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发布于:2007-03-29 20:12:29 来自:电气工程/供配电技术 [复制转发]
电力系统继电保护问答
1.什么是继电保护装置?
答:当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时,能够向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备,一般通称为继电保护装置。
2.继电保护在电力系统中的任务是什么?
答:继电保护的基本任务:
(1)当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。
(2)反应电气设备的不正常工作情况,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。
3.简述继电保护的基本原理和构成方式。
答:继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化,构成继电保护动作的原理,也有其他的物理量,如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下,不管反应哪种物理量,继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。
4.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体时应可靠动作。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最根本的要求。
(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,各类保护的最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断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。
4.如何保证继电保护的可靠性?
答:继电保护的可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证。任何电力设备(线路、母线、变压器等)都不允许在无继电保护的状态下运行。220kV及以上电网的所有运行设备都必须由两套交、直流输入、输出回路相互独立,并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时,能由另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下,要求这购套继电保护装置和断路器所取的直流电源都经由不同的熔断器供电。
5.为保证电网继电保护的选择性,上、下级电网继电保护之间逐级配合应满足什么要求:答:上、下级电网(包括同级和上一级及下一级电网)继电保护之间的整定,应遭循逐级配合的原则,满足选样性的要求,即当下一级线路或元件故障时,故障线路或元件的继电保护镇定值必须在灵敏度和动作时间上均与上一级线路或元件的继电保护整定值相互配合,以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。
6.在哪些情况下允许适当牺牲继电保护部分选择性?
答:遇到如下情况时允许适当牺牲继电保护部分选择性:
(1)接入供电变压器的终端线路,无论是一台或多台变压器并列运行(包括多处T接供电变压器或供电线路),都允许线路侧的速动段保护按躲开变压器其他侧母线故障整定。需要时,线路速动段保护可经一短时限动作。
(2)对串联供电线路,如果按逐级配合的原则将过分延长电源侧保护的动作时间,则可将容量较小的某些中间变电所按T接变电所或不配合点处理,以减少配合的级数.缩短动作时间。
(3)双回线内部保护的配合,可按双回线主保护(例如横联差动保护)动作,或双回线中一回线故障时两侧零序电流(或相电流速断)保护纵续动作的条件考虑;确有困难时,允许双回线中一回线故障时,两回线的延时保护段间有不配合的情况。
(4)在构成环网运行的线路中,允许设置预定的一个解列点或一回解列线路。
7.为保证灵敏度,接地故障保护最末一段定值应如何整定?
答:接地故障保护最末一段(例如零序电流保护IV段),应以适应下述短路点接地电阻值的接地故障为整定条件:220kV线路,100Ω;330kV线路,150Ω, 500kV线路,300Ω。对应于上述条件,零序电流保护最末一段的动作电流整定值应不大于300A。由线路末端发生高电阻接地故障时,允许由两侧线路继电保护装置纵续动作切除故障。
对于110kV线路,考虑到在可能的高电阻接地故障情况下的动作灵敏度要求,其最末一段零序电流保护的电流暂定值一般也不应大于300A(一次值),此时,允许线路两侧零序电流保护纵续动作切除故障。
8.系统最长振荡周期一般按多少考虑?
答:除了预定解列点外,不允许保护装置在系统振荡时误动作跳闸。如果没有本电网的具体数据,除大区系统间的弱联系联络线外,系统最长振荡周期一般按1.5s考虑。
9.简述220kV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220kV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他连接电源的断路器。
(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)继电保护整定汁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,一般以简单故障讲行保护装置的整定计算。
(7)灵敏度校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)。
10.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。

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  • atiyang
    atiyang 沙发
    51.电容式的重合闸为什么只能重合一次?
    答:电容式重合闸是利用电容器的瞬时放电和长时充电来实现一次重合的如果断路器是出于永久性短路而保护动作所跳开的,则在自动重合闸一次重合后断路器作第二次跳闸,此时跳闸位置继电器重新启动,但由于重合闸整组复归前使时间继电器触点长期闭合,电容器则被中间继电器的线圈所分接不能继续充电,中间继电器不可能再启动,整组复归后电容器还需20-25s的充电时间,这样保证重合闸只能发出一次合闸脉冲。
    52.什么叫重合闸后加速?为什么采用检定同期重合闸时不用后加速?
