壓器組繼電保護配置特點。

答:大型水輪發電機--干式變壓器組繼電保護配置與汽輪發電機--干式變壓器組繼電保護配置主要的不同點是:1、不裝設勵磁回路兩點接地保護;2、不裝設逆功率保護;3、不裝設頻率異常保護;4、與同容量的汽輪發電機相比,水輪發電機體積較大,熱容量大,負序發熱常數A值也大得多,所以除了雙水內冷式、水輪發電機外,不采用反時限特點的負序電流保護;5、水輪發電機的失磁保護經延時作用于跳閘,不作減負荷異步運行。

86、同步調相機應裝設哪些保護?

答:同步調相機應裝設如下保護:

(1)縱差保護:保護同步調相機定子線卷,若有啟動電抗器時,電抗器也包括在縱差保護范圍內。

(2)定子繞組單相接地保護;

(3)橫差保護:在有并聯分支的大型同步調相機才裝設。

(4)勵磁回路一點接地保護。

(5)調相機的低電壓保護。

(6)調相機的過負荷保護。

(7)調相機的有功方向保護。

87、同步調相機保護與發電機保護有哪些區別?

答:同步調相機與發電機保護的區別如下:(1)調相機的電壓保護:電壓消失時,調相機將停止運行,為防止電壓恢復時,調相機在無啟動設備的情況下再啟動,低電壓保護應動作,從系統中切除停止運行調相機。低電壓保護的動作電壓為0.4倍額定電壓并帶有9秒時限。(2)調相機的過負荷保護,在電壓長期降低的情況下,由于調相機電壓調節器和強勵裝置的作用,調相機可能出現長時間的過負荷。故應裝設動作于信號的過負荷保護,也可以較長時間跳閘。過負荷保護的動作電流采用1.4倍額定電流。(3)調相機的有功方向保護;為了避免外來電源消失后,調相機有功功率反饋,而導致與調相機接在同一母線上的按頻率減負荷裝置誤動作。有功功率反饋時,有功方向保護立即切除調相機。(4)調相機無須裝設反映外部故障的過電流保護,其原因是:A、系統故障時,需要調相機送出大量無功功率以便恢復電壓,此時切除調相機是不合理的。B、外部故障切除電源后,調相機的轉速降低,由它供給的故障短路電流亦隨之減少。C、當外部故障電壓降低很多時,低電壓保護也將動作切除調相機。

88、500kV并聯電抗器應裝設哪些保護及其保護作用?

答:高壓并聯電抗應裝設:(1)高阻抗差動保護:保護電抗器繞組和套管的相間和接地故障。(2)匝間保護:保護電抗器的匝間短路故障。(3)瓦斯保護和溫度保護:保護電抗器內部各種故障、油面降低和溫度升高。(4)過流保護:電抗器和引線的相間或接地故障引起的過電流。(5)過負荷保護:保護電抗器繞組過負荷。(6)中性點過流保護:保護電抗器外部接地故障引起中性點小電抗過電流(7)中性點小電抗瓦斯保護和溫度保護:保護小電抗內部各種故障、油面降低和溫度升高。#p#分頁標題#e#

89、500kV并聯電抗器匝間保護的構成原理?

答:由于500kV并聯電抗器的構造大多采用分相式結構,因此主要的故障為單相接地和匝間短路,在單相接地和匝間短路時,由故障相與非故障相的不平衡即令產生零序電壓和電流,但當電抗器輕微匝間短路時,零序電壓很小,現采用零序電流形成的電壓進行補償。因此采用帶補償電壓的零序功率方向可以靈敏地反應電抗器各種匝間短路故障和內部單相接地。

90、什么是母線完全差動保護?什么是母線不完全差動保護?

答:1、母線完全差動保護是將母線上所有的各連接元件的電流互感器按同名相、同極性連接到差動回路,電流互感器的特性與變比均應相同,若變比不能相同時,可采用補償變流器進行補償,滿足ΣI=0。差動繼電器的動作電流按下述條件計算、整定,取其較大值:1)、躲開外部短路時產生的不平衡電流;2)、躲開母線連接元件中,較大負荷支路的較大負荷電流,以防止電流二次回路斷線時誤動。2、母線不完全差動保護只需將連接于母線的各有電源元件上的電流互感器,接入差動回路,在無電源元件上的電流互感器不接入差動回路。因此在無電源元件上發生故障,它將動作。電流互感器不接入差動回路的無電源元件是電抗器或干式變壓器。

91、試述雙母線完全差動保護的主要優缺點?

