1、什么是动力系统、电力系统、电力网？
答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统；
把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统；把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。
2、现代电网有哪些特点?
答:1、由较强的超高压系统构成主网架。2、各电网之间联系较强,电压等级相对简化。3、具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。4、具有相应的安全稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。5、具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。
3、区域电网互联的意义与作用是什么?
答：1、可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续发展。
2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价, 节约能源,加快电力建设速度。
3、可以利用时差、温差,错开用电高峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。
4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量, 增强抵御事故能力,提高电网安全水平和供电可靠性。
5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。
6、可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益。
4、电网无功补偿的原则是什么?
答:电网无功补偿的原则是电网无功补偿应基本上按分层分区和就地平衡原则考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。
5、简述电力系统电压特性与频率特性的区别是什么?
答：电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性。发电机组的出力随频率的变化而变化的特性叫发电机的频率特性）,它是由系统的有功负荷平衡决定的,且与网络结构(网络阻抗）关系不大。在非振荡情况下,同一电力系统的稳态频率是相同的。因此,系统频率可以集中调整控制。
电力系统的电压特性与电力系统的频率特性则不相同。电力系统各节点的电压通常情况下是不完全相同的,主要取决于各区的有功和无功供需平衡情况,也与网络结构(网络阻抗）有较大关系。因此,电压不能全网集中统一调整,只能分区调整控制。
6、什么是系统电压监测点、中枢点？有何区别？电压中枢点一般如何选择?
答:监测电力系统电压值和考核电压质量的节点,称为电压监测点。电力系统中重要的电压支撑节点称为电压中枢点。因此,电压中枢点一定是电压监测点,而电压监测点却不一定是电压中枢点。
电压中枢点的选择原则是:1)区域性水、火电厂的高压母线(高压母线有多回出线)；2)分区选择母线短路容量较大的 220kV 变电站母线；3）有大量地方负荷的发电厂母线。
7、试述电力系统谐波对电网产生的影响？
答:谐波对电网的影响主要有:
谐波对旋转设备和变压器的主要危害是引起附加损耗和发热增加,此外谐波还会引起旋转设备和变压器振动并发出噪声,长时间的振动会造成金属疲劳和机械损坏。谐波对线路的主要危害是引起附加损耗。
谐波可引起系统的电感、电容发生谐振,使谐波放大。当谐波引起系统谐振时,谐波电压升高,谐波电流增大,引起继电保护及安全自动装置误动,损坏系统设备(如电力电容器、电缆、电动机等),引发系统事故,威胁电力系统的安全运行。
谐波可干扰通信设备,增加电力系统的功率损耗(如线损),使无功补偿设备不能正常运行等,给系统和用户带来危害。
限制电网谐波的主要措施有:增加换流装置的脉动数；加装交流滤波器、有源电力滤波器；加强谐波管理。
8、何谓潜供电流?它对重合闸有何影响?如何防止?
答：当故障线路故障相自两侧切除后,非故障相与断开相之间存在的电容耦合和电感耦合,继续向故障相提供的电流称为潜供电流。
由于潜供电流存在,对故障点灭弧产生影响,使短路时弧光通道去游离受到严重阻碍,而自动重合闸只有在故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复以后才有可能重合成功。潜供电流值较大时,故障点熄弧时间较长,将使重合闸重合失败。
为了减小潜供电流,提高重合闸重合成功率,一方面可采取减小潜供电流的措施:如对 500kV 中长线路高压并联电抗器中性点加小电抗、短时在线路两侧投入快速单相接地开关等措施；另一方面可采用实测熄弧时间来整定重合闸时间。
9、什么叫电力系统理论线损和管理线损?
答:理论线损是在输送和分配电能过程中无法避免的损失,是由当时电力网的负荷情况和供电设备的参数决定的,这部分损失可以通过理论计算得出。管理线损是电力网实际运行中的其他损失和各种不明损失。例如由于用户电能表有误差,使电能表的读数偏小；对用户电能表的读数漏抄、错算,带电设备绝缘不良而漏电, 以及无电能表用电和窃电等所损失的电量。
10、什么叫自然功率？
答:运行中的输电线路既能产生无功功率(由于分布电容)又消耗无功功率(由于串联阻抗)。当线路中输送某一数值的有功功率时,线路上的这两种无功功率恰好能相互平衡,这个有功功率的数值叫做线路的"自然功率"或"波阻抗功率"。
11、电力系统中性点接地方式有几种?什么叫大电流、小电流接地系统?其划分标准如何?
答：我国电力系统中性点接地方式主要有两种,即:1、中性点直接接地方式(包括中性点经小电阻接地方式)。 2、中性点不直接接地方式(包括中性点经消弧线圈接地方式)。
中性点直接接地系统(包括中性点经小电阻接地系统),发生单相接地故障时,接地短路电流很大,这种系统称为大接地电流系统。
中性点不直接接地系统(包括中性点经消弧线圈接地系统),发生单相接地故障时,由于不直接构成短路回路,接地故障电流往往比负荷电流小得多,故称其为小接地电流系统。
在我国划分标准为:X0/X1≤4～5 的系统属于大接地电流系统,X0/X1＞4～5的系统属于小接地电流系统。注:X0 为系统零序电抗,X1 为系统正序电抗。
12、电力系统中性点直接接地和不直接接地系统中,当发生单相接地故障时各有什么特点?
