继电保护及自动装置

继电保护及自动装置1. 什么是继电保护装置？其基本任务是什么？答：继电保护装置就是能反应电力系统中各电气设备发生故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

它的基本任务是：（1）能自动地、迅速地、有选择性地借助断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备迅速恢复正常运行，并使故障设备免于继续遭受破坏；（2）能反映电气设备的不正常工作状态，并根据运行维护的条件作用于信号或将那些继续运行即会造成损坏或发展为故障的设备切除。

反应不正常状态的继电保护，通常都不需要立即动作，即可带一定的延时。

2. 对继电保护的基本要求是什么？答：继电保护对于电力系统运行的安全稳定可靠运行及时切断故障起着极其重要的作用，为此继电保护应满足下列要求：（1）选择性：系统发生故障时，要求保护装置只将故障的设备切除，保证无故障的设备继续运行，从而尽量缩小停电范围，达到有选择地动作的目的。

（2）快速性：在系统发生故障后，如不能迅速将故障切除，则可能使故障扩大，如短路时，电压大量降低，短路点附近用户的电动机受到制动转速减慢或停止，用户的正常生产将遭到破坏；另一方面，短路时发电机送不出功率，要引起电力系统稳定破坏。

再有，短路时，故障设备本身将通过很大的短路电流，由于电动力和热效应的作用设备也将遭到严重损坏。

短路电流通过的时间越长，设备损坏越严重。

所以电力系统发生故障后，继电保护装置应尽可能快速地动作并将故障切除。

（3）灵敏性：保护装置对在它保护范围内发生的故障和不正常工作状态应能准确地反应。

也就是说保护装置不但在最大运行方式下三相金属性短路时能够灵敏地动作，而且在最小运行方式和经过较大过渡电阻的两相短路时，也能有足够的灵敏度和可靠的动作。

（4）可靠性：一套保护装置的可靠性是非常重要的，也就是说，在其保护的范围内发生故障时，不应因其本身的缺陷而拒绝动作，在任何不属于它动作的情况下，又不应误动作。

否则不可靠的保护装置投入使用，本身就能成为扩大事故和直接造成事故的根源。

3. 高压电动机装设低电压保护的作用是什么？基本要求是什么？答：高压电动机装设低电压保护的作用是当电源电压短时降低或中断后的恢复过程中，为保证重要电动机的自启动，通常应将一部分不重要的电动机利用低电压保护装置将其切除。

对于某些负载，根据生产过程和技术安全等要求，不允许自启动的电动机，当电压降低或中断后至10秒左右时，也应利用低电压保护将此类电动机切除。

低压保护装置分两个时限，第一个时限较短，按躲过电流速断固有动作时限来整定，约0.5秒，利用时间继电器滑动接点实现，用以切除不重要的电动机，以保证重要电动机的自启动。

第二个时限较长，约9秒，利用时间继电器的终止接点来实现，以便电源电压长期下降或中断时，节除由于生产过程或技术保安条件不允许自启动的重要电动机。

对高压电动机低电压保护接线基本要求：（1）当电压互感器一次侧或二次侧断线时，保护装置不应误动作，只发断线信号。

但在电压回路断线期间，若母线真正失去电压（或电压下降至规定值），保护装置应正确动作。

（2）当电压互感器一次侧隔离开关因操作被断开时，保护装置不应误动作。

（3）0.5秒和9秒的低电压保护的动作电压应分别整定。

（4）接线中应采用能长期承受电压的时间继电器。

4. 什么叫备用电源自动投入装置？其作用和要求是什么？答：备用电源自动投入装置就是当工作电源因故障断开后，能自动地而且迅速地将备用电源投入工作或将用户切换到备用电源上去，使用户不致于停电的一种装置。

简称为BZT装置。

对BZT装置的基本要求有以下几点：（1）装置的启动部分应能反应工作母线失去电压的状态（2）工作电源断开后，备用电源才能投入。

为防止把备用电源投入到故障元件上，以致扩大事故，扩大设备损坏程度，而且达不到BZT装置的预定效果，因此要求只有当工作电源断开后，备用电源方可投入，这一点是不容忽视的。

（3）BZT装置只能动作一次。

以免在母线上或引出线上发生持续性故障时，备用电源被多次投入到故障元件上，造成更严重的事故。

（4）BZT装置应该保证停电时间最短，使电动机容易自启动。

（5）当电压互感器的熔断器熔断时BZT装置不应动作。

（6）当备用电源无电压时，BZT装置不应动作。

为满足上述要求，BZT装置应由两部分组成：低电压启动部分，当母线因各种原因失去电压时，断开工作电源。

自动合闸部分。

在工作电源的断路器断开后，将备用电源的断路器投入。

5. 简述变压器都有哪些继电保护？各种继电保护的作用如何？答：变压器是电力系统的重要设备之一，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响，同时大容量的变压器也是非常贵重的设备，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的保护装置。

变压器的故障可分为油箱内部故障和外部故障。

油箱内部故障主要有：相间短路：单相匝间短路；单相接地短路等短路故障电流将产生电弧，会烧坏线圈及其绝缘和铁芯，甚至引起绝缘材料变压器油的强烈汽化，而导致油箱爆炸等严重后果。

油箱外部故障有：绝缘套管和引出线上的相间短路；单相接地短路等。

变压器异常运行方式有：由于外部短路引起的过电流；由于种种原因引起的过负荷；油箱内部的油面降低。

根据变压器的故障种类及异常运行方式应装设如下保护装置：（1）针对变压器油箱内部短路和油面降低的瓦斯保护。

（2）针对变压器绕组和引出线的多相短路，大接地电流电网侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路的纵差保护或电流速断保护。

