发变组保护测试题及答案.docx
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发变组保护测试题及答案
发电自动化部测试题
单位姓名
1.发电机和变压器按《规程》要配置那些短路和异常运行的保护？
答：
根据《规程》发电机要配置下列短路和异常运行的保护：
定子绕组相间短路、定子绕组接地、定子绕组匝间短路、发电机外部相间短路、定子绕组过电压、定子绕组过负荷、转子表层过负荷、励磁绕组过负荷、励磁回路一点及两点接地、励磁电流异常下降或消失、定子铁芯过励磁、发电机逆功率、和其它故障或异常运行的保护。
电力变压器要配置下列短路和异常运行的保护：
绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路、绕组的匝间短路、外部相间短路引起的过电流、中性点直接接地电网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压、过负荷、过励磁及其他（温度、压力升高和冷却系统故障）等保护。
2.发电机或变压器内部及引线的相间短路保护是什麽保护？
该保护的原理判据和动作特性曲线是什麽？
以及该保护在投运时要注意或校核什麽？
答：
发电机定子绕组和变压器绕组及引线的相间短路保护是发电机纵联差动保护和变压器纵联差动保护。
原理判据：
动作量是各侧电流之和lop=|1+I：
制作量是各侧电流之差，Ires=匚-I：
/2；保护将按下两动作方程动作，当.£Ires.o时，gIop.o；当Ire^Ires.o时，
IIsI-I
opop.oresres.o°
该保护在投运时要注意或校核以下几点：
A、各项定值计算和整定
是否正确，对于变压器差动保护的各侧电流要平衡，及平衡系数的计算。
各项整定值一般为：
发电机差动保护的最小动作电流0.35〜0.5Ie，最
小制动电流0.8〜lie，比率制动系数（斜率）0.4〜0.5;主变压器差动保护的最小动作电流0.4〜0.6Ie，最小制动电流0.6〜lie，比率制动系数（斜率）0.4〜0.6。
对于运行环境不好的机组其动作值和斜率可以取大值，最小制动电流可取小值，使其动作特性曲线向左移动以提高其可靠性（不易误动）。
B、校对各侧电流的副值和相位，使其最大差流应小于0.1A（CT额定值5A）或小于0.02A（CT额定值1A）。
C、在调试时应检查CT变比、等级（饱和倍数）、功率和实际负荷阻抗。
3.绘制发电机机端设有专用PT的主接线图，并简述定子匝间短路保护的原理判据？
并问发电机过电压保护电压能否取自该专用PT吗？
答：
发电机机端设有专用PT的主接线图
定子匝间短路保护的原理判据是纵向零序电压（3Uo）+故障分量
负序功率方向（也卩2）。
纵向零序电压（3Uo）只反映定子绕组匝间短路，不反映单相接地短路故障，用此电压判据作为匝间短路的动作元件；故障分量负序功率方向（P2）的电流取自发电机中性点侧的电流，电压
取自机端电压，只反映发电机匝间短路，用此判据作为零序电压判据的闭锁元件。
发电机过电压保护电压可以取自该专用PT的三相线电压，
因三相线电压不受PT中性点接线方式的影响。
4.发电机发生失磁后有那些危害？
失磁保护有哪些判据？
答：
发电机发生失磁后对系统和发电机的都有危害。
对系统的危害有：
A、从系统中吸收大量无功功率（等于失磁前发出的有功功率），若系统
无功不足，可能使系统电压下降甚至崩溃；B、失磁后的正常运行的发
电机、变压器和线路的电流要增大而过流发热或保护误动；C、系统因
失磁失步可能产生失步振荡，而甩掉大量的负荷，严重的可能使系统瓦解崩溃。
对发电机的危害有：