答:电力系统中性点运行方式主要分两类,即直接接地和不直接接地。直接接地系统供电可靠性相对较低。这种系统中发生单相接地故障时,出现了除中性点外的另一个接地点,构成了短路回路,接地相电流很大,为了防止损坏设备,必须迅速切除接地相甚至三相。不直接接地系统供电可靠性相对较高,但对绝缘水平的要求也高。因这种系统中发生单相接地故障时,不直接构成短路回路,接地相电流不大, 不必立即切除接地相,但这时非接地相的对地电压却升高为相电压的 1.7 倍。
13、小电流接地系统中,为什么采用中性点经消弧线圈接地?
答:小电流接地系统中发生单相接地故障时,接地点将通过接地故障线路对应电压等级电网的全部对地电容电流。如果此电容电流相当大,就会在接地点产生间歇性电弧,引起过电压,使非故障相对地电压有较大增加。在电弧接地过电压的作用下,可能导致绝缘损坏,造成两点或多点的接地短路,使事故扩大。
为此,我国采取的措施是:当小电流接地系统电网发生单相接地故障时,如果接地电容电流超过一定数值(35kV 电网为 10A,10kV 电网为 10A,3～6kV 电网为 30A),
就在中性点装设消弧线圈,其目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流,使接地故障点电流减少,提高自动熄弧能力并能自动熄弧,保证继续供电。
14、什么情况下单相接地故障电流大于三相短路故障电流?
答:当故障点零序综合阻抗小于正序综合阻抗时,单相接地故障电流将大于三相短路故障电流。例如:在大量采用自耦变压器的系统中,由于接地中性点多,系统故障点零序综合阻抗往往小于正序综合阻抗,这时单相接地故障电流大于三相短路故障电流。
15、什么是电力系统序参数?零序参数有何特点?
答:对称的三相电路中,流过不同相序的电流时,所遇到的阻抗是不同的,然而同一相序的电压和电流间,仍符合欧姆定律。任一元件两端的相序电压与流过该元件的相应的相序电流之比,称为该元件的序参数(阻抗）
零序参数(阻抗）与网络结构,特别是和变压器的接线方式及中性点接地方式有关。一般情况下,零序参数(阻抗）及零序网络结构与正、负序网络不一样。
16、零序参数与变压器接线组别、中性点接地方式、输电线架空地线、相邻平行线路有何关系?
答：对于变压器,零序电抗与其结构(三个单相变压器组还是三柱变压器)、绕组的连接(△或 Y)和接地与否等有关。
当三相变压器的一侧接成三角形或中性点不接地的星形时,从这一侧来看,变压器的零序电抗总是无穷大的。因为不管另一侧的接法如何,在这一侧加以零序电压时,总不能把零序电流送入变压器。所以只有当变压器的绕组接成星形,并且中性点接地时,从这星形侧来看变压器,零序电抗才是有限的(虽然有时还是很大的）。
对于输电线路,零序电抗与平行线路的回路数,有无架空地线及地线的导电性能等因素有关。
零序电流在三相线路中是同相的,互感很大,因而零序电抗要比正序电抗大,而且零序电流将通过地及架空地线返回,架空地线对三相导线起屏蔽作用,使零序磁链减少,即使零序电抗减小。
平行架设的两回三相架空输电线路中通过方向相同的零序电流时,不仅第一回路的任意两相对第三相的互感产生助磁作用,而且第二回路的所有三相对第一回路的第三相的互感也产生助磁作用,反过来也一样.这就使这种线路的零序阻抗进一步增大。
17、什么叫电力系统的稳定运行?电力系统稳定共分几类?
答：当电力系统受到扰动后,能自动地恢复到原来的运行状态,或者凭借控制设备的作用过渡到新的稳定状 态运行,即谓电力系统稳定运行。
电力系统的稳定从广义角度来看,可分为:
1、发电机同步运行的稳定性问题(根据电力系统所承受的扰动大小的不同, 又可分为静态稳定、暂态稳定、动态稳定三大类）；
2、电力系统无功不足引起的电压稳定性问题；3、电力系统有功功率不足引起的频率稳定性问题。
18、采用单相重合闸为什么可以提高暂态稳定性?
答:采用单相重合闸后,由于故障时切除的是故障相而不是三相,在切除故障相后至重合闸前的一段时间里,送电端和受电端没有完全失去联系(电气距离与切除三相相比,要小得多）,这样可以减少加速面积,增加减速面积,提高暂态稳定性。
19、简述同步发电机的同步振荡和异步振荡?
答：同步振荡:当发电机输入或输出功率变化时,功角δ将随之变化,但由于机组转动部分的惯性,δ不能立即达到新的稳态值,需要经过若干次在新的δ值附近振荡之后,才能稳定在新的δ下运行。这一过程即同步振荡,亦即发电机仍保持在同步运行状态下的振荡。
异步振荡:发电机因某种原因受到较大的扰动,其功角δ在 0－360°之间周期性地变化,发电机与电网失去同步运行的状态。在异步振荡时,发电机一会工作在发电机状态,一会工作在电动机状态。
20、如何区分系统发生的振荡属异步振荡还是同步振荡？
答：异步振荡其明显特征是:系统频率不能保持同一个频率,且所有电气量和机械量波动明显偏离额定值。如发电机、变压器和联络线的电流表、功率表周期性地大幅度摆动；电压表周期性大幅摆动,振荡中心的电压摆动最大,并周期性地降到接近于零；失步的发电厂间的联络的输送功率往复摆动；送端系统频率升高,受端系统的频率降低并有摆动。
同步振荡时,其系统频率能保持相同,各电气量的波动范围不大,且振荡在有限的时间内衰减从而进入新的平衡运行状态。
21、系统振荡事故与短路事故有什么不同？
答：电力系统振荡和短路的主要区别是:
1、振荡时系统各点电压和电流值均作往复性摆动,而短路时电流、电压值是突变的。此外,振荡时电流、电压值的变化速度较慢,而短路时电流、电压值突然变化量很大。
2、振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变；而短路时,电流与电压之间的角度是基本不变的。
3、振荡时系统三相是对称的；而短路时系统可能出现三相不对称。
22、引起电力系统异步振荡的主要原因是什么?
