输电线路的保护有主保护与后备保护之分。主保护一般有两种纵差保护和三段式电流保护。而在超高压系统中现在主要采用高频保护。后备保护主要有距离保护,零序保护,方向保护等。电压保护和电流保护由于不能满足可靠性和选择性现在一般不单独使用一般是二者配合使用。且各种保护都配有自动重合闸装置。而保护又有相间和单相之分。如是双回线路则需要考虑方向。 在整定时则需要注意各个保护之间的配合。还要考虑输电线路电容,互感,有无分支线路。和分支变压器,系统运行方式,接地方式,重合闸方式等。还有一点重要的是在220KV及以上系统的输电线路,由于电压等级高故障主要是单相接地故障,有时可能会出现故障电流小于负荷电流的情况。而且受各种线路参数的影响较大。在配制保护时尤其要充分考虑各种情况和参数的影响。
变压器保护:瓦斯保护(轻瓦斯报警,重瓦斯跳闸),差动保护,短路保护,过载保护,防雷保护!干式变压器还有门禁保护。油式变压器主体保护:瓦斯保护,防止过载及内部短路。35KV变压器的差动保护,变压器主体及一二侧引线。 短路保护:高压断路器和熔断器。防雷保护:避雷器(防止雷击,过电压)。门禁保护:干式变压器开门断电,防止带点进入。压力释放:油式变压器防爆管。
2. 电力系统中性点接地和不接地系统比较
中性点直接接地系统:优点——对线路绝缘水平的要求较低,可按相电压设计绝缘,因而能显著降低绝缘造价。缺点——单相接地时,为了防止大的短路电流损坏设备,必须迅速切除接地相甚至三相,因而供电可靠性较低,需装设自动重合闸装置等措施;单相短路对邻近通信线路有电磁干扰。
中性点不直接接地系统:优点——当发生单相接地故障时,线电压不变,依然对称,系统可继续运行2小时,所以供电可靠性提高。缺点——非故障相相电压升高√3倍,要求系统中的各电气设备的绝缘必须按线电压设计,绝缘费用比较高,不适用于高压电网中。
在我国,只有在电压等级较低的系统中采用中性点不直接接地方式;110kV及以上系统中广泛采用中性点直接接地方式。
3. 大电流和小电流接地系统划分的依据及其适用范围
目前我国的电力系统中性点接地方式主要有两种,即: 中性点直接接地方式(包括中性点经小电阻接地方式)。 中性点不直接接地方式(包括中性点经消弧线圈接地方式)。
中性点直接接地系统(包括中性点经小电阻接地系统),发生单相接地故障时,接地短路电流很大,这种系统称为大接地电流系统。
中性点不直接接地系统(包括中性点经消弧线圈接地系统),发生单相接地故障时,由于不直接构成短路回路,接地故障电流往往比负荷电流小得多,故称其为小接地电流系统。
在我国划分标准为:X0/X1≤4~5的系统属于大接地电流系统,X0/X1>4~5的系统属于小接地电流系统 注:X0为系统零序电抗,X1为系统正序电抗。
中性点直接接地的系统,发生单相接地故障时,接地短路电流很大,这种系统称为大电流接地系统。一般110kv及以上的系统采用大电流接地系统。
中性点不接地或经消弧线圈接地的系统,发生单相接地故障时,由于不构成短路回路,接地短路电流比负荷电流小很多,这种系统称为小电流接地系统。一般66kv及以下系统常采用这种系统
电压等级高应该采用小电流接地啊,电压等级越低越采用大电流接地系统 这个是处于供电的稳定性和绝缘等级方面考虑的
4. 母线的作用和母线的连接方式及其比较和操作流程
母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接,以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接,作用是汇集、分配和传送电能。
单母线接线:单母线接线具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建等优点,但可靠性和灵活性较差。当母线或母线隔离开关发生故障或检修时,必须断开母线的全部电源。 2)双母线接线:双母线接线具有供电可靠,检修方便,调度灵活或便于扩建等优点。但这种接线所用设备多(特别是隔离开关),配电装置复杂,经济性较差;在运行中隔离开关作为操作电器,容易发生误操作,且对实现自动化不便;尤其当母线系统故障时,须短时切除较多电源和线路,这对特别重要的大型发电厂和变电所是不允许的。3)单、双母线或母线分段加旁路:其供电可靠性高,运行灵活方便,但投资有所增加,经济性稍差。特别是用旁路断路器带路时,操作复杂,增加了误操作的机会。同时,由于加装旁路断路器,使相应的保护及自动化系统复杂化。4)3/2及4/3接线:具有较高的供电可靠性和运行灵活性。任一母线故障或检修,均不致停电;除联络断路器故障时与其相连的两回线路短时停电外,其它任何断路器故障或检修都不会中断供电;甚至两组母线同时故障(或一组检修时另一组故障)的极端情况下,功率仍能继续输送。但此接线使用设备较多,特别是断路器和电流互感器,投资较大,二次控制接线和继电保护都比较复杂。5)母线-变压器-发电机组单元接线:它具有接线简单,开关设备少,操作简便,宜于扩建,以及因为不设发电机出口电压母线,发电机和主变压器低压侧短路电流有所减小等特点。
