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国家电网招聘考试高频考点继电保护:关于继电保护的常见问题

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发表时间:2023-08-26 08:02作者:思格教育



      1、继电保护在电力系统中的任务是什么?


  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)。


  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。


      2、对继电保护装置的基本要求是什么?各个要求的内容是什么?


  继电保护装置必须满足:选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。


  选择性,是当系统发生故障时,继电保护装置应该有选择的切除故障,以保证非故障部分继续运行,使停电范围尽量缩小。


  速动性,是指继电保护应以允许的可能最快速度动作于断路器跳闸,以断开故障或中止异常状态的发展。


  灵敏性,是指继电保护装置对其保护范围内故障的反映能力,即继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行方式应能灵敏地感受并反映。


  可靠性,是指发生了属于它应该动作的故障时,它能可靠动作,即不发生拒绝动作;而在任何其他不属于它动作的情况下,可靠不动作,即不发生误动。


       3、什么是主保护,什么是后备保护?


  主保护:满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择的切除被保护设备和线路故障的保护。


  后备保护:当主保护或断路器拒动时,用以切除故障的保护,包括近后备和远后备。


  远后备保护:是当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。


  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后备的保护;当断路器拒动时,由断路器失灵保护来实现后备保护。


      4、什么是辅助保护,什么是异常保护?


  辅助保护为弥补主保护和后备保护性能的不足,或当主保护和后备保护检修退出时而增加的简单保护,该保护是一种起辅助作用的继电保护装置。


  异常运行保护:反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。


       5、什么是断路器失灵保护?


  是指当故障线路的保护动作发出跳闸脉冲后,断路器拒绝动作时,能够以较短的时限切除同一发电厂或变电站内其他有关的断路器,以使停电范围最小的一种后备保护。


       6、为什么220KV及以上系统要装设断路器失灵保护,其作用是什么?


      220KV及以上的输电线路一般输送的功率大,输送距离远,为提高线路的输送能力和系统的稳定性,往往采用分相断路器和快速保护。


  由于断路器存在操作失灵的可能性,当线路发生故障而断路器又拒动时,将给电网带来很大威胁,故应装设断路器失灵保护装置,有选择地将失灵拒动的断路器所连接母线的断路器断开,以减少设备损坏,缩小停电范围,提高安全稳定性。


      7、什么是电力系统的振荡?引起振荡的原因一般有哪些?


  并列运行的两个系统或发电厂失去同步的现象称为振荡。


  引起振荡的原因较多,多是由于切除故障时间过长而引起系统稳定的破坏,在联系薄弱的系统中也可能由于误操作、发电机失磁或故障跳闸、断开某一线路或设备而造成振荡。


      8、电力系统振荡和短路的区别是什么?


  振荡时系统各点的电压和电流值均作往复摆动,而短路电流、电压是突变的。振荡时电流、电压值变化速度较慢,而短路时电流、电压值突然变化量很大。


  振荡时系统任何一点电压和电流之间的相位角都随功角的变化而变化;而短路时,电流和电压之间的相位角是基本不变的。


      9、电力系统振荡时,对继电保护装置有哪些影响?哪些保护装置不受影响?


  主要对电流继电器和阻抗继电器有影响。原理上不受振荡影响的保护是差动保护。


      10、何谓系统的最大、最小运行方式?


  在继电保护的整定计算中,一般都要考虑电力系统的最大最小运行方式。


  最大运行方式是指在被保护对象末端短路时,系统的等值阻抗最小,通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。


  最小的运行方式是指在上述同样短路情况下,系统等值阻抗最大,通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。


      11、对距离保护的基本要求是什么?


  在被保护线路上发生直接短路时,继电器的测量阻抗应正比于母线和短路点的距离;


  在正方向区外短路时不应超越动作;


  应有明确的方向性;


  在区内经大过渡电阻短路时应仍能动作;


  在最小负荷阻抗下不动作;


  能防止系统振荡时的误动。


      12、什么是距离继电器的极化量?


  除了距离测量电压外,在构成距离继电器的动作量时,还必须通入另一特定的交流量作为参考量,以检测当故障发生在保护区内外时Uph相位的倒换。这个参考交流量,一般称之为距离继电器的极化量。


      13、什么是阻抗方向继电器?


  阻抗方向继电器是指它不但能够测量阻抗的大小,而且能够判断故障的方向。


      14、为什么有些距离保护的I、II段需经振荡闭锁装置,而第III段不经振荡闭锁装置?


  系统振荡周期一般为0.15到1.5秒,受系统振荡影响的某段阻抗继电器的接点在一个周期内将闭合一次又返回一次,如果闭合的时间大于该段距离保护装置的动作时间,则该段将因系统振荡而误动,而距离保护第I和II段的动作时间一般较短,躲不过振荡周期,故需经振荡闭锁装置,而距离III段的动作时间一般都大于振荡周期,故可不经振荡闭锁装置。


      15、重合闸的启动方式有几种?


  两种:断路器控制开关与断路器位置不对应启动方式,保护启动方式。




   

      16、什么是重合闸后加速?


  当线路发生故障后,保护有选择性地动作切除故障,重合闸进行一次重合以恢复供电,如重合于永久性故障时,保护装置即不带时延无选择性动作断开断路器,这种方式称为重合闸后加速。


      17、为什么架空线路装设自动重合闸装置,而电缆线路不装设重合闸装置?