答：1、输电线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏；
2、电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏；
3、环状系统(或并列双回线)突然开环,使两部分系统联系阻抗突然增大,引启动稳定破坏而失去同步；
4、大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降, 造成联络线稳定极限降低,易引起稳定破坏；
5、电源间非同步合闸未能拖入同步。
23、系统振荡时的一般现象是什么?
答：1、发电机,变压器,线路的电压表,电流表及功率表周期性的剧烈摆动,发电机和变压器发出有节奏的轰鸣声。
2、连接失去同步的发电机或系统的联络线上的电流表和功率表摆动得最大。电压振荡最激烈的地方是系统振荡中心,每一周期约降低至零值一次。随着离振荡中心距离的增加,电压波动逐渐减少。如果联络线的阻抗较大,两侧电厂的电容也很大,则线路两端的电压振荡是较小的。
3、失去同期的电网,虽有电气联系,但仍有频率差出现,送端频率高,受端频率低并略有摆动。
24、什么叫低频振荡？产生的主要原因是什么？
答:并列运行的发电机间在小干扰下发生的频率为 0.2～2.5 赫兹范围内的持续振荡现象叫低频振荡。
低频振荡产生的原因是由于电力系统的负阻尼效应,常出现在弱联系、远距离、重负荷输电线路上,在采用快速、高放大倍数励磁系统的条件下更容易发生。
25、超高压电网并联电抗器对于改善电力系统运行状况有哪些功能？
答：1、减轻空载或轻载线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。
2、改善长距离输电线路上的电压分布。
3、使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动, 同时也减轻了线路上的功率损失。
4、在大机组与系统并列时,降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。
5、防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。
6、当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用单相快速重合闸。
26、500kV 电网中并联高压电抗器中性点加小电抗的作用是什么？
答:其作用是:补偿导线对地电容,使相对地阻抗趋于无穷大,消除潜供电流纵分量, 从而提高重合闸的成功率。 并联高压电抗器中性点小电抗阻抗大小的选择应进行计算分析,以防止造成铁磁谐振。
27、什么叫发电机的次同步振荡？其产生原因是什么？如何防止？
答：当发电机经由串联电容补偿的线路接入系统时,如果串联补偿度较高,网络的电气谐振频率较容易和大型汽轮发电机轴系的自然扭振频率产生谐振,造成发电机大轴扭振破坏。此谐振频率通常低于同步(50 赫兹)频率,称之为次同步振荡。
对高压直流输电线路(HVDC)、静止无功补偿器(SVC),当其控制参数选择不当时, 也可能激发次同步振荡。
措施有:1、通过附加或改造一次设备;2、降低串联补偿度;3、通过二次设备提供对扭振模式的阻尼(类似于 PSS 的原理）。
28、电力系统过电压分几类?其产生原因及特点是什么?
答：电力系统过电压主要分以下几种类型:大气过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。
产生的原因及特点是:
大气过电压:由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。因此,220KV 以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
工频过电压:由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起,特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
操作过电压:由电网内开关操作引起,特点是具有随机性,但最不利情况下过电压倍数较高。因此 30KV 及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。
谐振过电压:由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长。
29、何谓反击过电压？
答:在发电厂和变电所中,如果雷击到避雷针上,雷电流通过构架接地引下线流散到地中,由于构架电感和接地电阻的存在,在构架上会产生很高的对地电位,高电位对附近的电气设备或带电的导线会产生很大的电位差。如果两者间距离小,就会导致避雷针构架对其它设备或导线放电,引起反击闪络而造成事故。
30、何谓跨步电压？
答：通过接地网或接地体流到地中的电流,会在地表及地下深处形成一个空间分布的电流场,并在离接地体不同距离的位置产生一个电位差,这个电位差叫做跨步电压。跨步电压与入地电流强度成正比,与接地体的距离平方成反比。
因此,在靠近接地体的区域内,如果遇到强大的雷电流,跨步电压较高时,易造成对人、畜的伤害。
31、电力系统产生工频过电压的原因主要有哪些？
答:1、空载长线路的电容效应；2、不对称短路引起的非故障相电压升高；3、甩负荷引起的工频电压升高。
32、电力系统限制工频过电压的措施主要有哪些？
答:1、利用并联高压电抗器补偿空载线路的电容效应；2、利用静止无功补偿器SVC 补偿空载线路电容效应；3、变压器中性点直接接地可降低由于不对称接地故障引起的工频电压升高；4、发电机配置性能良好的励磁调节器或调压装置, 使发电机突然甩负荷时能抑制容性电流对发电机的助磁电枢反应,从而防止过电压的产生和发展。5、发电机配置反应灵敏的调速系统,使得突然甩负荷时能有效限制发电机转速上升造成的工频过电压。
33、什么叫操作过电压？主要有哪些？
答:操作过电压是由于电网内开关操作或故障跳闸引起的过电压。主要包括:1、切除空载线路引起的过电压；2、空载线路合闸时引起的过电压；3、切除空载变压器引起的过电压；4、间隙性电弧接地引起的过电压；5、解合大环路引起的过电压。
34、电网中限制操作过电压的措施有哪些？
答:电网中限制操作过电压的措施有:(1）选用灭弧能力强的高压开关；(2）提高开关动作的同期性；(3）开关断口加装并联电阻；(4）采用性能良好的避雷器, 如氧化锌避雷器；(5）使电网的中性点直接接地运行。
35、什么叫电力系统谐振过电压？分几种类型？
答：电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压,这一现象叫电力系统谐振过电压。谐振过电压分为以下几种:
(1）线性谐振过电压
谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感）或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈）和系统中的电容元件所组成。
(2）铁磁谐振过电压
谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器）和系统的电容元件组成。因铁芯电感元件的饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振。
(3）参数谐振过电压
由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在 Kd～Kq间周期变化）和系统电容元件(如空载线路）组成回路,当参数配合时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压。