答:優點是:1、各組成元件和接線比較簡單,調試方便,運行人員易于掌握。

2、采用速飽和變流器可以較有效地防止由于區外故障一次電流中的直流分量導致電流互感器飽和引起的保護誤動作。

3、當元件固定連接時母線差動保護有很好的選擇性。

4、當母聯斷路器斷開時母線差動保護仍有選擇能力;在兩條母線先后發生短路時母線差動保護仍能可靠地動作。

其缺點為:1、方式破壞時,如任一母線上發生短路故障,就會將兩條母線上的連接元件全部切除。因此,它適應運行方式變化的能力較差。

2、由于采用了帶速飽和變流器的電流差動繼電器,其動作時間較慢(約有30-40毫秒的動作延時),不能快速切除故障。

3、如果啟動元件和選擇元件的動作電流按避越外部短路時的較大不平衡電流整定,其靈敏度較低

92、什么是固定連接方式的母線完全差動保護?什么是母聯電流相位比較式母線差動保護?

答:雙母線同時運行方式,按照一定的要求,將引出線和有電源的支路分配固定連接于兩條母線上,這種母線稱為固定連接母線。這種母線的差動保護稱為固定連接方式的母線完全差動保護。對它的要求是一母線故障時,只切除接于該母線的元件,另一母線可以繼續運行,即母線差動保護有選擇故障母線的能力。當運行的雙母線的固定連接方式被破壞時,該保護將無選擇故障母線的能力,而將雙母線上所有連接的元件切除。#p#分頁標題#e#

母聯電流相位比較式母線差動保護主要是在母聯開關上使用比較兩電流相量的方向元件,引入的一個電流量是母線上各連接元件電流的相量和即差電流,引入的另一個電流量是流過母聯開關的電流。在正常運行和區外短路時差電流很小,方向元件不動作;當母線故障不僅差電流很大且母聯開關的故障電流由非故障母線流向故障母線,具有方向性,因此方向元件動作且具有選擇故障母線的能力。

93、試述母聯電流相位比較式母線差動保護的主要優缺點?

答:這種母線差動保護不要求元件固定連接于母線,可大大地提高母線運行方式的靈活性。這是它的主要優點。但這種保護也存在缺點,主要有:

1)正常運行時母聯斷路器必須投入運行;

2)當母線故障,母線差動保護動作時,如果母聯斷路器拒動,將造成由非故障母線的連接元件通過母聯斷路器供給短路電流,使故障不能切除。

3)當母聯斷路器和母聯斷路器的電流互感器之間發生故障時,將會切除非故障母線,而故障母線反而不能切除。

4)每條母線一定要有電源,否則有電源母線發生故障時,母聯斷路器無電流流過,母差比相元件不能動作,母線差動保護將拒動。5)兩組母線相繼發生故障時,只能切除先發生故障的母線,后發生故障的母線因這時母聯斷路器已跳閘,選擇元件無法進行相位比較而不能動作,因而不能切除。

94、試述電流相位比較式母線保護的基本工作原理?

答:無論是電流差動母線保護還是比較母聯斷路器的電流與總差動電流相位的母線保護,其啟動元件的動作電流必須躲過外部短路的較大不平衡電流。這在母線上連接元件較多、不平衡電流很大時,保護裝置的靈敏度可能滿足不了要求。因此,出現了電流相位比較式母線保護,其工作原理如下。

以母線上接入兩條線路為例,當其正常運行或母線外部短路時流入母線與流出母線的電流,它們大小相等、相位相差180°。當母線上發生短路時,短路電流均流向母線短路點,如果提供短路電流電源的電動勢同相位,且兩支路的短路阻抗角相同時,兩個電流就同相位,其相位角差為0°。因此,可由比相元件來判斷母線上是否發生故障。這種母線保護只反應電流間的相位,因此具有較高的靈敏度。

95、試述中阻抗型快速母線保護的特點?

