原标题:电力系统知识问答(3)
为什么大型汽轮发电机要配备逆功率保护?
答: 在汽轮发电机组上,当机炉控制装置关闭主门或因调整控制电路故障而误关主门时,发电机将在发电机开关跳转前转换为电机运行。此时,逆向功率对发电机 身体无害,但由于汽轮机尾部残留的蒸汽与长叶片摩擦,叶片过热,逆功率运行不超过3分钟,需要安装逆功率保护。
为什么大型汽轮发电机要安装频率异常保护?
答: 汽轮机叶片具有自然振动频率。如果发电机运行频率低于或高于额定值,则在接近或等于叶片自振频率时,会导致共振,使材料疲劳,达到材料不允许的程度 当叶片可能断裂,造成严重事故时,材料疲劳是一个不可逆转的积累过程,因此汽轮机给出了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加严重。此外,对于极低频工况,也会威胁到工厂用电的安全。因此,发电机应安装频率,以保护异常运行。
63.保护大型汽轮发电机频率异常运行的要求是什么?
答: 对发电机频率异常运行保护有如下要求:
1.测量频率高的电路。
2.每个频率段的异常运行时间积累各频率段的异常运行时间,并显示各段的累积时间 启动频率可调。
3.当每段累计时间超过允许时间时,可通过出口发出信号或跳闸。
4.可以监控当前频率。
为什么大型汽轮发电机要配备负序反时限过流保护?
答: 当电力系统短路不对称时,发电机定子绕组中有负序电流。负序电流在转子中产生倍频电流,导致转子局部烧伤。由于其尺寸小,大型汽轮机具有耐过热性 差,允许过热的时间常数A(I2*I2*t)值小,为了保护发电机转子,需要时限负序过流保护,以适应发电机允许的负序电流。
为什么现代大型发电机-变压器组应配备非全相运行保护装置?
答: 大型发电机-变压器组220KV以上高压侧断路器多为分相操作断路器。由于误操作或机械原因,三相不能同时关闭或跳闸,或在正常运行中突出 一相跳闸。在这种异常情况下,负序电流将流过发电机-变压器组的发电机。如果反应负序电流的反时限保护动作(对于接触变压器,则应依靠反应短路故障 备用保护动作)由于动作时间长,相邻线路对侧的保护动作会扩大故障范围,甚至导致系统崩溃事故。因此,对于大型发电机--变压器组,在 220KV以上电压侧为分相操作断路器时,需安装非全相操作保护。
66、为什么要装设发电机意外加电压保护?
答:发电 在盘车过程中,由于出口断路器错误关闭,突然增加电压,使发电机异步启动,会对机组造成损坏。因此,当上述事件发生时,需要相应的保护来快速切断电源。 一般设置专用意外加电压保护,延迟返回的低频元件和过流元件可作为判断。保护正常运行时停止,机组停止后投入使用。
当然,在异常启动时,逆功率保护、失磁保护和阻抗保护也可能发生,但时间限制较长。最好设置专用误合闸保护。
为什么要安装发电机断路器断口闪络保护?
答: 接在220KV上述电压系统中的大型发电机变压器组在同步并行过程中作用于断口上的电压,并等待发电机与系统等效发电机电势之间的角差δ的 变化而不断变化,当δ=180°其最大值是两个电势之和。当两个电势相等时,断口上会有两倍的相电压,有时会造成断口闪络事故。
断口闪络不仅会损坏断路器本身,还会导致事故扩大,破坏系统的稳定运行。一般是一两相闪络,产生负序电流,威胁发电机安全。
为尽快消除断路闪络故障,可在大机组上安装断路闪络保护。断路闪络保护的条件是断路器三相断开位置时出现负序电流。断路闪络保护首先是灭磁,故障时是故障保护。
为什么要安装发电机启停保护?
答: 对于在低速启动或停机过程中可能增加励磁电压的发电机,如果原保护不能正确工作,则应在低频下安装发电机启停保护 作。例如,作为发电机变压器组启动和停机过程的保护,可以安装一套短路保护和定子接地保护,以降低整个值,仅作为低频工况下的辅助保护,在正常工作频率下 操作时应退出,以免误动。因此,辅助保护的出口由断路器或低频继电器的辅助触点控制。
为什么在母线电流差动保护中使用电压闭锁元件?
答:为防止差动继电器误动作或误碰出口中间继电器造成母线保护误动作,采用电压闭锁元件。
电压闭锁元件采用低压继电器和零序电压继电器连接到每条母线上的电压互感器二次侧。三个低压继电器反映各种短路故障,零序过压继电器反映各种接地故障。
为什么要设置母线充电保护?