1备用母线的充电,有母联断路器时应使用母联断路器向母线充电。母联断路器的充电保护应在投入状态。如果备用母线存在故障,可由母联断路器切除,防止扩大事故。2在母线倒闸操作中,母联断路器的操作电源应拉开,防止母联断路器误跳闸,造成点符合拉管理开关事故。3一条母线的所有元件须全部倒换至另一母线时,一般情况下是将一元件的隔离开关合于以母线后,随即拉开另一母线隔离开关。 母线的操作
母线转冷备用母线上所有断路器及其两侧的隔离开关均在断开位置,母线保护投入(有特殊要求时可以退出)。母线转检修(1)母线上所有断路器及隔离开关均在断开位置,母线TV或CVT低压侧断开,合上母线接地刀闸(或装设好接地线)。(2)对于母线保护,若两组母线都处于检修状态,则退出全套母线保护;若只一组母线检修,另一组母线运行,母线保护的投退按现场运行规程执行。(3)对于220kV支持式母线和500kV母线、10kV开关柜和GIS设备转检修,可采用间接验电,其间接验电的具体步骤应逐项写入操作票中。倒母线的操作规定(1)倒母线前必须先将母线保护互联(切换为大差方式,母线保护无互联压板的除外),并且退出母联断路器的控制电源。在退出母联断路器的控制电源之前应检查母联断路器确在合闸位置,并作为操作项目写入操作票。(2)倒母线操作中,每一元件内联后,在拉开另一组母线隔离开关之前,必须进行二次电压切换和母线保护二次电流切换正常与否的检查,并分别作为操作项目写入操作票。(3) 倒母线操作完毕,断开母联断路器前,应检查母联断路器三相无电流,并作为操作项目写入操作票。
5. 电力系统的三道防线
设置三道防线来确保电力系统在遇到各种事故时的安全稳定运行:
第一道防线:快速可靠的继电保护、有效的预防性控制措施,确保电网在发生常见的单一故障时保持电网稳定运行和电网的正常供电;
第二道防线:采用稳定控制装置及切机、切负荷等紧急控制措施,确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保持稳定运行;
第三道防线:设置失步解列、频率及电压紧急控制装置,当电网遇到概率很低的多重严重事故而稳定破坏时,依靠这些装置防止事故扩大,防止大面积停电。
三道防线的概念很清晰、明确,易于操作实施。近年来我国电网没有出现全网性事故和大范围停电,应该说得益于三道防线的建设。设置三道防线是我国电网安全稳定运行成功的经验,但还应进一步采取有效措施,加强三道防线建设,不断提高电网的安全稳定运行水平。
第一道防线:高速、准确地切除故障元件的继电保护和反应被保护设备运行异常的保护 被我国超高压电网普遍采用的装备 利用被保护元件两端的尽可能简单的信息; 超高压系统主保护动作速度10-25毫秒;超高压系统主保护动作正确率99.82%;正在研究、未来可能装备电网的保护 利用被保护元件单端或两端故障暂态信息的继电保护主保护动作速度2-5毫秒以尽可能快的速度、在尽可能小的范围内切除故障,减少系统产生的不平衡能量。第二道防线:保障电网安全运行的安全自动装置。动重合闸装置:除减少重合于永久故障时系统不平衡能量外,尽量减少网络拓扑的变化,尽快恢复网络输电能力;备自投、事故减出力、自动切负荷、抽水改发电等:快速保持稳态发输电能力与用电需求的平衡。过负荷控制:连锁切机、切负荷,远方切机、切负荷等。保持稳态输电能力与输电需求的平衡。暂态稳定控制:逻辑式连锁切机、切负荷;利用局部量的稳定性预测与紧急控制装置;基于离线或在线计算的区域性稳定控制系统;用于保持动态输电能力和输电需求的的平衡。第三道防线:失步解列与频率、电压控制失步解列:在互联电网失去同步后,在预定的地点解列,以求各子网能满足供电需求。频率控制:通过低周减载、开启备用机组等满足频率要求,通过高周切机保证频率稳定、机组安全。电压和无功控制:通过低压减载和增发无功维持电压水平,防止电压崩溃。
基础题:
1. 电力系统过电压分为几类?
电力系统过电压概念是:当峰值电压超过系统正常运行的最高峰值电压时的工况称为过电压.电力系统中因运行操作,雷击和故障原因,经常会发生过电压的问题,这是电力系统的一种供电特性,减少或避免过电压引发的事故是电力工作者面临的一项长期任务.根据作用于电力系统过电压的来源,一般分为内过电压和外过电压两种.内过电压是由于电网中的开关操作,事故,或其他原因,引起电力系统的状态突然从一种稳态的过渡过程中出现的过电压.这种过电压是由于系统内部原因造成并且能量又来自电网本身,所以叫内过电压.内过电压又可以分为工频过电压,操作过电压和谐振过电压等.外过电压又称为大气过电压或雷电过电压,这种过电压是由于雷击破等原因造成,且能量又来自电网外部的冲击波影响,所以称外过电压.外过电压又分为直击雷过电压和感应雷过电压两种类型.