A、失磁机组转子出现差频和差频电流使转子过热甚至灼伤；B、失磁机组进入异步运行之后，发电机电抗降低至X；，定子电流大大增加过热或使后备保护误动；C、可能使机组发生周期性振荡，特别是对水轮机组这种低频振荡直接威胁机组机座的安全。
失磁保护的判据有：
静稳极限转子低电压、转子低电压、静稳极限阻抗、异步（失步）阻抗和系统三相电压低（也有用机端电压低）等。
5.对于自并励磁方式的发电机组为何要配置低压（复合电压）记忆过流保护？
并绘制该保护的原理方框图。
答：
为克服当发电机端发生相间短路时，定子短路电流因励磁电压为零而迅速衰减，后备保护电流动作又返回，使其后备保护不能延时动作出口而保护拒动，增设低压（复合电压）记忆过流保护。
该保护对电流判据具有记忆功能。
机端低电压
机対过电流
〉］
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4
t
t
—
71
1]
6.程序跳闸方式的程序流程是什麽？
它的跳闸执行元件是什麽保护？
答：
程序跳闸方式的程序流程是：
发生故障一一相应保护动作于程序跳闸即关闭主汽门——再由逆功率+主汽门关闭两判据组成的程跳逆功率保护动作一一解列灭磁。
可以看出这种跳闸方式可以减轻对机组的冲击，有利于平稳停机。
跳闸执行元件是程跳逆功率保护。
7.如图一所示，主变高压（220kV）侧配置有相邻线路的后备保护一一复合电压过流保护，其过流元件定值按最大负荷电流整定，问当线路上
D1点发生相间短路时该保护是否能动作？
而发电机机端D2点发生相间
短路时该保护又会动作吗？
为什麽？
如果发电机中性点上又配置一个复合电压过流保护是作为发电机主保护的后备保护，请问相邻线路D1
点发生短路（线路保护拒动）时该保护能否动作吗？
与主变高压侧的复合电压过流保护在定值和时限上有什麽关系？
这两个后备保护在功能上重复了，能将那一个后备保护取消？
答：
当线路上D1点发生相间短路时该保护是能动作，因发电机向D1短
路点提供短路电流，该短路电流流过该保护，同时其负序电压元件和过流元件都能动作。
发电机机端D2点发生相间短路时该保护也会动作，
因系统向D2提供短路电流，短路电流流过该保护，保护的负序电压元件和过流元件都动作保护能够动作。
当线路上D1点发生相间短路，发
电机中性点上的复合电压过流保护也能动作，因发电机向D1提供短路电流并流过该后备保护。
发电机中性点上的复合电压过流保护与主变高压侧的复合电压过流保护在定值上都是按最大负荷电流整定，但时限上有差异，高压侧的复合电压过流保护的时限是按相邻线路后备保护的时限来整定，如果线路第三段后备保护的时限是1.5s，高压侧后备保护的时限就是1.5s+0.5s=2.0s;发电机后备保护的时限要与高压侧后备保护相配合，其时限为2.0s+0.5s=2.5s。
可见，这两个后备保护在功能上重复了，从简化后备保护角度出发，可以取消高压侧后备保护，这可以减短发电机后备保护的时限，有利于发电机组安全。
8.如图二所示，一个电厂有两台单元接线的发电机变压器组运行，这两台机组的主变高压侧接地保护配置完全一样，即零序过电流保护和间隙零序电流电压保护。
零序过电流保护为两段定值各两段时限，以较短时限动作于缩小故障影响范围，较长时限动作于解列灭磁；间隙零序电流电压保护经短时限动作于解列灭磁。
现问1T为接地运行变压器，2T
为不接地运行变压器，请分析当D1点和D2点分别发生单相接地短路故障时，这两台变压器的接地保护动作行为如何？
请在下表填写，只限于
动作跳闸用v表示，不动作不跳闸不表示。
ILI
DL
rnCL丄m
au
1T保护
2T保护
短路
占
八、、
跳闸对象
零序电流短时限
零序电流长时限
间隙零序电流
J—|—A零序电压
零序电流短时限
零序电流长时限
间隙零序电流
零序电压
D1
DL
V
D1
1DL