答:快速母線保護是帶制動特性的中阻抗型母線差動保護,其選擇元件是一個具有比率制動特性的中阻抗型電流差動繼電器,解決了電流互感器飽和引起母線差動保護在區外故障時的誤動問題。保護裝置是以電流瞬時值測量、比較為基礎的,母線內部故障時,保護裝置的啟動元件、選擇元件能先于電流互感器飽和前動作,因此動作速度很快。保護裝置的特點:#p#分頁標題#e#

1)雙母線并列運行,一條母線發生故障,在任何情況下保護裝置均具有高度的選擇性。

2)雙母線并列運行,兩線母線相繼故障,保護裝置能相繼跳開兩條母線上所有連接元件。

3)母線內部故障,保護裝置整組動作時間不大于10ms。

4)雙母線運行正常倒閘操作,保護裝置可靠運行。

5)雙母線倒閘操作過程中母線發生內部故障;若一條線路兩組隔離開關同時跨接兩組母線時,母線發生故障,保護裝置能快速切除兩組母線上所有連接元件,若一條線路兩組隔離開關非同時跨接兩組母線時,母線發生故障,保護裝置仍具有高度的選擇性。

6)母線外部故障,不管線路電流互感器飽和與否,保護裝置勻可靠不誤動作。

7)正常運行或倒閘操作時,若母線保護交流電流回路發生斷線,保護裝置經整定延時閉鎖整套保護,并發出交流電流回路斷線告警信號。

8)在采用同類斷路器或斷路器跳閘時間差異不大的變電所,保護裝置能保證母線故障時母聯斷路器先跳開。

9)母聯斷路器的電流互感器與母聯斷路器之間的故障,由母線保護與斷路器失靈保護相繼跳開兩組母線所有連接元件。

10)在500kV母線上,使用暫態型電流互感器,當雙母線接線隔離開關雙跨時,啟動元件可不帶制動特性。在220kV母線上,為防止雙母線接線隔離開關雙跨時保護誤動,因此啟動元件和選擇元件一樣均有比率制動特性。

96、試述開關失靈保護的作用?

答:1、對帶有母聯開關和分段開關的母線要求開關失靈保護應先先動作于斷開母聯開關或分段開關,然后動作于斷開與拒動開關連接在同一母線上的所有電源支路的開關,同時還應考慮運行方式來選定跳閘方式。

2、開關失靈保護由故障元件的繼電保護啟動,手動拉開開關時不可啟動失靈保護。

3、在啟動失靈保護的回路中,除故障元件保護的觸點外還應包括開關失靈判別元件的觸點,利用失靈分相判別元件來檢測開關失靈故障的存在。

4、為從時間上判別開關失靈故障的存在,失靈保護的動作時間應大于故障元件開關跳閘時間和繼電保護返回時間之和。

5、為防止失靈保護誤動作,失靈保護回路中任一對觸點閉合時,應使失靈保護不被誤啟動或引起誤跳閘。

6、開關失靈保護應有負序、零序和低電壓閉鎖元件。對于干式變壓器、發電機干式變壓器組采用分相操作的開關,允許只考慮單相拒動,應用零序電流代替相電流判別元件和電壓閉鎖元件。

7、干式變壓器發生故障或不采用母線重合閘時,失靈保護動作后應閉鎖各連接元件的重合閘回路,以防止對故障元件進行重合。

8、以旁路開關代替某一連接元件的開關時,失靈保護的啟動回路可作相應的切換。#p#分頁標題#e#

9、某一連接元件退出運行時,它的啟動失靈保護的回路應同時退出工作,以防止試驗時引起失靈保護的誤動作。

10、失靈保護動作應有專用信號表示。

97、3/2開關的短引線保護起什么作用?

答:主接線采用3/2開關接線方式的一串開關,當一串開關中一條線路停用,則該線路側的隔離開關將斷開,此時保護用電壓互感器也停用,線路主保護停用,因此在短引線范圍故障,將沒有快速保護切除故障。為此需設置短引線保護,即短引線縱聯差動保護。在上述故障情況下,該保護可速動作切除故障。

當線路運行,線路側隔離開關投入時,該短引線保護在線路側故障時,將無選擇地動作,因此必須將該短引線保護停用。一般可由線路側隔離開關的輔助觸點控制,在合閘時使短引線保護停用。

98、電網中主要的安全自動裝置種類和作用?