2. 何谓跨步电压?
跨步电压,就是指电气设备发生接地故障时,在接地电流入地点周围电位分布区行走的人,其两脚之间的电压。 电气设备碰壳或电力系统一相接地短路时,电流从接地极四散流出,在地面上形成不同的电位分布,人在走近短路地点时,两脚之间的电位差叫跨步电压。
3. 电力系统稳定广义上可以分为哪几类?
电力系统的稳定从广义角度来看,可分为:1、发电机同步运行的稳定性问题(根据电力系统所承受的扰动大小的不同,又可分为静态稳定、暂态稳定、动态稳定三大类);2、电力系统无功不足引起的电压稳定性问题;3、电力系统有功功率不足引起的频率稳定性问题。 4. 什么叫暂态稳定?
电力系统暂态稳定指的是电力系统受到大干扰后,各发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复得到原来稳定运行状态的能力,通常指第一或第二摆不失步。电力系统的暂态稳定是指电力系统在某个运行情况下突然受到大的扰动后,能否经过暂态过程达到新的稳态运行状态或恢复到原来的状态;这里的大扰动如短路故障、突然断线或发电机突然甩负荷等。
5. 变电站里面包含哪些设备?(请说出5种以上)
变电站起变换电压作用的设备是变压器,除此之外,变电站的设备还有开闭电路的开关设备,汇集电流的母线,计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等,有的变电站还有无功补偿设备。 变电站的主要设备和连接方式,按其功能不同而有差异。
6. 变电站设备都有哪些作用?(说出5种以上)
变压器是变电站的主要设备,分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高低压每相共用一个绕组,从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比,电流则与绕组匝数成反比。变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。前者用于电力系统送端变电站,后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。按分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器。有载调压变压器主要用于受端变电站。
电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似,它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为l00V,电流互感器二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路,请注意:绝不能让其开路,否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。开关设备。它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等 都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路;故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开,还可以有自动重合闸功能。在中国,220kV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器隔离开关(刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压,以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流,应与
断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关,送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。 负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力,一般与高压熔断丝配合用于10kV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。
7. 变压器按是否需要停电,可分为哪几种调压方式?
有载调压和无励磁(即无载调压)调压两种调压方式
变压器调压分为无载调压和有载调压两种。无载调压就是先把变压器的电源断开,然后调分接开关,再接上电源让变压器正常工作。 有载调压就是不断开电源,让变压器在正常工作状态下,带负载调节分接开关。它的原理就是,在开关的动触头从一档尚未完全离开时,接通过渡电路(由过渡电阻两档之间的电流),以保证变压器不失电,当动触头到达另一档后,再断开过渡电路,调节就完成了。有载调压开关除了有过度电路外,还必须有良好的灭弧性能
8. 变压器的线圈绕线方式中,常说的11点绕线方式,是指原边绕组电势超前副边绕组电
势还是滞后,11点含义是什么? 9. 主接线基本接线形式有哪些?
电气主接线有以下几种: 6~220KV高压配电装置的主接线分为两种,一种是有汇流母线的接线:包括:单母线接线;单母线分段接线;双母线接线;双母线分段接线;增设旁路母线或旁路隔离开关的接线;另一种是无汇流母线的接线:包括:变压器-线路单元接线;桥形接线(内桥形接线和外桥形接线)3~5角形接线。个别特殊情况下也是用一台半断路器接线。330~500KV主接线有双母线三分段(或四分段)带旁路母线(或带旁路隔离开关)接线;一台半断路器接线;变压器-母线接线和3~5角形接线。其他接线有:环形母线多分段接线;1有1/3台断路器接线。
大型电厂(总容量在1000MW以上)有发电机-变压器单元接线;发电机-变压器扩大单元接线;发电机--变压器-线路单元接线;一厂两战接线。
中小型(总容量在200~1000MW)电厂主接线有:发电机的连接方式;主变压器的连接方式;发电机电压配电装置的接线;限流电抗器的连接方式;无发电机电压配电装置的中型电厂接线。采用何种主接线的形式要满足可靠性、灵活性和经济性三项基本原则。
10. 什么叫一个半断路器接线?有哪些特点?
二分之三断路器接线 ,对双回路而言,三台断路器串联跨接在两组母线之间,且两个回路分别连接到中间断路器两端的双母线接线。
优点:可靠性高,每回出线由两台断路器供电,一母线故障由令一条母线供电, 运行方式灵活,操作检修方便:隔离开关只做检修, 时隔离电压,没有复杂的倒闸操作;检修任意母线和短路器时进出线回路都不需要切换操作。 缺点:断路器多,投资大,继电保护和二次回路的设计、调整、检修等比较的复杂
11. 对断路器和隔离开关的操作顺序有何要求?
线路停电操作断开断路器后,要先拉开负荷侧隔离开关,线路送电操作时,要先合母线侧隔离开关后合负荷侧隔离开关,最后合断路器
12. 三相功率和单相功率的关系是什么?它们的标幺值之间关系怎样?