    答:当线路发生故障后,保护有选择性地动作切除故障,重合闸进行—次重合以恢复供电。若重合于永久性故障时,保护装置即不带时限无选择性的动作断开断路器,这冲方式称为重合闸后加速。
    检定同期重合闸是当线路一侧无压重合后,另—侧在两端的频率不超过一定允许值的情况下才进行重合的。若线路属于永久性故障,无压侧重合后再次断开,此时检定同期重合闸不重合,因此采用检定同期重合闸再装后加速也就没有意义了。若属于瞬时性故障,无压重合后,即线路已重合成功,不存在故障,故同期重合闸时不采用后加速,以免合闸冲击电流引起误动
    2007-03-29 20:15:29

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  • atiyang
    atiyang 板凳
    41.自动重合闸怎样分类?
    答:按不同的特征来分类,常用的有以下几种:
    (1)按重合闸的动作类型分类,可以分为机械式和电气式。
    (2)按重合闸作用于断路器的方式,可以分为三相、单相相综合重合闸三种。
    (3)按动作次数,可以分为一次式和二次式(多次式)。
    (4)按重合闸的使用条件,可分为单侧电源重合闸和双侧电源重合闸。双侧电源重合闸又可分为检定无压和检定同期重合闸、非同期重合闸。
    42.选用重合闸方式的一般原则是什么?
    答:其原则如下:
    (1)重合闸方式必须根据具体的系统结构及运行条件,经过分析后选定。
    (2)凡是选用简单的三相重合闸方式能满足具体系实际需要的,线路都应当选用三相重合闸方式。持别对于那些处于集中供电地区的密集环网中,线路跳闸后不进行重合闸也能稳定运行的线路,更宜采用整定时间适当的三相重合闸。对于这样的环网线路,快速切除故障是第一位重要的问题。
    (3)当发生单相接地故障时,如果使用三相重合闸不能保证系统稳定,或者地区系统会出现大面积停电,或者影响重要负荷停电的线路上,应当选用单相或综合重合闸方式。
    (4)在大机组出口一般不使用三相重合闸。
    43.选用线路三相重合闸的条件是什么?
    答:在经过稳定计算校核后,单、双侧电源线路选用三相重合闸的条件如下:
    (1)推测电源线路。单侧电源线路电源侧宜采用一般的三相重合闸,如由几段串联线路构成的电力网,为了补救其电流速断等瞬动保护的无选择性动作,三相重合闸采用带前加速或顺序重合闸方式,此时断开的几段线路自电源侧顺序重合。但对给重要负荷供电的单问线路,为提高其供电可靠性,也可以采用综合重合闸。
    (2)双侧电源线路。两端均有电源的线路采用自动重合闸时,应保证在线路两侧断路器均已跳闸,故障点电弧熄灭和绝缘强度已恢复的条件下进行。同时,应考虑断路器在进行重合闸的线路两侧电源是否同期,以及是否允许非同期合闸。因此,双侧电源线路的重合闸可归纳为一类是检定同期重合闸,如一侧检定线路无电压,另一侧检定同期或检定平行线路电流的重合闸等;另—类是不检定同期的重合闸,如非同期重合闸、快速重合闸、解列重合闸及自同期重合闸等。
    44.选用线路单相重合闸或综合重合闸的条件是什么?
    答:单相重合阐是指线路上发生单相接地故障时,保护动作只跳开故障相的断路器并单相重合;当单相重合不成功或多相故障时,保护动作跳开三相断路器,不再进行重合。由其他任何原因跳开三相断路器时,也不再进行重合。
    综合重合闸是指,当发生单相接地故障时采用单相重合闸方式,而当发生相间短路时采用三相重合闸方式。
    在下列情况下,需要考虑采用单相重合闸或综合重合闸方式:
    (1)220kV及以下电压单回联络线、两侧电源之间相互联系薄弱的线路(包括经低一级电压线路弱联系的电磁环网),特别是大型汽轮发电机组的高压配出线路。
    (2)当电网发生单相接地故障时,如果使用三相重合闸不能保证系统稳定的线路。
    (3)允许使用三相重合闸的线路,但使用单相重合闸对系统或恢复供电有较好效果时,可采用综合重合闸方式。例如。两侧电源间联系较紧密的双回线路或并列运行环网线路,根据稳定计算,重合于三相永久故障不致引起稳定破坏时,可采用综合重合闸方式。当采用三相重合闸时。采取一侧先合,另一侧待对侧重合成功后实现同步重合闸的分式。
    (4)经稳定计算校核,允许使用重合闸。
    45.重合闸重合于永久性故障上对电力系统有什么不利影响?