答:電網中主要的安全自動裝置種類和作用:

(1)低頻、低壓解列裝置:地區功率不平衡且缺額較大時,應考慮在適當地點安裝低頻低壓解列裝置,以保證該地區與系統解列后,不因頻率或電壓崩潰造成全停事故,同時也能保證重要用戶供電。

(2)振蕩(失步)解列裝置:經過穩定計算,在可能失去穩定的聯絡線上安裝振蕩解列裝置,一旦穩定破壞,該裝置自動跳開聯絡線,將失去穩定的系統與主系統解列,以平息振蕩。

(3)切負荷裝置:為了解決與系統聯系薄弱地區的正常受電問題,在主要變電站安裝切負荷裝置,當受電地區與主系統失去聯系時,該裝置動作切除部分負荷,以保證該區域發供電的平衡,也可以保證當一回聯絡線掉閘時,其它聯絡線不過負荷。

(4)自動低頻、低壓減負荷裝置:是電力系統重要的安全自動裝置之一,它在電力系統發生事故出現功率缺額使電網頻率、電壓急劇下降時,自動切除部分負荷,防止系統頻率、電壓崩潰,使系統恢復正常,保證電網的安全穩定運行和對重要用戶的連續供電。

(5)大小電流聯切裝置:主要控制聯絡線正向反向過負荷而設置。

(6)切機裝置:其作用是保證故障載流元件不嚴重過負荷;使解列后的電廠或局部地區電網頻率不會過高,功率基本平衡,以防止鍋爐滅火擴大事故;可提高穩定極限。

99、自動低頻減負荷裝置的整定原則是什么?

答:(1)自動低頻減負荷裝置動作,應確保全網及解列后的局部網頻率恢復到49.50HZ以上,并不得高于51HZ。

(2)在各種運行方式下自動低頻減負荷裝置動作,不應導致系統其它設備過載和聯絡線超過穩定極限。

(3)自動低頻減負荷裝置動作,不應因系統功率缺額造成頻率下降而使大機組低頻保護動作。

(4)自動低頻減負荷順序應按次要負荷先切除,較重要的用戶后切除。#p#分頁標題#e#

(5)自動低頻減負荷裝置所切除的負荷不應被自動重合閘再次投入,并應與其它安全自動裝置合理配合使用。

(6)全網自動低頻減負荷裝置整定的切除負荷數量應按年預測較大平均負荷計算,并對可能發生的電源事故進行校對。

100、自動低頻減負荷裝置誤動的原因有哪些?

答:(1)電壓突變時,因低頻率繼電器觸點抖動而發生誤動作。

(2)系統短路故障引起有功功率增加,造成頻率下降而引起誤動作。

(3)系統中如果旋轉備用容量足夠且以汽輪發電機為主,當突然切除機組或增加負荷時,不會造成按頻率自動減負荷裝置誤動。若旋轉備用容量不足或以水輪發電機為主,則在上述情況下可能會造成按頻率自動減負荷裝置誤動作。

(4)供電電源中斷時,具有大型電動機的負荷反饋可能使按頻率自動減負荷裝置誤動作。

101、防止自動低頻減負荷裝置誤動作的措施有那些?

答(1)加速自動重合閘或備用電源自動投入裝置的動作,縮短供電中斷時間,從而可使頻率降低得少一些。

(2)使按頻率自動減負荷裝置動作帶延時,來防止系統旋轉備用容量起作用前發生的誤動作。在有大型同步電動機的情況下,需要1.5s以上的時間才能防止其誤動。在只有小容量感應電動機的情況下,也需要0.5--1s的時間才能防止其誤動。

(3)采用電壓閉鎖。電壓繼電器應保證在短路故障切除后,電動機自啟動過程中出現較低電壓時可靠動作,閉合觸點解除閉鎖。一般整定為額定電壓的65--70。時間繼電器的動作時間,應大于低頻率繼電器開始動作至綜合電壓下降到電壓閉鎖繼電器的返回電壓時所經過的時間,一般整定為0.5s。

(4)采用按頻率自動重合閘來糾正系統短路故障引起的有功功率增加,可能造成頻率下降而導致按頻率自動減負荷裝置的誤動作。由于故障引起的頻率下降,故障切除后頻率上升快;而真正出現功率缺額使按頻率自動減負荷裝置動作后,頻率上升較慢。因此,按頻率自動重合閘是根據頻率上升的速度來決定其是否動作的,即頻率上升快時動作,上升慢時不動作。

102、何謂集中切負荷和分散切負荷?有何優缺點?

答:集中切負荷是指系統中各個變電站的切負荷均是來自某一個中心站的安全穩定控制裝置的指令。集中切負荷的測量判斷裝置與切負荷執行端通常不在同一變電站,必須靠通道來傳遞指令。集中切負荷方式判斷是否切負荷比較準確,切負荷速度快,對維持系統暫態穩定效果好,但由于要采用眾多通道降低了切負荷的可靠性。

分散切負荷是指各個變電站的切負荷靠各站當地的裝置測量判斷,因此無需通道,但各個站要準確判斷系統故障是否應當切負荷比較困難,故目前只有反應負荷中心電壓嚴重降低的分散式電壓切負荷裝置。#p#分頁標題#e#

103、備用電源自動投入裝置應符合什么要求?