  自动重合闸是为了避免瞬时性故障造成线路停电而设置的,对于架空线路有很多故障是属于瞬时性故障(如鸟害、雷击、污染),这些故障在决大数情下,当跳开断路器后便可随即消失,装设重合闸的效果是非常显著的。


  电缆线路由于埋入地下,故障多属于永久性的,重合闸的效果不大,所以就不装设自动重合闸装置。


      18、何谓复合电压起动的过电流保护?


  复合电压起动的过电流保护,指在过电流保护的基础上,加入由一个负序电压继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器组成的复合电压起动元件构成的保护。只有在电流测量元件及电压起动元件均动作时,保护装置才能动作于跳闸。


      19、电力变压器的瓦斯保护有哪些优缺点?


  优点:结构简单,动作迅速,灵敏度高,能反应变压器油箱内各种相间短路和匝间短路的匝数很少时,故障回路的电流虽很大,可能造成严重过热,但引出线外部相电流的变化可能很小,各种反应电流量的保护都难以动作,瓦斯保护对于切除这类故障有其特殊的优越性。


  缺点:不能反应变压器油箱外部的故障,如套管及引出线故障。因此,变压器不能用它作为唯一的主保护。


      20、变压器差动保护与瓦斯保护各保护何种故障?能否相互代替?


  变压器的差动保护是防御变压器绕组和引出线的相间短路,以及变压器的大接地电流系统侧绕组和引出线的接地故障的保护。


  瓦斯保护是防御变压器油箱内部各种故障和油面降低的保护,特别是它对于变压器绕组的匝间短路具有显著的优点,但不能反应油箱外部的故障,故两者不能互相代替。


      21、变压器励磁涌流有哪些特点?目前差动保护中防止励磁涌流影响的方法有哪些?


  特点如下:包含有很大的非周期分量,往往使涌流偏于时间轴的一侧;包含有大量的高次谐波分量,并以二次谐波为主;励磁涌流波形出线间断。


  防止励磁涌流影响的方法:鉴别短路电流和励磁涌流波形的区别,要求间断角60-65度;利用二次谐波制动;利用波形对称原理。


      22、母差保护为什么要设置电压闭锁?3/2接线又不需要电压闭锁?


  由于双母线接线方式下,母差保护动作,将导致整条母线送电的设备全部停电,影响范围广。为防止由于母差保护回路故障导致的误动,故通过检测母线电压来协助判断故障,以保证保护动作的可靠性,但增加了保护拒动的可能。


  而3/2接线方式单条母线故障,不影响设备的送电,故3/2接线方式以防止母差保护拒动为主,取消电压闭锁。


      23、发电机为什么要装设负序电流保护?


  电力系统发生不对称短路或者三相不对称运行时,发电机定子绕组中就有负序电流这个电流在发电机气隙中产生反向磁场,相对于转子为两倍同步转速。因此在转子部件中出现倍频电流,该电流使得转子上电流密度很大的某些部位造成转子局部灼伤严重时可能使护环受热松脱,使发电机造成重大损坏。


  另外100Hz的交变电磁力矩,将作用在转子大轴和定子机座上,引起频率为100Hz的振动。为了防止上述危害发电机的问题发生,必须设置负序电流保护。


      24、发电机励磁回路为什么要装设一点接地和两点接地保护?


  发电机励磁回路一点接地,虽不会形成故障电流通路,从而给发电机造成直接危害,但要考虑第二点接地的可能性,所以由一点接地保护发出信号,以便加强检查、监视。


  当发电机励磁回路发生两点接地故障时,由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤发电机转子本体,由于部分绕组被短接,励磁绕组中电流增加,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,从而引起机组震动,汽轮机还可能使轴系和汽轮机磁化。


  所以在一点接地后要投入两点接地保护,以便发生两点接地时经延时后动作停机。


      25、什么叫对称分量法?


  由于三相电气量系统是同频率按120度电角布置的对称旋转矢量,当发生不对称时,可以将一组不对称的三相系统分解为三组对称的正序、负序、零序三相系统;反之,将三组对称的正序、负序、零序三相系统也可合成一组不对称三相系统。这种分析计算方法叫对称分量法。


      26、中性点不接地系统线路发生单相金属性接地时,电网电流、电压有哪些特点?


  故障相对地电压为零,非故障相对地电压升高为线电压;


  发生单相接地时,全系统都将出现零序电压;


  非故障线路保护安装处零序电流为本线路对地电容电流,故障线路保护安装处零序电流为所有非故障元件对地电容电流总和;


  非故障线路保护安装处电容性无功功率的实际方向为由母线到线路,故障线路保护安装处电容性无功功率的实际方向为由线路到母线。


      27、大接地电流系统中发生接地短路时,零序电流的分布与什么有关?


  零序电流的分布,只与系统的零序网络有关,与电源的数目无关。当增加或减小中性点接地的变压器的台数时,系统零序网络将发生变化,从而改变零序电流的分布。


      28、什么情况下单相接地故障电流大于三相短路电流?


  故障点零序综合阻抗小于正序综合阻抗时,单相接地故障电流大于三相短路电流。


      29、什么情况下两相接地故障的零序电流大于单相接地故障的零序电流?


  故障点零序综合阻抗小于正序综合阻抗时,两相接地故障的零序电流大于单相接地故障的零序电流。


      30、电流互感器为什么不允许二次开路运行?


  运行中的电流互感器出现二次回路开路时,二次电流变为零,其去磁作用消失,此时一次电流将全部用于励磁,在二次绕组中感应出很高的电动势,其峰值可达几千伏,严重威胁人身和设备的安全。再者,一次绕组产生的磁化力使铁芯骤然饱和,有功损耗增大,会造成铁芯过热,甚至可能烧坏电流互感器。因此在运行中电流互感器的二次回路不允许开路。

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