    答:当重合闸重合于永久性故障时,主要有以下两个方面的不利影响:
    (1)使电力系统又一次受到故障的冲击;
    (2)使断路器的工作条件变得更加严重,因为在很短时间内,断路器要连续两次切断电弧。
    46.单相重合闸与三相重合闸各有哪些优缺点?
    答:这两种重合闸方式的优缺点如下:
    (1)使用单相重合闸时会出现非全相运行,除纵联保护需要考虑一些特殊问题外,对零序电流保护的整定和配合产生了很大影响,也使中、短线路的零序电流保护不能充分发挥作用。
    (2)使用三相重合闸时,各种保护的出口回路可以直接动作于断路器。使用单相重合闸时,除了本身有选相能力的保护外。所有纵联保护、相间距离保护、零序电流保护等,都必须经单相重合闸的选相元件控制,才能动作于断路器。
    (3)当线路发生单相接地进行三相重合闸时,会比单相重合闸产生较大的操作过电压。这是由于三相跳闸、电流过零时断电,在非故障相上会保留相当于相电压峰值的残余电荷电压,而重合闸的断电时间较短,上述非故障相的电压变化不大,因而在重合时会产生较大的操作过电压。而当使用单相重合闸时,重合时的故障相电压一般只有17%左右(由于线路本身电容分压产生),因而没有操作过电压问题。从较长时间在110kV及220kV电网采用三相重合闸的运行情况来看,一般中、短线路操作过电压方面的问题并不突出。
    (4)采用三相重合闸时,在最不利的情况下,有可能重合于三相短路故障,有的线路经稳定计算认为必须避免这种情况时,可以考虑在三相重合闸中增设简单的相间故障判别元件,使它在单相故避免实现重合,在相间故降时不重合。
    47.自动重合闸的启动方式有哪几种?各有什么特点?
    答:自动重合闸子有两种启动方式:断路器控制开关位置与断路器位置不对应启动方式和保护启动方式。
    不对应启动方式的优点:简单可靠,还可以纠正断路器误碰或偷跳,可提高供电可靠性和系统运行的稳定性,在各级电网中具有良好运行效果,是所有重合闸的基本启动方式。其缺点是,当断路器辅助触点接触不良时,不对应启动方式将失效。
    保护起动方式,是不对应启动方式的补充。同时,在单相生命闸过程中需要进行一些保护的闭锁,逻辑回路中需要对故障相实现选相固定等,也需要一个保护启动的重合闸启动元件。其缺点是,不能纠正断路器误动。
    48.在检定同期和检定无压重合闸装置中为什么两侧都要装检定同期和检定无压继电器?
    答:如果采用一侧投无电压检定,另一侧投同期检定这种接线方式,那么,在使用无电压检定的那一侧,当其断路器在正常运行情况下由于某种原因(如误碰、保护误动等)而跳闸时,由于对侧并未动作,因此线路上有电压,因而就不能实现重合,这是一个很大的缺陷。为了解决这个问题,通常都是在检定无压的一侧也同时投入同期检定继电器,两者的触点并联工作,这样就可以将误跳闸的断路器重脚投入。为了保证两侧断路器的工作条件一样,在检定间期侧也装设无压检定继电器,通过切换后,根据具体情况使用。但应注意,一侧投入无压检定和同期检定继电器时,另—侧则只能投入同步检定继电器。否则,两侧同时实现无电压检定重合闸,将导致出现非同期合闸。在同期检定继电器触点回路中要串接检定线路有电压的触点。
    49.单侧电源送电线路重合闸方式的选择原则是什么?
    答:单侧电源送电线路重合闸方式的选择原则是:
    (1)在一般情况下,采用三相一次式重合闸。
    (2)当断路器遮断容量允许时,在下列情况下可采用二次重合闸;
    1)由无经常值班人员的变电所引出的无遥控的单回线路;
    2)供电给重要负荷且无备用电源的单回线路。
    (3)经稳定计算校核,允许使用重合闸。
    50.对双侧电源送电线路的重合闸有什么特殊要求?
    答:除满足对自动意合闸装置的基本要求外,双侧电源送电线路的重合闸还应:
    (1)当线路上发生故障时,两侧的保护装置可能以不同的时限动作于跳闸,因此,线路两侧的重合闸必须保证在两侧的断路器都跳开以后,再进行重合。
    (2)当线路上发生故障跳闸以后,常常存在着重合时两侧电源是否同期,以及是否允许非同期合闸的问题
    2007-03-29 20:14:29

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