答:1、應保證在工作電源或設備斷開后,才投入備用電源或設備。

2、工作電源或設備上的電壓,不論因任何原因消失時,自動投入裝置均應動作。

3、自動投入裝置應保證只動作一次。

發電廠用備用電源自動投入裝置,除上述的規定外,還應符合下列要求:

(1)當一個備用電源同時作為幾個工作電源的備用時,如備用電源已代替一個工作電源后,另一工作電源又被斷開,必要時,自動投入裝置應仍能動作。

(2)有兩個備用電源的情況下,當兩個備用電源為兩個彼此先立的備用系統時,應各裝設先立的自動投入裝置,當任一備用電源都能作為全廠各工作電源的備用時,自動投入裝置應使任一備用電源都能對全廠各工作電源實行自動投入。

(3)自動投入裝置,在條件可能時,可采用帶有檢定同期的快速切換方式,也可采用帶有母線殘壓閉鎖的慢速切換方式及長延時切換方式。

通常應校驗備用電源和備用設備自動投入時過負荷的情況,以及電動機自啟動的情況,如過負荷超過允許限度或不能保證自啟動時,應有自動投入裝置動作于自動減負荷。當自動投入裝置動作時,如備用電源或設備投于故障,應使其保護加速動作。

104、電網必須具有哪些充分而可靠的通信通道手段?

答:,具體為:(1)各級調度中心控制室(有調度操作指揮關系時)和直接調度的主要發電廠與重要變電站間至少應有兩個先立的通信通道。

(2)所有新建的發、送、變電工程的規劃與設計,必須包括相應的通信通道部分,并與有關工程同時投入運行。通信通道不健全的新建發電廠和變電所不具備投入運行的條件。

(3)通信網規劃建設應綜合考慮作為通信、調度自動化、遠動、計算信息、繼電保護及安全自動裝置的通道。

(4)如某些特定通道中斷會影響電網的可靠運行,則必須從規劃設計與運行上及早安排事故備用的通道或其他措施。

(5)通信設備應有可靠的電源以及自動投入的事故備用電源,其容量應滿足電源中斷時間的要求。

105、電力系統通信網的特點是什么?

答:(1)電力系統通信網的結構取決于電力網的結構、運行及管理層次,郵電通信網的結構取決于家行政管理區劃。

(2)電力系統通信網的經濟性隱含于電網的經濟之中,通信網往往把本身經濟性放在第二位,而以電網的安全生產及管理為較好原則。

(3)電力系統通信網的干線及專線容量、信息交換容量以及話務量都比郵電通信網小,但是中繼局向多,功能強,可靠性要求高,電力系統通信網是一種專用通信網。

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106、AGC有幾種控制模式?在區域電網中,網、省調AGC控制模式應如何選擇?在大區聯網中,AGC控制模式應如何選擇?

答:AGC有三種控制模式(1)定頻率控制模式;(2)定聯絡線功率控制模式;(3)頻率與聯絡線偏差控制模式;以上三種都是一次控制模式,AGC還有兩種二次控制模式:(1)時間誤差校正模式;(2)聯絡線累積電量誤差校正模式

在區域電網中,網調一般擔負系統調頻任務,其控制模式應選擇定頻率控制模式;省調應保證按聯絡線計劃調度,其控制模式應選擇定聯絡線控制模式

在大區互聯電網中,互聯電網的頻率及聯絡線交換功率應由參與互聯的電網共同控制,其控制模式應選擇頻率與聯絡線偏差控制模式。

107、電網調度自動化系統由哪幾部分組成?并簡述各部分作用?

答:電網調度自動化系統,其基本結構包括控制中心、主站系統、廠站端(RTU)和信息通道三大部分。根據所完成功能的不同,可以將此系統劃分為信息采集和執行子系統、信息傳輸子系統、信息處理子系統和人機聯系子系統

信息采集和執行子系統的基本功能是在各發電廠、變電所采集各種表征電力系統運行狀態的實時信息。另外,此系統還負責接收和執行上級調度控制中心發出的操作、調節或控制命令。

信息傳輸子系統為信息采集和執行子系統和調度控制中心提供了信息交換的橋梁,其核心是數據通道,它經調制解調器與RTU及主站前置機相連。

信息處理子系統是整個調度自動化系統的核心,以電子計算機為主要組成部分。該子系統包含大量的直接面向電網調度、運行人員的計算機應用軟件,完成對采集到的信息的各種處理及分析計算,乃至實現對電力設備的自動控制與操作。

人機聯系子系統將傳輸到調度控制中心的各類信息進行加工處理,通過各種顯示設備、打印設備和其他輸出設備,為調度人員提供完整實用的電力系統實時信息。調度人員發出的遙控、遙調指令也通過此系統輸入,傳送給執行機構。

108、什么叫發電源?對發電源常用的控制模式有哪些?含義是什么?

