简答题1. 电流启动的防跳中间继电器用在额定电流为2.2A的跳闸线圈回路中,应如何选择其电流线圈的额定电流?
防跳中间继电器电流线圈的额定电流,应按有2倍灵敏度来选择,即2.2/2=1.1(A)。为可靠起见,根据装置整定范围,应选择额定电流为1A的防跳中间继电器。
2. 为什么高压电网中要安装母线保护装置?
母线上发生短路故障的几率虽然比输电线路少,但母线是多元件的汇合点,母线故障如不快速切除,会使事故扩大,甚至破坏系统稳定,危及整个系统的安全运行,后果十分严重。双母线系统中,能有选择性地快速切除故障母线,对于保证健全母线系统继续运行,具有重要意义。因此,在高压电网中要求装设母线保护装置。
3. 电网继电保护的整定不能兼顾速动性、选择性或灵敏性要求时按什么原则取舍?
如果由于电网运行方式、装置性能等原因,使电网继电保护的整定不能兼顾速动性、选择性或灵敏性要求时,在整定时应执行如下原则合理地进行取舍:
(1)局部电网服从上整个电网。
(2)下一级电网服从上一级电网。
(3)局部问题自行消化。
(4)尽量照顾局部电网和下级电网的需求。
(5)保证重要用户供电。
4. 三段式距离保护整定的一般性原则是什么?
第Ⅰ段不带延时,保护本线路全长的80%~85%。
第Ⅱ段以保护本线路为主,并考虑与相邻线路的第Ⅰ(或Ⅱ)段配合。
第Ⅲ段作为本线路和相邻线路的后备保护,可以按最小负荷阻抗来整定,并与相邻线第Ⅱ段配合。一般在单电源环网或多电源辐射网中,第Ⅲ段时间延时按逆向阶段原则来选择,在复杂电网中可以考虑第Ⅲ段无选择动作的可能性。
5. 大接地电流系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护,而要单独采用零序电流保护?
三相式星形接线的相间电流保护,虽然也能反应接地短路,但用来保护接地短路时,在定值上要躲过最大负荷电流,在动作时间上要由用户到电源方向按阶梯原则逐级递增一个时间级差来配合。而专门反应接地短路的零序电流保护,则不需要按此原则来整定。其灵敏度高,动作时限短,且因线路的零序阻抗比正序阻抗大得多,零序电流保护的保护范围长,上下级保护之间容易配合,故一般不用相间电流保护兼作零序电流保护。
6. 在大接地电流系统中,为什么相间保护动作的时限比零序保护动作的时限长?
保护的动作时限一般是按阶梯性原则整定的。相间保护的动作时限是由用户到电源方向每级保护递增一个时级差构成的,而零序保护则由于降压变压器大都是
接线,当低压侧接地短路时,高压侧无零序电流,其动作时限不需要与变压器低压侧用户相配合。所以零序保护的动作时限比相间保护的时限短。
7. 短路点的过渡电阻为什么会影响阻抗继电器的工作?主要影响哪一段?如何消除?
因为在距离保护整定计算时,其定值一般不考虑过渡电阻的影响,然而实际故障点往往存在过渡电阻。过渡电阻会使阻抗继电器的测量阻抗增大,主要是影响保护第Ⅱ段。因为过渡电阻是在短路点燃弧形成的,第Ⅱ段是带时限的,故影响最大,消除的办法是设置“瞬时测定”。在第Ⅱ段保护区内发生故障时,利用“瞬时测定”将保护Ⅱ段初始动作状况固定下来,使之按原定时限跳闸。
8. 小接地系统发生谐振时有什么现象?
(1)三个相电压表发生剧烈摆动,有时出现一相降低、二相升高,有时出现三相同时升高,线电压表也发生指示升高。
(2)发生谐振的母线电压互感器有响声。
(3)电压互感器可能出现高压熔断器熔断或烧毁。
(4)可能产生高值零序电压分量,出现虚幻接地现象和不正确的接地信号,“35kV接地”或“10kV接地”后台监控将有报文。
9. 什么是变压器的短路电压?有什么实际应用意义?
在变压器额定分头下,将二次绕组短路,一次绕组通过额定电流,一次绕组所加的电压即为变压器的短路电压。短路电压一般以额定电压的相对值表示,即
Uk%=Uk/UN×100%
短路电压是变压器的一个重要参数,判断两台变压器能否并列运行,进行短路电流和电力系统的其他计算,以及分析变压器在负荷变动时的二次电压的波动都要用到短路电压的概念。
10. 变压器的过电流保护通常有几种方式?