答:为更可靠地切除充电母线上的故障,在母线开关或母线分段开关上设置相电流或零序电流保护,作为母线专用充电保护。
母线充电保护接线简单,定值灵敏度高。在条件允许的情况下,该保护可作为新线路充电的临时保护。
母线充电保护仅在母线充电时投入,充电良好后应及时停止。
71.什么是开关故障保护?
答:当系统故障,故障元件的保护动作,开关操作故障拒绝跳闸时,母线相邻开关通过故障元件的保护跳闸。如果条件允许,也可以使用通道,使远端相关开关同时跳闸的保护或接线称为开关故障保护。开关故障保护是"近后备"防止开关拒绝的有效措施。
72.断路器故障保护的配置原则是什么?
答:220~500KV个别电网和110KV断路器故障保护应根据电网的重要部件设置:
1.当断路器被拒绝时,相邻设备和线路的后备保护没有足够大的灵敏度,故障无法可靠地切除。
2.当断路器被拒绝时,虽然相邻设备和线路的后备保护可以跳闸,但故障切除时间过长,后果严重。
3.如果断路器与电流互感器之间的距离较长,短路故障不能由电力设备的主保护切除,而是由其他后备保护切除,会扩大停电范围,造成严重后果。
73.断路器故障保护时间定值整定原则?
答: 断路器故障保护时间定值的基本要求是:断路器故障保护所需的动作延迟,故障线路或设备的保护装置必须首先可靠地跳闸,这应该是断路器跳闸时间和保护返回时间 之和增加裕度时间,在短时间内切断母联断路器或分段断路器,然后在同一母线上连接所有电源支路的断路器上移动一段时间。
74.对3/2断路器或多角形断路器的故障保护有哪些要求?
答:1)根据断路器设置断路器故障保护。
2)对于反应断路器位置状态的相电流元件,应分别检查每个断路器的电流,以确定哪个断路器拒绝移动。
3)当三分之二断路器接线方式的一串中间断路器拒绝,或两个相邻断路器的一个多角形接线方式的断路器拒绝时,应采取远程跳闸装置,使线路对端断路器跳闸关闭重合闸。
75、500KV断路器本体通常有哪些保护?
答:500KV断路器本体通常配备断路器故障保护和三相不一致保护。
500KV断路器故障保护分为分相式和三相式。分相式采用相启动和跳闸方式,分相式故障保护仅安装在3/2断路器接线的线路断路器上;三相式采用不同的启动和跳闸,所有动作断路器相三跳闸,三相式故障保护仅安装在主变压器断路器上。
三相不一致保护采用同名常开和常闭辅助接头串联后启动延迟跳闸,在单相重合闸过程中非全相保护被重合闸闭锁。
76、3/2断路器短引线保护起什么作用?
答: 一串断路器采用3/2断路器连接。当一串断路器中的一条线停止时,线路侧的隔离开关将断开。此时,电压互感器也将停止保护,线路主保护将停止使用 如果在短引线范围内出现故障,将没有快速保护和故障切除。因此,需要设置短引线保护,即短引线纵联差动保护。在上述故障情况下,保护可以快速切除故障。
当线路运行并投入线路侧隔离开关时,当线路侧出现故障时,短引线保护将无选择地移动,因此必须停止短引线保护。一般可由线路侧隔离开关的辅助触点控制,关闭时可停止短引线保护。
77.什么是自动低频减载装置?它的功能是什么?
答: 为了提高供电质量,保证重要用户供电的可靠性,当系统中有功率缺陷导致频率下降时,部分用户会根据频率下降的程度自动断开,以防止频率下降 该装置被称为自动低频减负装置,以快速恢复正常值。它不仅可以保证重要用户的供电,还可以避免频率下降引起的系统崩溃事故
78自动低频减负装置的整定原理是什么?
答:1.自动低频减负装置的动作应确保整个网络和解列后的局部网络频率恢复到49.50HZ不得超过51HZ。
2、自动低频减载装置在各种运行模式下运行,不得导致系统其他设备超过稳定极限。
3.自动低频减负装置的动作不应因系统功率不足而降低大机组的低频保护动作。
4.自动低频减负顺序应先切除次要负荷,重要用户后切除。
5.自动低频减载装置切除的负荷不得再次投入自动重合闸,并应与其他安全自动装置合理使用。
6.全网自动低频减负装置的切除负荷数量应按年度预测最大平均负荷计算,并校对可能发生的电源事故。
79.简要介绍发电机电气制动的组成原理?制动电阻的投入时间整定原理是什么?