答:發電源是AGC的一個控制對象,可以是一臺機組,幾臺并列運行的機組或整個電廠或幾個并列運行的電廠。AGC軟件包發出的設點控制指令都是針對發電源的。

對發電源常用的控制模式有:

(1)調節模式:是正常的AGC調節模式,參與對ACE的校正控制,調節的基準功率是在線經濟調度算出的功率,因此是隨負荷水平浮動的,并由等微增原則在參與調節的發電源間進行分配。

(2)基點模式:發電源只響應調度員輸入的基點功率,對ACE不響應,不參與校正ACE的控制。

(3)計劃模式:發電源只響應于預先輸入的計劃曲線,對ACE不響應,不參與校正ACE的控制。#p#分頁標題#e#

(4)爬坡模式:發電源從當前功率變化到新的基點功率時的模式。新的基點功率可以由調度員輸入設定,或通過計劃模式到達預定時間后自動設定。爬坡速度在數據庫中設定。

(5)基點調節模式:與調節模式相同,只是調節的基準功率是調度員輸入的基點功率。

(6)計劃調節模式:與調節模式相同,只是調節的基準功率是計劃曲線中設定的功率。

(7)基點增援模式:正常情況下與基點模式相同,緊急情況下與調節模式相同。

(8)計劃增援模式:正常情況下與計劃模式相同,緊急情況下與調節模式相同。

109、EMS系統中網絡分析軟件有哪兩種運行模式?與離線計算軟件有什么區別?

答:EMS系統中網絡分析軟件的運行模式有兩種:

(1)實時模式:根據實時量測數據對運行軟件的原始數據不斷刷新并進行實時計算或按一定周期定期計算。如實時網絡拓樸、狀態估計、調度員潮流等。

(2)研究模式:運行軟件的原始數據不進行刷新,可以是實時快照過來的某一時間斷面的數據,也可以是人工置入的數據,可用來對電網運行狀態進行研究,如調度員潮流、安全分析等。

EM中的網絡分析軟件與離線計算軟件有一定的區別,一是其實時性,即使是研究模式,也可以從實時系統中取快照進行分析研究。二是其快速性要求,為滿足快速性,在數學模型上沒有離線計算軟件考慮得更全面。

110、什么叫狀態估計?其用途是什么?運行狀態估計必須具備什么基礎條件?

答:SCADA系統采集的實時數據經過廠站端電纜、變送器、RTU、遠動通道、通信配線架、遠動電纜、前置機等諸多環節才到達主站系統,任何一個環節不正常都會影響到數據的正確性,在RTU死機或通信中斷的情況下,還會出現死數據或壞數據。直接用這些實測數據進行電網實時分析計算,可信度是不高的。

電力系統的實時量測系統配置一般都有較大的冗余性,這種冗余性表現在以下的兩個方面:

1、母線連接元件量測的冗余性

對連接有N個元件的母線,按照克希霍夫定律只要N－1個元件有量測,第N個元件的電氣量即可根據母線平衡的原則算出。實際上往往全部N個元件都有量測,這樣對每一母線都存在冗余度為1的冗余性。

2、母線狀態量及注入電氣量量測的冗余性

在母線狀態量(電壓幅值與相角)及注入量(有功功率、無功功率)四個電氣量中,兩個是先立的,兩個是可導出的。如果量測量多于兩個即具有冗余性。一般母線遙測量包括有母線電壓幅值及由所連各元件有功、無功功率所形成的兩個注入量,具有很大的冗余性,有的元件還有電流量的量測,則更增大了量測的冗余性。

電力系統狀態估計就是利用實時量測系統的冗余性,應用估計算法來檢測與剔除壞數據,提高數據精度及保持數據的前后一致性,為網絡分析提供可信的實時潮流數據。#p#分頁標題#e#

運用狀態估計必須保證系統內部是可觀測的,系統的量測要有一定的冗余度。在缺少量測的情況下作出的狀態估計是不可用的。