三相功率是三个单相功率之和。单相负载改三相,总功率不变,每相功率则为总(单相)功率的三分之一。交流电的功率计算: 如果是单相P=IU(U=220),
如果是三相P=3*220*I*功率因数=660*I*功率因数或P=I*380*1.732*功率因数≈660*I*功率因数。纯电阻电路(白炽灯、电炉等) 单相功率 P=UIcosΦ
三相功率P=1.732UIcosΦ
电感电路(电动机、发电机、变压器等) 单相功率 P=UIcosΦ
三相功率P=1.732UIcosΦ
三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同,线电压的标幺值与相电压的标幺值相等,三相功率的标幺值和单相功率的标幺值相等;(标幺值只是个比值,所以标幺值之间的乘除是没有意义的)
13. 什么是标幺值?三相电路中的基准值应满足什么关系?一般怎么选取?
标幺值(标么值)是电力系统分析和工程计算中常用的数值标记方法,表示各物理量及参数的相对值,单位为pu(也可以认为其无量纲)。 标幺值是相对于某一基准值而言的,同一有名值,当基准值选取不同时,其标幺值也不同。它们的关系如下:标幺值=有名值/基准值。
满足相位各超120度,三相电流平衡。
14. 不对称短路时,运用对称分量法可将不对称三相相量分解为三相对称相量,分别称作什
么分量? 对称分量法
任何一组三相不对称相量都可用数学分析的方法分解成三组三相对称相量,他们是三相正序对称相量、负序对称相量和零序对称相量。
15. 短路按故障类型,可分为哪几种形式?哪几种短路情况下没有零序电流?
电力系统短路故障分为单相接地短路,两相(接地)短路,和三相(接地)短路,其中破坏力最大的是三相短路。其中对称型短路没有零序电流,就是两相短路和三相短路。
16. 什么是最大负荷利用小时数?
年最大负荷 全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率,因此年最大负荷也称为半小时最大负荷
年最大负荷利用小时 是一个假想的时间,在此时间内,电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年消耗的电能。
负荷利用小时法就是根据预测电量的结果及负荷利用小时数,推算出负荷预测值。 计算公式是:年最大负荷利用小时=年需用电量/年最大负荷。
17. 电气系统发生短路故障时会出现什么现象?(电气量如何变化)?
发生短路的电源开关会快速跳闸,开关的继电保护装置会告知你发生了哪一类故障。线路的电流会瞬间增大然后到零。故障处会发出短路爆炸声响,有时会造成火灾。局部系统会受到短路影响产生一定的波动。发生短路故障线路的断路器会速断跳闸 如果投有重合闸装置 会自动重合一次 如果故障是瞬间的 开关就会重合上 如果故障是永久性的 开关会再次跳开不再重合;如果这条线路开关拒动 则会使上一级开关跳闸。短路时的电气量是突变的,电流和电压之间的角度基本上是不变的,各电气量中不可避免地将出现负序或零序分量。
18. 继电保护装置的四项基本要求是什么?你觉得哪一项最重要?为什么?
可靠性 选择性 速动性 灵敏性 19. 电力系统同期并列的条件是什么?
同期并列条件:电压相等 相位相同 频率相同
20. 系统振荡和短路的主要区别是什么?
(1)、振荡时,三相完全对称,没有负序或零序分量存在。而短路时,总要长时间(不对称短路过程)或瞬时间(对称短路过程)出现负序或零序分量。 (2)、振荡时,电气量呈现周期性变化,其变化速度与系统功角变化速度一致,一般比较慢。而短路时,从短路前到短路,电气量变化很快。
(3)、振荡时,电气量呈现周期性变化,若阻抗测量元件误动,那么在一个周期内会动作和返回各一次。而短路时,要么动作,要么不动作
21. 架空线路绝缘子主要有哪两个作用?请说出几种常用绝缘子的类型?
绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用,即支撑导线和防止电流回地。常用的绝缘子有:陶瓷绝缘子,玻璃钢绝缘子,合成绝缘子,半导体绝缘子 22. 什么叫自然功率?
运行中的输电线路既能产生无功功率(由于分布电容)又消耗无功功率(由于串联阻抗)。当线路中输送某一数值的有功功率时,线路上的这两种无功功率恰好能相互平衡,这个有功功率的数值叫做线路的\"自然功率\"或\"波阻抗功率\"。 23. 选择断路器的遮断容量应根据其安装处的什么来确定?
使用中要求断路器的遮断容量应大于安装处的最大短路容量。否则应选用更大容量的断路器或进行技术改造,降低安装处的短路容量。或对断路器进行增容改造。 24. 变压器的功率损耗分为两部分:与负荷无关的一部分称为什么损耗,随负荷变化的一部
分称为什么损耗?
分为铜损和铁损两部分。铜损主要是线圈的电阻损耗,随着负荷增大而增大,可以按照焦耳定律计算。铁损主要是磁心的磁滞损耗,这是由于铁心中的交流磁场在不停地换向,在换向过程中由于磁心材料的磁滞产生的损耗,与负荷大小无关。
25. 潮流计算需要输入的原始数据主要有哪些?