36、避雷线和避雷针的作用是什么？避雷器的作用是什么？
答：避雷线和避雷针的作用是防止直击雷,使在它们保护范围内的电气设备(架空输电线路及变电站设备）遭直击雷绕击的几率减小。避雷器的作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用,对入侵流动波进行削幅,降低被保护设备所受过电压幅值。避雷器既可用来防护大气过电压,也可用来防护操作过电压。
37、接地网的电阻不合规定有何危害？
答:接地网起着工作接地和保护接地的作用,当接地电阻过大则:
(1）发生接地故障时,使中性点电压偏移增大,可能使健全相和中性点电压过高,超过绝缘要求的水平而造成设备损坏。
(2）在雷击或雷电波袭击时,由于电流很大,会产生很高的残压,使附近的设备遭受到反击的威胁,并降低接地网本身保护设备(架空输电线路及变电站电气设备）带电导体的耐雷水平,达不到设计的要求而损坏设备。
38、电网调峰的手段主要有哪些？
答:(1）抽水蓄能电厂改发电机状态为电动机状态,调峰能力接近 200％；(2）水电机组减负荷调峰或停机,调峰依最小出力(考虑震动区）接近 100％；(3）燃油(气）机组减负荷,调峰能力在 50％以上；(4）燃煤机组减负荷、启停调峰、少蒸汽运行、滑参数运行,调峰能力分别为 50％(若投油或加装助燃器可减至 60％）、100％、100％、40％；(5）核电机组减负荷调峰；(6）通过对用户侧负荷管理的方法,削峰填谷调峰。
39 、经济调度软件包括哪些功能模块？
答:(1）负荷预计(2）机组优化组合(3）机组耗量特性及微增耗量特性拟合整编(4）等微增调度(5）线损修正如果是水、火电混联系统,则需用大系统分解协调法或其它算法对水电子系统和火电子系统分别优化,然后根据一天用水总量控制或水库始末水位控制条件协调水火子系统之间水电的当量系数。
40、简述电力系统经济调度要求具有哪些基础资料？
答:(1)火电机组热力特性 需通过热力试验得到火电机组带不同负荷运行工况下的热力特性,包括锅炉的效率试验及汽机的热耗、汽耗试验；(2)水电机组耗量特性 该特性为不同水头下的机组出力-流量特性,也应通过试验得到或依据厂家设计资料；(3）火电机组的起、停损耗；(4）线损计算基础参数；(5）水煤转换当量系数。
41 、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或危及其安全运行的事件时,需要向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的开关发出跳闸命令,以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。
42 、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主要分为两部分:
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距离故障元件最近的开关发出跳闸命令,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,或将那些继续运行而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容许带一定的延时动作。
43、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,继电保护装置将包括测量部分(和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。
44、如何保证继电保护的可靠性?
答: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,并分别控制不同开关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开关拒绝动作时,能由另一套继电保护装置操作另一组开关切除故障。在所有情况下,要求这两套继电保护装置和开关所取的直流电源均经由不同的熔断器供电。
45 、为保证电网继电保护的选择性,上、下级电网继电保护之间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,应遵循逐级配合的原则,满足选择性的要求,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整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。
46 、在哪些情况下允许适当牺牲继电保护部分选择性?
答：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份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。
47、为保证灵敏度,接地保护最末一段定值应如何整定?
答:接地保护最末一段(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。当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整定值一般也不应大于 300A,此时,允许线路两侧零序电流保护纵续动作切除故障。
48 、简述 220 千伏线路保护的配置原则是什么？
答:对于 220 千伏线路,根据稳定要求或后备保护整定配合有困难时,应装设两套全线速动保护。接地短路后备保护可装阶段式或反时限零序电流保护,亦可采用接地距离保护并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。相间短路后备保护一般应装设阶段式距离保护。
49 、简述线路纵联保护的基本原理？
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。
它的基本原理是: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。
50、什么是继电保护的"远后备"？什么是"近后备"？
答："远后备"是指:当元件故障而其保护装置或开关拒绝动作时,由各电源侧的相邻元件保护装置动作将故障切开。"近后备"是指:用双重化配置方式加强元件本身的保护,使之在区内故障时,保护拒绝动作的可能性减小,同时装设开关失灵保护,当开关拒绝跳闸时启动它来切除与故障开关同一母线的其它开关,或遥切对侧开关。
51、简述方向高频保护有什么基本特点？
答：方向高频保护是比较线路两端各自看到的故障方向,以综合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。
52、简述相差高频保护有什么基本特点？
答: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。
53、简述高频闭锁距离保护有什么基本特点？
答：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。4、不是独立的保护装置,当距离保护停用或出现故障、异常需停用时,该保护要退出运行。
54、线路纵联保护在电网中的主要作用是什么？
答:由于线路纵联保护在电网中可实现全线速动,因此它可保证电力系统并列运行的稳定性和提高输送功率、减小故障造成的损坏程度、改善后备保护之间的配合性能。
55、线路纵联保护的通道可分为几种类型?