不带闭锁的过电流保护。
(2)带低电压闭锁的过电流保护。
(3)带复合电压启动的过电流保护。
(4)负序电流和单相低电压启动的过电流保护。
11. 变压器差动保护回路的不平衡电流主要是由哪些因素造成的?
(1)两侧电流互感器的型号不同。
(2)两侧电流互感器的变比不同。
(3)变压器各侧绕组的接线方式不同。
(4)变压器的励磁涌流。
(5)运行中改变变压器的调压分接头。
12. 振荡闭锁装置的基本要求是什么?
振荡闭锁装置的基本要求如下:
(1)系统发生振荡而没有故障时,应可靠地将保护闭锁。
(2)在保护范围内发生短路故障的同时,系统发生振荡,闭锁装置不能将保护闭锁,应允许保护动作。
(3)继电保护在动作过程中系统出现振荡,闭锁装置不应干预保护的工作。
13. 气体继电器的作用是什么?如何根据气体颜色来判断故障?
气体继电器的作用是:当变压器内部发生绝缘击穿,线匝短路及铁芯烧毁等故障时,给运行人员发出信号或切断电源以保护变压器。
可按下面气体的颜色来判断故障:
(1)灰黑色,易燃。通常是因绝缘油炭化造成的,也可能是接触不良或局部过热导致。
(2)灰白色,可燃。有异常臭味,可能是变压器内纸质烧毁所致,有可能造成绝缘损坏。
(3)黄色,不易燃。因木质制件烧毁所致。
(4)无色,不可燃。无味,多为空气。
14. 为什么新安装或大修后变压器在投入运行前要作合闸冲击试验?
(1)检查变压器及其回路的绝缘是否存在弱点或缺陷。拉开空载变压器时,有可能产生操作过电压。在电力系统中性点不接地或经消弧线圈接地时,过电压幅值可达4~4.5倍相电压;在中性点直接接地时,过电压幅值可达3倍相电压。为了检验变压器绝缘强度能否承受全电压或操作过电压的作用,故在变压器投入运行前,需作全电压冲击试验。若变压器及其回路有绝缘弱点,就会被操作过电压击穿而加以暴露。
(2)检查变压器差动保护是否误动。带电投入空载变压器时,会产生励磁涌流,其值可达6~8倍额定电流。励磁涌流开始衰减较快,一般经0.5~1s即可减到0.25~0.5倍IN,但全部衰减完毕时间较长,中小型变压器约几秒,大型变压器可达10~20s,故励磁涌流衰减初期,往往使差动保护误动,造成变压器不能投入。因此,空载冲击合闸时,在励磁涌流作用下,可对差动保护的接线、特性、定值进行实际检查,并作出该保护可否投入的评价和结论。
(3)考核变压器的机械强度。由于励磁涌流产生很大的电动力,为了考核变压器的机械强度,需作空载冲击试验。
按照规程规定,全电压空载冲击试验次数,新产品投入,应连续冲击5次,大修后投入,应连续冲击3次。每一次冲击间隔时不少于5min,操作前应派人到现场对变压器进行监视,检查变压器有无异音异状,如有异常应立即停止操作。
15. 主变压器差流速断保护的作用是什么?有哪些主要优缺点?
由于比率差动保护需要识别变压器的励磁涌流和过励磁运行状态,当变压器内部发生严重故障时,由于有二次谐波的制动作用,不能够快速切除故障,给电力系统的稳定带来严重危害,所以配置差流速保护,用来快速切除变压器的严重的内部故障。
当任一相差动电流大于差动速断整定值时,差流速断保护瞬时动作,跳开各侧断路器。
变压器差动电流速断保护的优点是接线简单,动作迅速。缺点是灵敏度低,对于大容量变压器一般不能用它来作主保护。
16. 造成主变压器后备保护动作的原因有哪些?
(1)线路故障,该线路断路器拒动或保护拒动。
(2)母线故障、母差保护拒动。
(3)主变压器主保护范围内故障,主保护拒动。
17. 主变压器后备保护动作跳闸的处理原则是什么?
(1)主变压器后备动作后,检查监控计算机内的报文情况、保护室保护装置的动作情况。判断是否有拒动断路器,室外主变压器有无异常。
(2)检查主变压器电流互感器至出线电流互感器范围内有无故障。
(3)当确知主变压器后备保护属人员误碰跳闸,可不请示所属调度试送主变压器,然后汇报调度。
(4)检查主变压器有无异常。
(5)经分析判断,如为某侧出线间隔保护或断路器拒动,则应汇报调度等待指令。
18. 变压器复合电压闭锁过电流保护的保护范围是什么?