系统阻抗、发电机暂态电抗、发电机次暂停电抗、变压器阻抗、变压器零序阻抗、线路阻抗等
26. 电网电压调整方式有几种?什么叫逆调压?
电压调整方式一般分为逆调压方式、恒调压方式、顺调压方式三种。 逆调压是指在电压允许偏差范围内,电网供电电压的调整使电网高峰负荷时的电压高于低谷负荷时的电压值,使用户的电压高峰、低谷相对稳定
提高题:
1. 发电机电抗参数Xd,Xd’,Xd”,名称分别是什么?请按大小次序排列Xd,Xd’,Xd”。
2. 什么是对称分量法?为什么用它来分析短路故障?
将三个相量分解为对称的分量组,用于分析三相电路不对称运行状态的一种方法。三个不对称的相量,可以唯一地分解为三相对称的相量。因此在线性电路中,系统发生不对称短路时,将网络中出现的三相不对称的电压和电流,分解为正负零序三组对称分量,分别按对称三相电路去解,然后将其结果叠加起来。这种分析不对称三相电路的方法叫对称分量法。不对称的三相电压(或电流)分解为三组对称分量:正序分量,负序分量,这两组分量与平时遇到的三相分量一样,其中组间的每相的之间互差120度。只是两组分量的相序相反。另有一组是零序分量,组间各相的量是同相位的,即三相相位差为零。
电力系统正常运行时可认为是对称的,即各元件三相阻抗相同,各自三相电压、
电流大小相等,具有正常相序。电力系统正常运行方式的破坏主要与不对称故障或者断路器的不对称操作有关。由于整个电力系统中只有个别点是三相阻抗不相等,所以一般不使用直接求解复杂的三相不对称电路的方法,而采用更简单的对称分量法进行分析。
3. 对称分量法进行短路计算时,两相之间(假设BC相)短路时边界条件是什么?
Ia=0
Ub=IbZf+(Ib+Ic)Zg Uc=IcZf+(Ib+Ic)Zg
这是边界条件 Zf Zg为接地阻抗
4. 短路情况下定转子绕组各种电流分量之间关系?
5. 短路计算时,线路发生单相接地故障时的短路电流比发生三相短路故障电流大,这时零
序和正序阻抗的大小关系是什么?
零序综合阻抗小于正序综合阻抗时,单相接地故障电流将大于三相短路故障电流。例如:在大量采用自耦变压器的系统中,由于接地中性点多,系统故障点零序综合阻抗往往小于正序综合阻抗,这时单相接地故障电流大于三相短路故障电流。
6. 什么叫重合闸后加速?
当被保护线路发生故障时,保护装置有选择地将故障线路切除,与此同时重合闸动作,重合一次,若重合于永久性故障时,保护装置立即以不带时限、无选择地动作再次断开断路器。这种保护装置叫做重合闸后加速,一般多加一块中间继电器即可实现。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后回复供电。若重合于永久性故障时,保护装置不带时限无选择性的动作跳开断路器,这种方式称为重合闸后加速。
7. 对采用单相重合闸的线路,当发生永久性单相接地故障时,保护及重合闸动作顺序如何?
单相重合阐是指线路上发生单相接地故障时,保护动作只跳开故障相的断路器并单相重合;当单相重合不成功或多相故障时,保护动作跳开三相断路器,不再进行重合。由其他任何原因跳开三相断路器时,也不再进行重合。
先跳故障相,延时重合单相,后加速跳三相。
8. 为什么CT(电流互感器)在运行中二次侧不允许开路?为什么PT(电压互感器)二次
侧不允许短路?
电流互感器二次开路会感应高电压,引起二次仪表烧毁。电压互感器为电压源,短路会烧毁二次线圈。二次测为多线圈。
电压互感器二次侧短路会产生大电流而烧毁电压互感器。
电流互感器在一次侧有电压无电流的情况下二次侧开路不会产生电压,在一次侧有一定量的稳定电流时打开二次侧会产生一定值的电压,但不会很高。但是一次主回路一般都与开关相连,在开关接通或断开主回路电流时,主回路电流会有一个突变过程,根据V=L*di/dt(L是互感器电感量),此时若二次侧开路将会瞬间激发很高电压,容易发生危险。因此电流互感器不允许开路。
9. 线路停电为什么先拉线路侧隔离开关,后拉母线侧隔离开关?送电时的操作顺序与其相
反?