答:1、电力线载波纵联保护(简称高频保护)。2、微波纵联保护(简称微波保护)。3、光纤纵联保护(简称光纤保护)。4、导引线纵联保护(简称导引线保护)。
56、线路纵联保护的信号主要有哪几种?作用是什么？
答：线路纵联保护的信号分为闭锁信号、允许信号、跳闸信号三种,其作用分别是:
1、闭锁信号:它是阻止保护动作于跳闸的信号,即无闭锁信号是保护作用于跳闸的必要条件。只有同时满足本端保护元件动作和无闭锁信号两个条件时,保护才作用于跳闸。
2、允许信号:它是允许保护动作于跳闸的信号,即有允许信号是保护动作于跳闸的必要条件。只有同时满足本端保护元件动作和有允许信号两个条件时,保护才动作于跳闸。
3、跳闸信号:它是直接引起跳闸的信号,此时与保护元件是否动作无关,只要收到跳闸信号,保护就作用于跳闸,远方跳闸式保护就是利用跳闸信号。
57、相差高频保护为什么设置定值不同的两个启动元件?
答:启动元件是在电力系统发生故障时启动发信机而实现比相的。为了防止外部故障时由于两侧保护装置的启动元件可能不同时动作,先启动一侧的比相元件,然后动作一侧的发信机还未发信就开放比相将造成保护误动作,因而必须设置定值不同的两个启动元件。高定值启动元件启动比相元件,低定值的启动发信机。由于低定值启动元件先于高定值启动元件动作,这样就可以保证在外部短路时,高定值启动元件启动比相元件时,保护一定能收到闭锁信号,不会发生误动作。
58、简述方向比较式高频保护的基本工作原理
答:方向比较式高频保护的基本工作原理是:比较线路两侧各自测量到的故障方向, 以综合判断其为被保护线路内部还是外部故障。如果以被保护线路内部故障时测量到的故障方向为正方向,则当被保护线路外部故障时,总有一侧测量到的是反方向。因此,方向比较式高频保护中判别元件,是本身具有方向性的元件或是动作值能区别正、反方向故障的电流元件。所谓比较线路的故障方向,就是比较两侧特定判别元件的动作行为。
59、线路高频保护停用对重合闸的使用有什么影响？
答:当线路高频保护全部停用时,可能因以下两点原因影响线路重合闸的使用:1、线路无高频保护运行,需由后备保护(延时段）切除线路故障,即不能快速切除故障, 造成系统稳定极限下降,如果使用重合闸重合于永久性故障,对系统稳定运行则更为不利。2、线路重合闸重合时间的整定是与线路高频保护配合的,如果线路高频保护停用,则造成线路后备延时段保护与重合闸重合时间不配,对瞬时故障亦可能重合不成功,对系统增加一次冲击。
60、高频保护运行时,为什么运行人员每天要交换信号以检查高频通道？
答:我国电力系统常采用正常时高频通道无高频电流的工作方式。由于高频通道不仅涉及两个厂站的设备,而且与输电线路运行工况有关,高频通道上各加工设备和收发信机元件的老化和故障都会引起衰耗,高频通道上任何一个环节出问题,都会影响高频保护的正常运行。系统正常运行时,高频通道无高频电流,高频通道上的设备有问题也不易发现,因此每日由运行人员用启动按钮启动高频发信机向对侧发送高频信号,通过检测相应的电流、电压和收发信机上相应的指示灯来检查高频通道,以确保故障时保护装置的高频部分能可靠工作。
61、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系统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；②Y/△接线降压变压器,△侧以后的接地故障不会在 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。
62、简述方向零序电流保护特点和在接地保护中的作用？
答:方向零序电流保护是反应线路发生接地故障时零序电流分量大小和方向的多段式电流方向保护装置,在我国大电流接地系统不同电压等级电力网的线路上,根据部颁规程规定,都装设了方向零序电流保护装置,作为基本保护。电力系统事故统计材料表明,大电流接地系统电力网中,线路接地故障占线路全部故障的 80%～90%,方向零序电流保护的正确动作率约 97%,是高压线路保护中正确动作率最高的保护之一。方向零序电流保护具有原理简单、动作可靠、设备投资小,运行维护方便、正确动作率高等一系列优点。
63、零序电流保护有什么优点?
答:答:带方向性和不带方向性的零序电流保护是简单而有效的接地保护方式,其优点是: 1、结构与工作原理简单,正确动作率高于其他复杂保护。 2、整套保护中间环节少,特别是对于近处故障,可以实现快速动作,有利于减少发展性故障。3、在电网零序网络基本保持稳定的条件下,保护范围比较稳定。 4、保护反应零序电流的绝对值,受故障过渡电阻的影响较小。 5、保护定值不受负荷电流的影响,也基本不受其他中性点不接地电网短路故障的影响,所以保护延时段灵敏度允许整定较高。
64、零序电流保护为什么设置灵敏段和不灵敏段?
答:采用三相重合闸或综合重合闸的线路,为防止在三相合闸过程中三相触头不同期或单相重合过程的非全相运行状态中又产生振荡时零序电流保护误动作,常采用两个第一段组成的四段式保护。灵敏一段是按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定的。其动作电流小,保护范围大,但在单相故障切除后的非全相运行状态下被闭锁。这时,如其他相再发生故障,则必须等重合闸重合以后,靠重合闸后加速跳闸。使跳闸时间长,可能引起系统相邻线路由于保护不配而越级跳闸。故增设一套不灵敏一段保护。
不灵敏一段是按躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定的, 其动作电流大,能躲开上述非全相情况下的零序电流,两者都是瞬时动作的。
64 、接地距离保护有什么优点?