变压器复合电压闭锁过电流保护作为变压器后备保护,其保护范围是:变压器各侧母联断路器及母线上所接所有出线。
19. 电压互感器和电流互感器在作用原理上有什么区别?
主要区别是正常运行时工作状态很不相同,表现为:
(1)电流互感器二次侧可以短路,但不得开路;电压互感器二次侧可以开路,但不得短路。
(2)相对于二次侧的负载来说,电压互感器的一次侧内阻抗较小以至可以忽略,可以认为电压互感器是一个电压源;而电流互感器的一次侧内阻很大,以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。
(3)电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值,故障时磁通密度下降;电流互感器正常工作时磁通密度很低,而短路时由于一次侧短路电流变得很大,使磁通密度大大增加,有时甚至远远超过饱和值。
20. 试述采用暂态型电流互感器的必要性和分级。
(1)采用暂态型电流互感器的必要性有:
1)220kV系统的时间常数一般小于60ms,而500kV系统的时间常数为80~200ms。系统时间常数增大,导致短路电流非周期分量的衰减时间加长,短路电流的暂态持续时间加长。
2)系统容量增大,短路电流的幅值也增大。
3)由于系统稳定的要求,500kV系统主保护动作时间一般在20ms左右,总的功除故障时间小于100ms,系统主保护是在故障的暂态过程中动作的。在电力系统短路,暂态电流流过电流互感器时,在互感器内也产生一个暂态过程。如不采取措施,电流互感器铁芯很快趋于饱和。特别在装有重合闸的线路上,在第一次故障造成的暂态过程尚未衰减完毕的情况下,再叠加另一次短路的暂态过程,由于电流互感器铁芯剩磁的存在,有可能使铁芯更快地饱和。其结果将使电流互感器传变一次电流信息的准确性受到破坏,造成继电保护不正确动作。这就要求在500kV系统中,选择具有暂态特性的电流互感器。
(2)暂态型电流互感器分为TPS、TPX、TPY、TPZ四个等级。
1)TPS级。该级电流互感器为低漏磁电流互感器,铁芯不设非磁性间隙,铁芯暂态面积系数也不大,铁芯截面比稳态型电流互感器大得不多,制造比较简单。
2)TPX级。该级电流互感器铁芯不设非磁性间隙,在同样的规定条件下与TPY、TPZ级的相比,铁芯暂态面积系数要大得多,只适用于暂态单工作循环,不适合使用于重合闸。
3)TPY级。该级电流互感器铁芯设置一定的非磁性间隙,剩磁通不超过饱和磁通的10%,限制了剩磁,适用于双工作循环和重合闸情况。
4)TPZ级。该级电流互感器铁芯中设置的非磁性间隙较大,一般相对非磁性间隙长度要大于0.2%以上,无直流分量误差限值要求,剩磁实际上可以忽略。TPZ级的电流互感器由于铁芯非磁性间隙大,铁芯磁化曲线线性度好,二次回路时间常数小,对交流分量的传变性能也好,但传变直流分量的能力极差。
500kV线路保护用的电流互感器一般选用TPY级暂态型电流互感器。
21. 电压互感器和电流互感器的误差对距离保护有什么影响?
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比误差、电压互感器的角误差和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。
22. 电容器组安装放电TV的作用是什么?
并联电容器组在脱离电网时,应在短时内将电容器上的电荷放掉,以防止再次合闸时产生电流冲击和过电压。对单只电容器采用并联电阻(或放电线圈)进行自放电,对密集电容器采用并在电容器两端的放电线圈,放电线圈一般设有二次绕组,供测量和保护用。
23. 什么是电压互感器反充电?
通过电压互感器二次侧加压,使一次侧产生高压,向不带电的母线充电称为反充电。由于电压互感器变比很大,二次侧很小的电压将在一次侧产生极高压。如果一次没有接地,并且有人工作,将危及人身安全。
24. 双母线两组TV二次侧能否并列?
双母线两组TV二次侧能并列运行。但在二次侧并列倒换TV电源前,一次侧必须先经母联断路器并列运行,否则二次侧并列后,可能由于一次侧电压不相等,使二次侧环流较大,容易引起熔断器熔断,致使保护装置失去电源。
25. TV一次熔断器熔断的原因是什么?
(1)系统发生单相间歇电弧接地时会出现3~3.5倍额定电压的过电压,使互感器的铁芯饱和,励磁电流急剧增加引起电压互感器高压熔断器熔断。
(2)系统出现“铁磁振荡”过电压,使电压互感器的励磁电流增加,因而使高压熔断器熔断。
(3)电压互感器内部故障。