线路停电操作断开断路器后,为什么要先拉开负荷侧隔离开关而不是母线侧隔离开关?事故经验告诉我们,停电时可能会有两种误操作:一是出现断路器“拒分”或经操作却“假分闸”,拉应停电线路的隔离开关。(这一现象在原来的多油断路器时有发生);二是断
路器虽已断开,但拉隔离开关时错走间隔,拉不应停电线路的隔离开关(这在刀闸与断路器不在一起的情况下是很容易出问题的)。两种情况均属带负荷拉隔离开关。假设断路器未断开,先拉负荷侧隔离开关,弧光短路发生在断路器保护范围以内,线路断路器跳闸,即可切除故障,缩小事故范围。倘若先拉母线侧隔离开关,弧光短路发生在线路断路器保护范围以外,由于误操作而引起的故障电流并未通过电流互感器,该线路断路器保护不动作,线路断路器不会跳闸,将造成母线短路并使上一级断路器误动作,扩大事故范围。线路送电操作时,为什么要先合母线侧隔离开关后合负荷侧隔离开关,最后合断路器?送电时先合母线侧隔离开关,后合负荷侧隔离开关,是因为送电时,若断路器在误合位置,如先合负荷侧隔离开关,后合母线侧隔离开关,等于用母线侧隔离开关带负荷操作,一旦发生弧光短路便造成母线故障;另外从检修方面考虑,即使由误操作发生了事故,只检修负荷侧隔离开关就可以了,否则若检修母线侧隔离开关,事必停用母线,从而导致大面积停电。断路器断开后先拉线路侧刀闸,后拉母线侧刀闸”是针对母线向线路侧供电这种情况说的,而当线路是电源,向母线供电时,操作顺序正好相反。正确的说法是:停电时,断开断路器后,应先拉负荷侧的隔离开关。这是因为在拉开隔离开关的过程中,可能出现两种错误操作,一种是断路器实际尚未断开,而造成先拉隔离开关;另一种是断路器虽然已断开,但当操作隔离开关时,因走错间隔等而错拉未停电设备的隔离开关。无论是上述哪种情况,都将造成带负荷拉隔离开关,其后果是十分严重的,可能造成弧光短路事故。如果先拉电源侧隔离开关,则弧光短路点在断路器的电源侧,将造成电源侧短路,使上一级断路器跳闸,扩大了事故停电范围。如先拉负荷侧隔离开关,则弧光短路点在断路器的负荷侧,保护装置动作使断路器跳闸,其它设备可照常供电。这样,即使出现上述二种错误操作的情况,也能尽量缩小事故范围。 10. 电力系统过电压分为几类?其产生原因及特点是什么?
电力系统过电压主要分以下几种类型:大气过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。产生的原因及特点是: 大气过电压:由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。因此,220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。工频过电压:由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起,特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。 操作过电压:由电网内开关操作引起,特点是具有随机性,但最不利情况下过电压倍数较高。因此30KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。谐振过电压:由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长。
11. 什么是全绝缘变压器。什么是分级绝缘变压器?为何开断和接入变压器时应先将变压器
的中性点接地?
这种操作方式都是是用在中性点不接地系统中,比如110KV、220KV系统,目的是为了防止操作过电压损坏变压器中性点。110KV上变压器都是是半绝缘变压器,操作时如果中性点不接地,操作过电压传递到变压器中性会产生两倍的反射过电压(见高压里的彼得逊法则)。
全绝缘是每一层包一层绝缘胶,分级绝缘是初次级之间隔开包一层。全绝缘变压器是相间 相对地 的绝缘等级一样,分级绝缘是相间绝缘高于相对地绝缘,一般10千伏的, 35千伏的变压器通常是全绝缘,而66千伏以上的,就做成分级绝缘的,这是因为电压等级高了,绝缘要求高,为降低成本而采用分级绝缘。另一方面 我国110千伏以上的网络中性点系统为直接接地系统。全绝缘的变压器中性点绝缘和每相的绝缘等级是一样的。电力系统所使用的变压器,其中性点的绝缘结构有两种:一种是全绝缘结构,其特点是中性点的绝缘水平与三相端部出线电压等级的绝缘水平相同,此种绝缘结构主要用于绝缘要求较高的小接地电流接
地系统,目前我国40kv及以下电压等级电网均属小电流接地系统,所用的变压器都有是全绝缘结构。另一种是分级绝缘结构,其特点是中性点的绝缘水平低于三相端部出线电压等级的绝缘水平。分级绝缘的变压器主要用于是110kv及上电压等级电网的大电流接地系统。采用分级绝缘的变压器可以使内绝缘尺寸减小,从而使整个变压器的尺寸缩小,这样可降低造价。
13. 避雷线,避雷针,避雷器的作用是什么?
避雷针作为端引,高于建筑等其他设备,在易受雷击的区域吸收雷击电能,与避雷线、引下线、泄放区构筑防雷网,使建筑等设备免受雷击破坏。避雷线和避雷针的作用是防止直击雷,使在它们保护范围内的电气设备(架空输电线路及变电站设备)遭直击雷绕击的几率减小。避雷器的作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用,对入侵流动波进行削幅,降低被保护设备所受过电压幅值。避雷器既可用来防护大气过电压,也可用来防护操作过电压。
14. 架空输电线路的组成元件主要有哪些,它们的作用主要是什么?