答：接地距离保护的最大优点是::瞬时段的保护范围固定,还可以比较容易获得有较短延时和足够灵敏度的第二段接地保护。特别适合于短线路的一、二段保护。对短线路说来,一种可行的接地保护方式,是用接地距离保护一、二段再辅之以完整的零序电流保护。两种保护各自配合整定,各司其责:接地距离保护用以取得本线路的瞬时保护段和有较短时限与足够灵敏度的全线第二段保护；零序电流保护则以保护高电阻故障为主要任务,保证与相邻线路的零序电流保护间有可靠的选择性。
65、多段式零序电流保护逐级配合的原则是什么？不遵守逐级配合原则的后果是什么？
答:相邻保护逐级配合的原则是要求相邻保护在灵敏度和动作时间上均能相互配合,在上、下两级保护的动作特性之间,不允许出现任何交错点,并应留有一定裕度。实践证明,逐级配合的原则是保证电网保护有选择性动作的重要原则,否则就难免会出现保护越级跳闸,造成电网事故扩大的严重后果。
66 、什么叫距离保护?距离保护的特点是什么?
答：距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置,其动作和选择性取决于本地测量参数(阻抗、电抗、方向)与设定的被保护区段参数的比较结果,而阻抗、电抗又与输电线的长度成正比,故名距离保护。距离保护主要用于输电线的保护,一般是三段或四段式。第一、二段带方向性,作本线路的主保护,其中第一段保护本线路的 80%～90%。第二段保护全线,并作相邻母线的后备保护。第三段带方向或不带方向,有的还设有不带方向的第四段,作本线及相邻线路的后备保护。
整套距离保护包括故障启动、故障距离测量、相应的时间逻辑回路与交流电压回路断线闭锁,有的还配有振荡闭锁等基本环节以及对整套保护的连续监视等装置,有的接地距离保护还配备单独的选相元件。
67、电压互感器和电流互感器的误差对距离保护有什么影响?
答:电压互感器和电流互感器的误差会影响阻抗继电器距离测量的精确性。具体说来,电流互感器的角误差和变比误差、电压互感器的角误差和变比误差以及电压互感器二次电缆上的电压降,将引起阻抗继电器端子上电压和电流的相位误差以及数值误差,从而影响阻抗测量的精度。
68、距离保护有哪些闭锁装置？各起什么作用?
答:距离保护有两种闭锁装置,交流电压断线闭锁和系统振荡闭锁。交流电压断线闭锁:电压互感器二次回路断线时,由于加到继电器的电压下降,好象短路故障一样,保护可能误动作,所以要加闭锁装置。振荡闭锁:在系统发生故障出现负序分量时将保护开放(0.12-0.15 秒）,允许动作,然后再将保护解除工作,防止系统振荡时保护误动作。
69、电力系统振荡时,对继电保护装置有哪些影响？
答:电力系统振荡时,对继电保护装置的电流继电器、阻抗继电器会有影响。
1、对电流继电器的影响。当振荡电流达到继电器的动作电流时,继电器动作；当振荡电流降低到继电器的返回电流时,继电器返回。因此电流速断保护肯定会误动作。
一般情况下振荡周期较短,当保护装置的时限大于 1.5 秒时,就可能躲过振荡而不误动作。2、对阻抗继电器的影响。周期性振荡时,电网中任一点的电压和流经线路的电流将随两侧电源电动势间相位角的变化而变化。振荡电流增大,电压下降, 阻抗继电器可能动作；振荡电流减小,电压升高,阻抗继电器返回。如果阻抗继电器触点闭合的持续时间长,将造成保护装置误动作。
70、什么是自动重合闸?电力系统中为什么要采用自动重合闸?
答：自动重合闸装置是将因故跳开后的开关按需要自动重新投入的一种自动装置。电力系统运行经验表明,架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的,永久性故障一般不到 10%。因此,在由继电保护动作切除短路故障之后,电弧将自动熄灭,绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。因此,自动重合闸将开关重合,不仅提高了供电的安全性和可靠性,减少停电损失,而且还提高了电力系统的暂态稳定水平,增大了线路的输送能力,也可弥补或减少由于开关或继电保护装置不正确动作跳闸造成的损失。所以,架空线路一般需要采用自动重合闸装置。
71、自动重合闸怎样分类?
答: (1)按重合闸的动作分类,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、单相和综合重合闸三种。(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。
72、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,还可以弥补或减少断路器误碰或偷跳造成的影响和损失,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。
保护启动方式,是不对应启动方式的补充。同时,在单相重合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,也需要一个由保护启动的重合闸启动元件。其缺点:不能弥补和减少因断路器误动造成的影响和损失。
73、重合闸重合于永久性故障时,对电力系统有什么不利影响?
答: 1、使电力系统又一次受到故障电流的冲击；2、使开关的工作条件变得更加严重,因为在连续短时间内,开关要两次切断故障电流。
74、单侧电源送电线路重合闸方式的选择原则是什么?
答：1、在一般情况下,采用三相一次式重合闸。
2、当开关遮断容量允许时,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、如采用二次重合方式,需经稳定计算校核,允许使用重合闸。
75、对双侧电源送电线路的重合闸有什么特殊要求?
答：双侧电源送电线路的重合闸,除满足对自动重合闸装置应有的那些基本要求外,还应满足以下要求:
(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开关都跳开以后,再进行重合
(2)、当线路上发生故障跳闸以后,常存在着重合时两侧电源是否同期,是否允许非同期合闸的问题。
76、电容式的自动重合闸为什么可以只能重合一次?