答: 当发电机功率过剩转速上升时,可采用快速输入发电机出口或其高压母线的制动电阻,消耗发电机过剩功率。水电阻或合金材料电阻可用于制动电阻 为动电阻开关的关闭时间应尽可能短,以提高制动效果。制动电阻的投入时间整定原则应避免发电机过载时系统过载和制动电阻dP/dt过零时应立即切割 除。
80.汽轮机快关汽门有多少种方式?有什么作用?
答:汽轮机可以通过快速关闭汽门实现两种减功方式:短暂减功和持续减功。
1、短暂减功率用于系统故障初始的暂态过程,减少扰动引起的发电机转子过剩动能以防止系统暂态稳定破坏。
2.持续减功率用于防止系统静态稳定损坏,消除失步状态,限制设备过载和频率增加。
81.什么是低频自启动和调相发电?
答:低频自启动是指水轮机和燃气轮机的感觉系统频率降低定值时,自动快速启动,并入电网发电。
调相改发电是指当电网频率降低到规定值时,由自动装置将发电机由调相方式改为发电方式,或对于抽水蓄能机组采取停止抽水迅速转换到发电状态。
82、试述电力系统低频、低压解列装置的作用?
答:电力系统中,当大电源切除后可能会引起发供电功率严重不平衡,造成频率或电压降低,如采用自动低频减负荷装置(或措施)还不能满足安全运行要求时,须在某些地点装设低频、低压解列装置,使解列后的局部电网保持安全稳定运行,以确保对重要用户的可靠供电。
83、何谓振荡解列装置?
答:当电力系统受到较大干扰而发生非同步振荡时,为防止整个系统的稳定被破坏,经过一段时间或超过规定的振荡周期数后,在预定地点将系统进行解列,执行振荡解列的自动装置称为振荡解列装置。
84、何谓区域性稳定控制系统?
答:对于一个复杂电网的稳定控制问题,必须靠区域电网中的几个厂站的稳定控制装置协调统一才能完成。即每个厂站的稳定控制装置不仅靠就地测量信号,还要接受其他厂站传来的信号,综合判断才能正确进行稳定控制。这些分散的稳定控制装置的组合,我们统称为区域性稳定控制系统。
85、电力系统通信网的主要功能是什么?
答:电力系统通信网为电网生产运行、管理、基本建设等方面服务。其主要功能应满足调度电话、行政电话、电网自动化、继电保护、安全自动装置、计算机联网、传真、图像传输等各种业务的需要。
86、简述电力系统通信网的子系统及其作用?
答:电力系统通信网的子系统为:
1、调度通信子系统,该系统为电网调度服务。
2、数据通信子系统,这个系统为调度自动化、继电保护、安全自动装置、计算机联网等各种数据传输提供通道。
3、交换通信子系统,这个系统为电力生产、基建和管理部门之间的信息交换服务。
87、调度自动化向调度员提供反映系统现状的信息有哪些?
答:1、 为电网运行情况的安全监控提供精确而可靠的实时信息,包括有关的负荷与发电情况,输电线路的负荷情况,电压、有功及无功潮流,稳定极限,系统频率等。
2、 当电网运行条件出现重要偏差时,及时自动告警,并指明或同时启动纠偏措施。
3、当电网解列时,给出显示,并指出解列处所。
88、什么是能量管理系统(EMS)?其主要功能是什么?
答:EMS能量管理系统是现代电网调度自动化系统(含硬、软件)总称。其主要功能由基础功能和应用功能两个部分组成。基础功能包括:计算机、操作系统和EMS支撑系统。应用功能包括:数据采集与监视(SCADA)、自动发电控制(AGC)与计划、网络应用分析三部分组成。
89、电网调度自动化系统高级应用软件包括哪些?
答:电网调度自动化系统高级应用软件一般包括:负荷预报、发电计划、网络拓扑分析、电力系统状态估计、电力系统在线潮流、最优潮流、静态安全分析、自动发电控制、调度员培训模拟系统等。
90、电网调度自动化SCADA系统的作用?
答:调度中心采集到的电网信息必须经过应用软件的处理,才能最终以各种方式服务于调度生产。在应用软件的支持下,调度员才能监视到电网的运行状况,才能迅速有效地分析电网运行的安全与经济水平,才能迅速完成事故情况下的判断、决策,才能对远方厂、站实施有效的遥控和遥调。
目前,国内调度运行中SCADA系统已经使用的基本功能和作用为:
1)数据采集与传输;
2)安全监视、控制与告警;
3)制表打印;
4)特殊运算;
5)事故追忆。
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