电力系统基础知识（四）

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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。
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。