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。如果开关是由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开关作第二次跳闸,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。
77、什么叫重合闸前加速?它有何优缺点?
答：重合闸前加速保护方式一般用于具有几段串联的辐射形线路中,重合闸装置仅装在靠近电源的一段线路上。当线路上(包括相邻线路及以后的线路)发生故障时,靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作于跳闸,而后再靠重合闸来弥补这种非选择性动作。
其缺点是切除永久性故障时间较长,合闸装置的断路器动作次数较多,一旦断路器或重合闸拒动,将使停电范围扩大。
重合闸前加速保护方式主要适用于 35kV 以下由发电厂或主要变电站引出的直配线上。
78、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,保护有选择性的动作切除故障,重合闸进行一次重合以恢复供电。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,这种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,另一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会再重合,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,故障已不存在,故没有装设后加速的必要。同期重合闸不采用后加速,可以避免合闸冲击电流引起误动。
79、一条线路有两套微机保护,线路投单相重合闸方式,该两套微机保护重合闸应如何使用？
答:一条线路有两套微机保护,两套微机重合闸的把手均打在单重位置,合闸出口连片只投一套。如果将两套重合闸的合闸出口连片都投入,可能造成断路器短时内两次重合。
80、微机故障录波器通常录哪些电气量？
答:对于 220 千伏及以上电压系统,微机故障录波器一般要录取电压量(UA、UB、UC、3U0),电流量(IA、IB、IC、3I0)；高频保护高频信号量,保护动作情况及开关位置等开关量信号。
81、变压器励磁涌流有哪些特点？
答:1、包含有很大成分的非周期分量,往往使涌流偏于时间轴的一侧。2、包含有大量的高次谐波分量,并以二次谐波为主。 3、励磁涌流波形之间出现间断。
82、目前变压器差动保护中防止励磁涌流影响的方法有哪些？
答:目前防止励磁涌流影响的方法主要有:
1、采用具有速饱和铁芯的差动继电器。2、鉴别短路电流和励磁涌流波形的区别, 要求间断角为 60°～65°。3、利用二次谐波制动,制动比为 15%～20%。
83、变压器差动保护的稳态情况下不平衡电流产生的原因？
答:1、由于变压器各侧电流互感器型号不同,即各侧电流互感器的饱和特性和励磁电流不同而引起的不平衡电流。它必须满足电流互感器的 10%误差曲线的要求。
2、由于实际的电流互感器变比和计算变比不同引起的不平衡电流。3、由于改变变压器调压分接头引起的不平衡电流。
84、变压器差动保护暂态情况下的不平衡电流是怎样产生的？
答:1、由于短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁电流,使其铁芯饱和, 误差增大而引起不平衡电流。2、变压器空载合闸的励磁涌流,仅在变压器一侧有电流。
85、变压器中性点间隙接地保护是怎样构成的？
答：变压器中性点间隙接地接地保护是采用零序电流继电器与零序电压继电器并联方式,带有 0.5S 的限时构成。
当系统发生接地故障时,在放电间隙放电时有零序电流,则使设在放电间隙接地一端的专用电流互感器的零序电流继电器动作；若放电间隙不放电,则利用零序电压继电器动作。
当发生间歇性弧光接地时,间隙保护共用的时间元件不得中途返回,以保证间隙接地保护的可靠动作。
86、变压器高阻抗差动保护的配置原则和特点是什么？
答：变压器高阻抗差动保护通常配置在大型变压器上作为不同原理的另外一套变压器主保护。其差动 CT 采用变压器 500KV 侧 220KV 侧(均为三相式)和中性点侧的套管 CT,各侧 CT 变比相差,这种差动保护接线对变压器励磁涌流来说是穿越性的,故不反应励磁涌流。它是主变压器高中压侧内部故障时的主要保护,但不反映低压侧的故障。
该保护特点是不受变压器励磁涌流影响,保护动作速度快(约为 20 毫秒)不受
CT 饱和影响,是一个接线简单且性能优良的变压器主保护。
87、试述变压器瓦斯保护的基本工作原理？
答：瓦斯保护是变压器的主要保护,能有效地反应变压器内部故障。轻瓦斯继电器由开口杯、干簧触点等组成,作用于信号。重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成,作用于跳闸。正常运行时,瓦斯继电器充满油,开口杯浸在油内,处于上浮位置,干簧触点断开。当变压器内部故障时,故障点局部发生过热,引起附近的变压器油膨胀,油内溶解的空气被逐出,形成气泡上升,同时油和其他材料在电弧和放电等的作用下电离而产生瓦斯。当故障轻微时,排出的瓦斯气体缓慢地上升而进入瓦斯继电器,使油面下降,开口杯产生的支点为轴逆时针方向的转动,使干簧触点接通,发出信号。
当变压器内部故障严重时,产生强烈的瓦斯气体,使变压器内部压力突增,产生很大的油流向油枕方向冲击,因油流冲击档板,档板克服弹簧的阻力,带动磁铁向干簧触点方向移劝,使干簧触点接通,作用于跳闸。