（3）针对外部相间短路并作瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）后备的过电流保护（或复合电压启动的过电流保护或负序电流保护）。

（4）针对大接地电流电网中外部接地短路的零序电流保护。

（5）针对对称过负荷的过负荷保护，等等。

6. 600MW发变组装有哪些保护？答：（1）发变组差动保护；（2）发电机纵差动保护；（3）主变差保护；（4）发电机失磁保护；（5）发电机失步保护；（6）发电机逆功率保护；（7）发电机低频保护；（8）过励磁保护；（9）发电机定子接地保护；（10）发电机过流保护；（11）发电机反时限负序过流保护；（12）发电机定子过负荷保护；（13）发电机断水保护；（14）主变中性点零序电流保护；（15）主变瓦斯保护；（16）主变压力释放保护。

7. 主变差动和瓦斯保护的作用有哪些区别？如变压器内部故障时两种保护是否都能反映出来？答：差动保护为变压器的主保护；瓦斯保护为变压器内部故障时的主保护。

差动保护的保护范围为主变各侧差动互感器之间的一次电气部分，包括：（1）主变引出线及变压器线圈发生多相短路；（2）单相严重的匝间短路；（3）在大电流接地系统中线圈引出线上的接地故障。

瓦斯保护范围是：（1）变压器内部多相短路；（2）匝间短路，匝间和铁芯或外皮短路；（3）铁芯故障（发热烧损）；（4）油面下降或漏油；（5）分接开关接触不良或导线焊接不良。

差动保护或装在变压器，发电机，分段母线，线路上，而瓦斯保护为变压器独有的保护。

变压器内部故障时（除不严重的匝间短路），差动和瓦斯都反映出来，因为变压器内部故障时，油的速度和反映于一次电流的增加，有可能使两种保护启动，至于哪种保护先动，还必须看故障性质。

8. 主变压器中性点零序过流、间隙过流和零序过压各保护什么类型故障？保护整定原则是什么？答：主变压器中性点零序过流、间隙过流和零序过压，是保护设备本身引出线上的接地短路故障的，一般是作为变压器高压侧110——220千伏系统接地故障的后备保护，零序电流保护，是变压器中性接地运行时的零序保护；而零序电压保护是变压器中性点不接地运行时的零序保护；而间隙过流则是用于变压器中性点以放电间隙接地的运行方式中。

零序过流保护，一次启动电流很小，一般在100安左右，时间约0.2秒，零序过压保护，按经验整定为二倍额定相电压，为躲过单相接地的暂态过压，时间通常整定为0.1——0.2秒，变压器220KV侧中性点放电间隙的长度，一般为325毫米，击穿电压的有效值为127.3千伏，当中性点的电压超过击穿电压时，间隙被击穿，零序电流通过中性点，保护时间整定为0.2秒。

9. 断路失灵保护的作用是什么？答：失灵保护又称近后备保护。

当故障元件的继电保护动作发出跳闸脉冲后，而元件本身的断路器拒绝跳闸时，失灵保护动作，以较短时限切除夫灵开关所连接母线上的其他元件断路器，使停电范围限制在最小范围内，从而提高系统稳定性和供电的可靠性。

10. “掉牌未复归”信号的作用是什么?通过什么信号反映?答：“掉牌未复归”灯光信号是为了使值班人员在记录、分析保护动作情况的过程中，不至于发生遗漏造成错误判断。

应注意即时复归信号掉牌，以免出现重复动作，使前后两次不能区分。

“掉牌未复归”信号通常通过“掉牌未复归”光字和预告铃来反映。

任何一路未恢复均发出灯光信号，值班员可以根据信号查找未恢复的信号继电器掉牌。

11. 600MW发电机无刷励磁系统有哪些保护、限制?答：瞬时电流限制器、最大励磁限制器、过励磁保护、最小励磁限制、V/HZ限制器、V/HZ 保护。

12. 励磁控制系统的任务？答：（1）维持电力系统某点电压的恒定。

（2）调整并列运行机组之间的无功分配。

（3）提高电力系统的静态稳定和动态稳定。

（4）故障切除后，缩短启动的时间。

（5）提高带延时的继电保护的明确性。

13. 什么叫主保护、后备保护?答：主保护是指发生短路故障时，能满足系统稳定及设备安全和基本要求，首先动作于跳闸,有选择地切除被保护设备和全线路故障的保护。

后备保护是指主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。

14. 发电机强行励磁起什么作用?答：(1) 增加电力系统的稳定性。

(2) 在短路切除后,能使电压迅速恢复。

(3) 提高带时限的过流保护动作的可靠性。

(4) 改善系统事故时电动机的自起动条件。

15. 什么叫励磁系统电压反应时间?什么叫高起始响应励磁系统?答：系统强励时达到顶值电压和额定励磁电压之差的95%所需的时间称为励磁系统电压反应时间。

强励动作时，励磁电压能够在0.1秒或更短的时间内达到顶值电压和额定励磁电压之差的95%的励磁系统称为高起始响应励磁系统。

16. 中央信号装置有几种?各有何用途?答：中央信号装置有事故信号和预告信号两种。

事故信号的用途是当断路器动作于跳闸时，能立即通过蜂鸣器发出音响，并使断路器指示灯闪光。

而预告信号的用途是：在运行设备发生异常现象时，能使电铃瞬时或延时发出音响，并以光字牌显示异常现象的内容。

17. 什么叫常开接点、常闭接点？答：断路器、继电器、按钮，当它们没有通电或随已带电但未动作时，其处于断开位置的接点叫常开接点；断路器、继电器、按钮，当它们没有通电或随已带电但未动作时，其处于闭合位置的接点叫常闭接点。

18. 强励动作后应注意哪些事项？答：（1）强励动作时不许对励磁装置进行任何调整。