156、什么是主保护、后备保护、辅助保护和异常运行保护?
答:1、主保护是指:满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度、有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
2、后备保护是指:当主保护或开关拒动时,用来切除故障的保护。后备保护可分为远后备保护和近后备保护两种。
远后备保护是:当主保护或开关拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现后备的保护;
近后备保护是:当主保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护;当开关拒动时,由开关失灵保护来实现后备保护。
3、辅助保护是:为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的较为简单的保护。
4、异常运行保护是:反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。
157、自动重合闸的动作时间如何整定?
答:自动重合闸的动作时间按如下原则整定:
(1) 单侧电源线路所采用的三相重合闸时间,除应大于故障点熄弧时间及周围介质去游离时间外,还应大于开关及操作机构复归原状准备好再次动作的时间。
(2) 双侧电源线路的自动重合闸时间,除了考虑单侧电源线路重合闸的因素外,还应考虑线路两侧保护装置以不同时限切除故障的可能性及潜供电流的影响。计算公式为:tset.min≥t1+t2+△t-t3。式中:tset.min--重合闸最小整定时间;t1--对侧保护有足够灵敏度的延时段动作时间,如只考虑两侧保护均为瞬时动作,则可取为零;t2--断电时间,三相重合闸不小于0.3s;220kv线路,单相重合闸不小于0.5s;330～500kv线路,单相重合闸的最低要求断电时间,视线路长短及有无辅助消弧措施(如高压电抗器带中性点小电抗)而定;t3--开关固有合闸时间;△t--裕度时间。
(3) 发电厂出线或密集型电网的线路三相重合闸,其无电压检定侧的动作时间一般整定为10s;单相重合闸的动作时间由运行方式部门确定,一般整定为1.0s左右。
(4) 单侧电源线路的三相一次重合闸的动作时间不宜小于1s;如采用二次重合闸,第二次重合闸动作时间不宜小于5s。
158、开关失灵保护的相电流判别元件定值应满足什么要求?低电压、负序电压、零序电压闭锁元件定值如何整定?
答:开关失灵保护相电流判别元件的整定值,应保证在本线路末端或本变压器低压侧单相接地故障时有足够灵敏度,灵敏系数大于1.3,并尽可能躲过正常运行负荷电流。
开关失灵保护负序电压、零序电压和低电压闭锁元件的整定值,应综合保证与本母线相连的任一线路末端和任一变压器低压侧发生短路故障时有足够灵敏度。其中负序电压、零序电压闭锁元件应可靠躲过正常情况下的不平衡电压,低电压闭锁元件应在母线最低运行电压下不动作,而在切除故障后能可靠返回。
159、试述什么是电容式电压互感器的"暂态响应"?对保护有什么影响?
答:在高压端与地短路情况下,电容式电压互感器的二次电压峰值应在额定频率的一个周波内衰减到低于短路前峰值的10%,称为电容式电压互感器的"暂态响应"。它指的是:当一次电压波为零或者为最大值时发生短路情况中的较大者。
电容式电压互感器的稳态工作特性与电磁式电压互感器基本相同,但暂态特性较差,当系统发生短路等故障而使电压突变时,电容式电压互感器的暂态过程要比电磁式电压互感器长得多。假如在电压互感器安装处发生金属性短路,一次电压突降为零,二次电压约需20ms左右才能降到5%额定电压以下,这对动作时间仅有20～40ms的快速保护,特别对短线路的短路保护第Ⅰ段的动作精度带来很大影响。
160、纵联保护电力载波高频通道由哪些部件组成?简述各部分的作用.
答:按"相--地"制电力载波高频通道由下列几部分组成: (1)输电线路。三相线路都用,以传送高频信号。(2)高频阻波器。高频阻波器是由电感线圈和可调电容组成的并联谐振回路。当其谐振频率为选用的载波频率时,对载波电流呈现很大的阻抗(在100Ω以上),从而使高频电流限制在被保护的输电线路以内(即两侧高频阻波器之内),而不致流到相邻的线路上去。对50Hz工频电流而言,高频阻波器的阻抗仅是电感线圈的阻抗,其值很小(约为0.04Ω) ,因而工频电流可畅通无阻。 (3)耦合电容器。耦合电容器的电容量很小,对工频电流具有很大的阻抗,可防止工频高压侵入高频收发信机。对高频电流则阻抗很小,高频电流可顺利通过。耦合电容器与结合滤波器共同组成带通滤波器,只允许此通带频率内的高频电流通过。 (4)结合滤波器。结合滤波器与耦合电容器共同组成带通滤波器。由于电力架空线路的波阻抗约为400Ω,电力电缆的波阻抗约为100Ω或75Ω,因此利用连接结合滤波器与电力架空线路的波阻抗和电力电缆的波阻抗起阻抗匹配作用,以减小高频信号的衰耗,使高频收信机收到的高频功率最大,同时还利用结合滤波器进一步使高频收发信机与高压线路隔离,以保证高频收发信机及人身的安全。 (5)高频电缆。高频电缆的作用,是将户内的高频收发信机和户外的结合滤波器连接起来。 (6)保护间隙。保护间隙是高频通道的辅助设备,用它保护高频收发信机和高频电缆免受过电压的袭击。 (7)接地刀闸。接地刀闸也是高频通道的辅助设备,在调整或检修高频收发信机和连接结合滤波器时,将它接地,以保证人身安全。 (8)高频收发信机。高频收发信机用来发出和接收高频信号。
161、试述对距离继电器的基本要求是什么?