架空输电线路组成元件:导线:导线用来传输电流、输送电能。一般输电线路每相采用单根导线,但对于超高压大容量输电线路,为了减小电晕以降低电能损耗,并减小对无线电、电视等的干扰,多采用相导线,即采用两根、三根、四根或更多根导线(常为环形固定)。
避雷线与接地体:避雷线悬挂于杆塔顶部,并在每基杆塔上均通过接地线与接地体相连接。当雷云放电雷击线路时,因避雷线位于导线的上方,雷首先击中避雷线,并借以将雷电流通过接地体泄入大地,从而减少雷击导线的几率,保护线路绝缘免遭雷电过电压的破坏,起到防雷保护的作用,保证线路安全运行。一般只有110KV以上电压等级线路才全线架设,其材料常采用镀锌钢绞线。
杆塔杆塔用来支持导线和避雷线及其附件,并使导线、避雷线、杆塔之间,以及导线和地面及交叉跨越物或其他建筑物之间保持一定的安全距离。
绝缘子和绝缘串 绝缘子是线路绝缘的主要元件,用来支承或悬吊导线使之与杆塔绝缘,保证线路具有可靠的电气绝缘强度。由于它不仅受到机械力和电压作用,而且还要承受大气中有害气体的侵蚀。因此要求它具有足够的机械强度、绝缘水平和抗腐蚀能力。
金具输电线路金具在架空输电线路中起着支持、固定、接续保护导线和避雷线的作用。且能使接线坚固。金具种类很多,按照金具的性能及用途可分为线夹、连接金具、保护金具和拉线金具五大类。
基础杆塔基础是将杆塔固定在地面上,以保证杆塔不发生倾斜、倒塌、下沉等的设施。如钢筋混泥土杆若直接埋入土中,由于电杆横截面积小,则在一般土壤中电杆都会下沉。此时为防止电杆下沉,往往在电杆底部垫一块面积较大的钢筋混泥土制板—底盘,底盘就是防止电杆下沉的基础。拉线的作用一方面提高杆塔的强度,承担外部荷载对杆塔作用力,以减少杆塔的材料消耗量;另一方面,连同拉线棒和拉线盘,起到将杆塔固定在地面上,以保证杆塔不发生倾斜、倒塌的作用。铁塔基础根据地形、地质和施工条件的不同,所采用的类型也不同。
15. 在进行电力系统暂态稳定分析计算时,通常要做哪些基本假设?
忽略定子电流的非周期分量和相应的转子电流周期分量;发生不对称故障时,不计零序和负序电流对转子运动的影响;忽略发电机的附加损耗(摩擦、励磁损耗等);不考虑
频率对系统参数的影响。原动机P保持恒定,功率平衡破坏由P变化引起
Te16. 系统正常运行的功率特性是什么?什么叫极限切除角?
就是最大可能的减速面积与加速面积大小相等的稳定极限情况下的切除角,大于这个角度,系统将失去稳定。
17. 可以采用哪些附加装置提高系统稳定?(说出3个以上)
快速保护和自动重合闸装置(ZCH装置)、中间开关站、串联电容补偿、柔性交流输电系统(FACTS)、发电机的电气制动
18. 什么是电压崩溃?
电压崩溃是电压不稳定的另一种说法,有局部的电压崩溃,也有电力系统内大范围的电压崩溃。由电压恶性下降造成的电力系统严重事故。
电力系统正常运行时,电源的无功功率输出与负荷的无功功率消耗及网络无功损耗相平衡。若电源或无功功率补偿容量发生缺额时,负荷端电压被迫降低,当电压降低到某个临界值后,电压值持续不断地下降而不能恢复,即为电压崩溃。电压崩溃将使该地区的所有负荷被迫停电,甚至可能扩大为系统几部分之间的失去同步,导致非同步振荡,造成全系统的事故,损失更多负荷。
19. 防止电压崩溃的措施有哪些?
在规划设计时配备足够的无功功率补偿电源,达到分层分区基本平衡;在发生无功功率缺额时,应充分利用发电机和调相机的事故过负荷能力,采用强励装置和自动励磁调节器;将可供投切的静电电容器和可控静止补偿器投入运行;必要时应切除部分负荷,或按低电压自动切除负荷。
合理地选择并联电容器、静止无功补偿装置和可能的同步调相机组合,能使无功补偿更有效,防止电压崩溃事故发生。
20. 事故处理:如果你是一名调度员,现在发现系统电压突然降低,且已接近临界,可此时
所有的备用机组(水轮机,火电备用机组等)都已动用,仍没有达到恢复电压的目的,必须要采用切负荷的措施来解决,这时你会选择先切除哪里的负荷? 21. 简述电网运行的三道防线
第一道防线:高速、准确地切除故障元件的继电保护和反应被保护设备运行异常的保护不损失负荷,快速隔离故障; 第二道防线:保障电网安全运行的安全自动装置,允许损失少量负荷,避免元件过载、电网失稳;
第三道防线:失步解列与频率、电压控制,采取一切必要手段避免电网崩溃。 简单点说,三道防线分别是:继电保护、过载切机切负荷稳控装置、低频低压失步解列装置。
22. 为什么要将高电压引入城市负荷中心,有什么好处?
高电压、超高电压进城的优点是能安全、可靠、经济且高质量地把电力送给用户。高电压引入城市的负荷中心城市电网改造工程将110kV、220kV的电压引入负荷中心,缩短配电线路的供电距离,既保持了电压质量,又有效地降低了线路损耗。2 简化电网的电压等级,减少重复的变电容量
23. 什么是110kV “3T”结线?有什么优缺点?