V
D1
2DL
D2
DL
V
D2
1DL
D2
2DL
V
V
9.请根据图三的主接线，做出一台发电机和三卷升压变压器的保护配
置及其电流电压取自那个TA或TV，并写出这些保护动作出口跳闸方
式？
（该题限于工程设计人员答）
1TA、
答：
发电机保护配置：
A、主保护有发电机差动保护（电流取自
3TA）、单元件横差保护作为发电机匝间短路保护（电流取自5TA），主保护动作跳闸停机；B、定子单相接地（100%）保护（基波零序电压取自0TV、三次谐波电压比的谐波电压取自0TV和1
（2）TV）,保护不具有选择性动作于信号；对于机端有母线的发电机应该配置具有选择性的零序电流保护，其零序电流取自机端零序CT（4TV）,定值按母线系统总分布电容电流减去故障机的分布电容电流整定，保护动作于跳闸停
机。
为了提高保护的可靠性，也可将基波零序电压接地保护与零序电流保护相“与”后经延时动作于跳闸停机；C、转子一点及两点接地保护，转子正、负极和大轴接入保护，一点接地保护经延时动作于信号或程序
跳闸；两地接地保护经一点接地保护动作后延时10〜20s后自动启动两
点接地保护，两点接地保护经短延时（如小于1s）动作跳闸停机或程序
跳闸；D、后备保护有发电机对称过负荷（定时限）或对称过负荷（反时限）保护、负序过流（定时限）或负序（不对称）过负荷（反时限）保护，对于自并励磁方式的机组还要配置低压（复合电压）记忆过流保护；后备保护电流都取自中性点侧电流（1TA）；由于主变是三圈变压器，三侧都配置了各自的后备保护，发电机的定时限后备保护只在时限上与主变高、中压侧后备配合，后备保护动作解列灭磁或程序跳闸。
转子励磁绕组过负荷（定时限）或过负荷（反时限）保护，电流取自11TA,
保护动作解列灭磁或程序跳闸。
E、异常保护有失磁保护、过电压保护、（程跳）逆功率保护，电流取自机端3TA，电压取自机端1
（2）TV，及其TV断线保护，异常保护动作解列灭磁或程序跳闸，TV断线保护作用于信号；根据工程的需要也可配置轴电流保护，电流取自专用轴电流TA，轴电流保护动作跳闸停机或程序跳闸。
励磁变的主保护配置励磁变速断过流（电流取自11TA）或励磁变
差动保护（如需要，电流取自11TA和励磁变低压侧TA），主保护动作跳闸停机；后备保护配置励磁变过流保护（电流取自11TA），后备保护
动作解列灭磁或程序跳闸。
励磁变过负荷保护可由转子励磁绕组过负荷保护担任，不再重复设置。
三圈变压器配置的保护有：
A、主保护主变差动保护，电流取自高压侧的01TA、中压侧31TA、低压侧1〜3#G的2TA和电抗器的52TA,主变差动保护动作全停。
B、相间后备保护配置：
高压侧的复合电压（方向）过流保护设两段定值（电流取自高压侧的01TA，电压取自高、中、
低压侧TV）,第一段定值设方向两个时限，第一时限t1与相邻线路后备配合段相配合，动作跳高压侧分段断路器100DL，第二段时限t2在t1上加一个时限差，动作跳高压侧断路器101DL;保护第二段定值不带方
向一个时限，其时限应该大于t2延时值，动作全停。
中压侧的复合电压
（方向）过流保护（电流取自高压侧的31TA，电压取自高、中、低压
侧TV），如果中压侧无电源不设方向一段定值两段时限，第一时限t4
与相邻线路后备配合段相配合，动作跳中压侧分段断路器30DL，第二段时限t5在t4上加一个时限差，动作跳中压侧断路器31DL；如果中压侧有电源保护设两段定值，第一段定值设方向两个时限，第一时限t4与相邻线路后备配合段相配合，动作跳中压侧分段断路器30DL，第二段时限t5在t4上加一个时限差，动作跳中压侧断路器31DL；保护第二段定值不带
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