答:距离保护在高压及超高压输电线路上获得了广泛的应用。距离继电器是距离保护的主要测量元件,应满足以下基本要求:
(1)在被保护线路上发生直接短路时,继电器的测量电抗应正比于母线与短路点间的距离。
(2)在正方向区外短路时不应超越动作。超越有暂态超越和稳态超越两种;暂态超越是由短路的暂态分量引起的,继电器仅短时动作,一旦暂态分量衰减继电器就返回;稳态超越是由短路处的过渡电阻引起的。
(3)应有明确的方向性。正方向出口短路时无死区,反方向短路时不应误动作。
(4)在区内经大过渡电阻短路时应仍能动作(又称动作特性能覆盖大过渡电阻),但这主要是接地距离继电器要考虑的问题。
(5)在最小负荷阻抗下不动作。
(6)能防止系统振荡时的误动。
162、试述距离继电器可分为哪几类、其基本原理是什么?
答:距离继电器一般可以分为四类:
(1)单相阻抗继电器(Ⅰ类距离继电器)。
这类继电器输入单一电压和单一电流,可以用1个变量--继电器的测量阻抗进行分析,其特性可以在阻抗平面上表示出来。它的基本原理是测量故障环路的阻抗,看该阻抗是否落在动作特性的区域之内。
(2)多相距离继电器(Ⅱ类距离继电器)。
这类继电器的动作原理是按照短路点的电压边界条件建立动作判据,当故障发生在保护范围末端时,动作判据处于临界状态。输电线路是三相系统,故障特征(故障边界条件)常与三相电气量有关,因此这类继电器的输入量不再是单一电压和单一电流,其动作特性不能化为测量阻抗一个变量的函数。对这类继电器的动作行为必须结合系统参数、运行方式、故障地点和故障类型进行分析。这类继电器的特性为多个变量的函数。为了便于和Ⅰ类距离继电器相比较,在分析时常将其它变量固定,观察它作为故障环路测量阻抗一个变量的函数时的动作特性。但需要注意被固定的变量不得因故障环路测量阻抗而变化。由于距离继电器的动作判据都可化为在若干电压之间比较相位,因此在对这类继电器的工作行为的分析中,电压相量图法获得相当广泛的应用。
(3)测距式距离继电器。
微机保护有很强的运算能力,不仅可以计算出测量阻抗的值,还可计算故障点的距离。测距式距离继电器就是根据测距结果动作的。但是继电器是用来完成保护的功能,测距则属于仪表的功能,故可以应用测距原理构成继电器,但不宜由一次计算结果同时完成上述两种功能。保护只要求继电器对动作边界精确计算,在出口故障时动作判据很容易满足,因而继电器可以在计算尚不精确时就快速动作。测距则要求在任何情况下都测量精确,若兼任保护功能就不能快速切除出口故障。面对此矛盾,一般采取降低精度并缩短保护范围的方法,以达到快速切除出口故障的目的。显然,这种解决办法实质上是优先满足保护的要求,而降低了近区测距的精度。
(4)工频变化量距离继电器。
它是由工作电压的变化量大于故障前工作电压的记忆量而动作的,具有方向性好、动作速度快、不反应系统振荡、躲过渡电阻能力强、无超越等特点,常用作保护的第Ⅰ段及纵联保护中的方向比较元件。
163、为什么失压有可能造成距离保护误动?
答:对模拟式保护从原理上可以按两种情况来分析失压误动:
1、距离元件失压。
任何距离元件都包括两个输入回路,一个是作距离测量的工作回路,另一个是极化回路。对于阻抗特性包括阻抗坐标原点在内的非方向距离继电器,当元件失去输入电压时,本来必然要动作。
对于方向距离继电器,当输入电压被断开时,由于负荷电流通过电抗变压器在其二次侧产生电压,此电压加在工作回路使整定变压器二次有电压,同时感应到整定变压器的一次侧,而整定变压器一次侧的负荷就是极化回路,结果等于给极化回路输入一个对继电器为动作方向的电压。如果负荷电流有一定的数值,使继电器获得的力矩大于其启动值,即发生误动作。
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