3T接线指的是:每个110 kV变电站设3台主变 ,每条110 kV线路上T接3台主变, 3T接线一般采用线路变压器组, 在变电站高压侧不设母线。 采用3T接
线具有很多优点:电网结构简单,所用设备元件少,保护设置容易,调度运行方式灵活,可靠性相对较高。然而如果3T接线的接线方式采用不当,将会或使电网的带负荷能力大打折扣,建设成本增加,可靠性得不到保证。
24. 影响供电可靠性的因素有哪些?如何提高供电可靠性?
影响中压配电网供电可靠性的主要因素有:线路故障率、故障修复时间,作业停运率、作业停运时间,用户密度及分布等。 树枝网供电可靠性最低,全联络树枝网供电可靠性最高。由于中压配电网是随着电力用户的增加而不断发展,线路建设初期虽然暂未能实现联络,也应对主干线进行分段和分支线的隔离。一旦联网条件成熟,应尽早实现联络,从根本上提高中压配电网的供电可靠性,并为将来实现配电自动化提供坚实的基础。联络一般从主干线做起,避免全线路长时间停电的发生,然后按重要分支线、一般分支线逐步实现全联络。另外,重视线路元件的质量,降低线路故障率,以及合理地组织施工、检修,都可有效地提高中压配电网的供电可靠性。加大电网改造力度,依靠科技进步,
开展配电网络保护自动化工作,实现将故障区段隔离、诊断及恢复、网络的过负荷监测、实时调整和变更电网运行方式和负荷的转移等来减少停电频率,加强线路绝缘,尝试将每年单一性的配电设备检修计划改为根据设备的具体技术状况,并应根据实际运行存在的缺陷的多少及其严重性,以及是否有配电网施工作业同时进行等情况灵活处理、进行状态检修,改良接线,保证线路以灵活方式和适当负荷水平运行,特别是多用户的线路,在污染及雷害较严重的地区,10kV架空线路瓷瓶可考虑采用20kV等级,低压网改造,应逐步以低压电缆取代原来的接户线,解决因用户负荷增加而进线容量不足而引起的故障,完善台区改造:台架升高,避免发生由用户引起的事故性停电,加强配网维护与巡查工作,特别是多用户、常发故障的线路,发现缺陷及时处理,提高设备完好水平,尽量按照环网方式设计,一步到位,预防事故、做好事故后的抢修工作。
补充:
1. 频率和电压分别决定于系统的什么功率?影响如何?
在电网中,测量电网某一节点的电能流向,可以通过测量该点频率和电压的方式。一般电压决定无功功率,频率决定有功功率。如果频率下降,则说明电网有功功率不够,就要增加电机出力,投入旋转备用,或者投入备用机组,把功率提上来。频率低于一定的值或者高于一定的值,不仅会对用电户造成损害,还会造成系统崩溃。如果某点电压值较低,则需要补偿无功功率,电压低会造成设备无法正常运行。补偿无功,或者采用调节发电机功角,使其增发无功,或者采用就地补偿,在电压最低点接入无功补偿器。
频率下降意味着系统中有功不足,电压下降意味着系统中无功不足。:电力系统频率与有功功率的关系:频率、电压是电网电能质量的二大指标。频率变化原因:负荷变动导致有功功率的不平衡。变化过程:负荷变化→发电机转速变化→频率变化→负荷的调节效应→新频率下达到平衡。消除偏移:原动机输入功率大小随负荷变动而改变。电压是电力系统电能质量的重要指标之一,而系统的无功平衡是保证电压质量的重要条件;系统中无功电源出力应满足系统所有负荷和网络损耗的需求,否则电压就会偏离额定值。当电压偏低时,系统中的功率损耗和能量损耗加大,电压过低时,还可能危及系统运行的稳定性,甚至引起电压崩溃;而电压过高时,各种电气设备的绝缘可能受到损害,通过合理无功补偿设备就能使我们的电能质量得到保证,达到稳定运行的标准和满足用户的要求。
2. 为什么要升高电压来进行远距离输电? 3. 远距离输电一般是三相正弦交流电,输送的功率可用P=UIcosΦ计算。从公式可以看出,
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如果传输的功率不变,则电压愈高,电流愈小,这样就可以选用截面较小的导线,节省有色金属;在输送功率的过程中,电流通过导线会产生一定的电压降,如果电流减小,电压降则会随着电流的减小而降低。所以,提高输电电压后,选择适当的导线,不仅可以提高输送功率,而且还可以降低线路的电压降,改变电压质量。 什么叫分支系数,助增系数?应如何选取?
影响线路距离保护助增系数和零序保护分支系数计算的主要因素有故障点、故障类型和运行方式。针对不同的接线形式,对其运行方式、故障点的选取进行分析,得出最优的助增系数和分支系数。
分支系数是故障线路流过的短路电流与前一级保护所在线路上流过的短路电流的比值。 正弦量的三要素是什么?
幅值、频率、初相角称为正弦量的三要素 什么是频率?
频率,是单位时间内完成振动的次数,是描述振动物体往复运动频繁程度的量,常用符号f或v表示,单位为秒-1。交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数,叫做电流的频率
零序网的构成
由电力系统零序网络拓扑和元件的零序参数确定的计算网络
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