88、为什么变压器的差动保护不能代替瓦斯保护？
答:瓦斯保护能反应变压器油箱内的内部故障,包括铁芯过热烧伤、油面降低等, 但差动保护对此无反应。又如变压器绕组产生少数线匝的匝间短路,虽然短路匝内短路电流很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击,但表现在相电流上却并不大,因此差动保护没有反应,但瓦斯保护对此却能灵敏地加以反应,这就是差动保护不能代替瓦斯保护的原因。
89、什么是变压器零序方向保护？有何作用？
答：变压器零序方向过流保护是在大电流接地系统中,防御变压器相邻元件(母线)接地时的零序电流保护,其方向是指向本侧母线。它的作用是作为母线接地故障的后备,保护设有两级时限,以较短的时限跳开母联或分段开关,以较长时限跳开变压器本侧开关。
90、大型发电机为什么要装设匝间保护？
答:现代大型发电机的定子绕组,由于在定子同一槽的上、下层线棒会出现同相不同匝的定子线棒,因而会发生发电机定子绕组的匝间短路故障,为此大型发电机要装匝间保护。
91、大型发电机匝间保护的构成通常有几种方式？
答：大型发电机匝间保护的构成通常有以下几种方式:
1、横差保护:当定子绕组出现并联分支且发电机中性点侧有六个引出头时采用。横差保护接线简单、动作可靠、灵敏度高。
2、零序电压原理的匝间保护:采用专门电压互感器测量发电机三个相电压不对称而生成的零序电压,该保护由于采用了三次谐波制动故大大提高了保护的灵敏度与可靠性。
3、负序功率方向匝间保护:利用负序功率方向判断是发电机内部不对称还是系统不对称故障,保护的灵敏度很高,近年来运行表明该保护在区外故障时发生误动必须增加动作延时,故限制了它的使用。
92、发电机为什么要装设定子绕组单相接地保护？
答:发电机是电力系统中最重要的设备之一,其外壳都进行安全接地。发电机定子绕组与铁芯间的绝缘破坏,就形成了定子单相接地故障,这是一种最常见的发电机故障。发生定子单相接地后,接地电流经故障点、三相对地电容、三相定子绕组而构成通路。当接地电流较大能在故障点引起电弧时,将使定子绕组的绝缘和定子铁芯烧坏,也容易发展成危害更大的定了绕组相间或匝间短路,因此,应装设发电机定子绕组单相接地保护。
93、利用基波零序电压的发电机定子单相接地保护的特点及不足之处是什么？
答:特点是:1、简单、可靠；2、设有三次谐波滤过器以降低不平衡电压；3、由于与发电机有电联系的元件少,接地电流不大,适用于发电机--变压器组。不足之处是:不能作为 100%定子接地保护,有死区,死区范围 5%～15%。
94、为什么发电机要装设转子接地保护？
答:发电机励磁回路一点接地故障是常见的故障形式之一,励磁回路一点地故障, 对发电机并未造成危害,但相继发生第二点接地,即转子两点接地时,由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤转子本体,并使磁励绕组电流增加可能因过热而烧伤；由于部分绕组被短接,使气隙磁通失去平衡从而引起振动甚至还可使轴系和汽机磁化,两点接地故障的后果是严重的,故必须装设转子接地保护。
95、为什么在水轮发电机上要装设过电压保护？
答:由于水轮发电机的调速系统惯性较大,动作缓慢,因此在突然甩去负荷时,转速将超过额定值,这时机端电压有可能高达额定值的 1.8～2 倍。为了防止水轮发电机定了绕组绝缘遭受破坏,在水轮发电机上应装设过电压保护。
96、大型汽轮发电机为什么要配置逆功率保护？
答:在汽轮发电机组上,当机炉控制装置动作关闭主汽门或由于调整控制回路故障而误关主汽门,在发电机开关跳开前发电机将转为电动机运行。此时逆功率对发电机本身无害,但由于残留在汽轮机尾部的蒸汽与长叶片摩擦,会使叶片过热,所以逆功率运行不能超过 3 分钟,因而需装设逆功率保护。
97、大型汽轮发电机为何要装设频率异常保护？
答:汽轮机的叶片都有一个自然振动频率,如果发电机运行频率低于或高于额定值, 在接近或等于叶片自振频率时,将导致共振,使材料疲劳,达到材料不允许的程度时,叶片就有可能断裂,造成严重事故,材料的疲劳是一个不可逆的积累过程,所以汽轮机给出了在规定频率不允许的累计运行时间。低频运行多发生在重负荷下, 对汽轮机的威胁将更为严重,另外对极低频工况,还将威胁到厂用电的安全,因此发电机应装设频率异常运行保护。
98、对大型汽轮发电机频率异常运行保护有何要求？
答:对发电机频率异常运行保护有如下要求:1、具有高精度的测量频率的回路。2、具有频率分段启动回路、自动累积各频率段异常运行时间,并能显示各段累计时间,启动频率可调。3、分段允许运行时间可整定,在每段累计时间超过该段允许运行时间时,经出口发出信号或跳闸。4、能监视当前频率。
99、为什么大型汽轮发电机要装设负序反时限过流保护？
答:电力系统发生不对称短路时,发电机定子绕组中就有负序电流,负序电流在转子产生倍频电流,造成转子局部灼伤、大型汽轮机由于它的尺寸较小耐受过热的性能差,允许过热的时间常数 A(I2*I2*t)值小,为保护发电机转子,需要采用能与发电机允许的负序电流相适应的反时限负序过流保护。
100、为什么现代大大型发电机--变压器组应装设非全相运行保护？
答:大型发电机--变压器组 220KV 及以上高压侧的断路器多为分相操作的断路器, 常由于误操作或机械方面的原因使三相不能同时合闸或跳闸,或在正常运行中突然一相跳闸。这种异常工况,将在发电机--变压器组的发电机中流过负序电流,如果靠反应负序电流的反时限保护动作(对于联络变压器,要靠反应短路故障的后备保护动作）,则会由于动作时间较长,而导致相邻线路对侧的保护动作,使故障范围扩大,甚至造成系统瓦解事故。因此,对于大型发电机--变压器组,在 220KV 及以上电压侧为分相操作的断路器时,要求装设非全相运行保护。
