电气技术问答.docx

1、电气技术问答电厂运行技术问答1简述高压输电的意义？ 1.降低线损，降低材耗； 2.增加输电容量； 3.提高电网暂态及静态稳定性； 4.实现远距离大容量输电，实现资源的合理配置。6继电保护应符合什么要求？ 答：继电保护应符合可靠性、选择性、灵敏性、速动性要求。可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。灵敏性是指在设备或线路的被保护范围发生金属性短路时，保证装置应具有必要的灵敏系数。速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是为了提高系统稳定

2、性，减轻故障对设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果。7500kV线路投运时，一般先合哪一侧开关，为什么？答：一般先合母线侧开关，再对中间开关进行合环。这样做主要是基于下面的考虑：如果线路在存在故障的情况下投运，而线路保护拒动或者开关拒跳的话，将启动失灵保护跳开其所有相邻开关，停运相邻设备。如果先合中间开关的话，发生上述情况时，将直接导致同串的发变组跳闸，影响面较大；而先合母线侧开关的话，同样发生上述情况，只将对应的母线切除，而不影响我厂对外发供电，只要将线路母线侧开关隔离后，即可恢复母线运行。8500kV线路正常运行期间将其保护LR91改停用

3、有什么不好答：因LR91保护屏内F1保护电源小开关向屏内LR91及LZ92、过电压UT91保护和R1、R2屏内的两套过电压保护出口继电器回路供电，这样虽然目前LR91的保护功能已经取消，但当LR91保护屏全部停电时，将会使整条线路的过电压保护功能失去，所以目前我们规定LR91必须维持在信号状态，当有检修工作需要将该屏停电时，应将线路过电压保护停用。9为什么大型发电机要装设非全相运行保护？答：大型发变组高压侧断路器大都采用分相操作，当机构或控制回路的原因使得操作时开关出现非全相，从而导致发电机非全相运行时，将在发电机定子绕组中产生较高的负序电流，如果靠发电机的负序电流保护（反时限特性）动作的话，

4、因动作时间较长使得发电机非全相运行状况要持续一段时间（靠人为操作干预的话该时间可能还要长），而有诸多实例已经证明，即使发电机负序保护在小于发电机A值的情况下动作，仍然会使发电机转子相应部件产生严重的灼伤。所以出于确保大机组的安全考虑，要求装设非全相保护，当确证发电机发生非全相运行时应以较短的时限将发电机与系统解列。11开关失灵保护起什么作用？我厂220kV和500kV开关失灵保护如何实现？答：母线上某一个连接元件（如一条出线、一台变压器）故障，该连接元件的保护发出跳闸指令后，对应的断路器却由于某种原因拒绝动作，此时由其相邻元件的保护作远后备保护来切除故障。但在高压电网中，由于电源支路的助增作用

5、，实现远后备保护在灵敏度上往往难以满足，而且动作时间较长，切除范围也有所扩大。因此，在超高压电网中，除要求连接元件的快速保护双重化外，还要装设开关失灵保护，当连接元件故障，断路器因故未能切除故障时，尽快把与该断路器相邻的断路器切除，以求用最短的时间、最小的停电范围来切除故障。 我厂220kV和500kV开关失灵保护实现方式见规程相应内容。13避雷器的最大持续电压与额定电压有何区别？答：（1）避雷器的最大持续电压指的是能确保避雷器长期安全运行时所施加的工频电压有效值，考虑系统可能出现的稳态工频电压升高以及线路充电电容效应等因素，该电压值一般在系统额定电压（相电压）的基础上再乘以1.1到1.2的系

6、数。（2）避雷器的额定电压实际上是指它的灭弧电压，它是指避雷器动作放电，当放电电流过零后避雷器所能承受的最大工频电压（有效值），选用避雷器时，应确保避雷器安装地点的工频电压升高在任何情况下均不应超过灭弧电压（额定电压），否则避雷器可能因不能灭弧而爆炸。根据避雷器所在系统接地方式的不同，其额定电压的选择范围也不同。一般象我厂500kV和220kV系统均为直接接地方式的情况，避雷器灭弧电压值应不低于0.8Umax，Umax为避雷器放电前系统可能出现的最高运行线电压。14大型发电机采用分相封闭母线有什么优点？答：主要优点是： 1、可靠性高。由于每相母线均封闭于相互隔离的外壳内，可防止发生相间短路故障

7、。2、减小母线间的电动力。由于结构上具有良好的磁屏蔽性能，壳外几乎无磁场，故短路时母线相间的电动力可大为减小。一般认为只有敞开式母线电动力的1%左右。3、防止临近母线处的钢构件严重发热。由于壳外磁场的减少，临近母线处的钢构件内感应的涡流也会减少，涡流引起的发热损耗也减少。4、安装方便，维护工作量少。整齐美观。15大型机组为何要装设失步保护？答：发电机与系统发生失步时，将出现发电机的机械量和电气量与系统之间的振荡，这种持续的振荡将对发电机组和系统产生破坏性影响。（1）单元接线的大型发变组电抗较大，而系统规模增大使得系统的等效电抗减小，因此振荡中心往往落在发电机附近或升压变压器范围内，使振荡过程对

8、机组的影响大为加重。由于机端电压周期性的严重下降，使厂用辅机工作稳定性遭到破坏，甚至导致全厂停机、停炉、停电的重大事故。（2）失步运行时，当发电机电势与系统等效电势的相差为1800的瞬间，振荡电流的幅值接近机端三相短路时流经发电机的电流。对于三相短路故障均有快速保护切除，而振荡电流则要在较长时间内反复出现，若无相应保护会使定子绕组遭受热损伤或端部遭受机械损伤。（3）在振荡过程中产生对轴系的周期性扭力，可能造成大轴严重机械损伤。（4）振荡过程中由于周期性转差变化在转子绕组中引起感生电流，引起转子绕组发热。（5）大型机组与系统失步，还可能导致系统解列甚至崩溃。因此，大型发电机组需装设失步保护，以保

9、障机组和系统的安全。16为什么高压断路器采用多断口结构？答： 1、有多个断口可使加在每个断口上的电压降低，从而使每段的弧隙恢复电压降低；2、多个断口把电弧分割成多个小电弧段串联，在相等的触头行程下多断口比单断口的电弧拉伸更长，从而增大了弧隙电阻；3、多断口相当于总的分闸速度加快了，介质恢复速度增大。17什么情况下会闭锁线路开关合闸信号？ 答：出现下列情况之一，会闭锁线路开关合闸信号：（1）开关SF6气室压力低（2）开关操作机构储能不足或油压（气压）低（3）开关联锁条件不满足（主要可能是某侧闸刀三相状态不一致或联锁电源失去）（4）有保护动作信号未复归（5）开关两侧同期条件不满足18什么情况下会闭

10、锁线路开关重合闸信号？ 答：出现下列情况之一，会闭锁线路开关重合闸信号：（1）开关SF6气室压力低 （2）开关操作机构储能不足或油压（气压）低（3）母线保护动作 （4）开关失灵保护动作（5）线路距离II段或III段动作 （6）开关短线保护动作（7）有远方跳闸信号 （8）开关手动分闸（9）单重方式下出现相间距离保护动作信号 （10）手动合闸于故障线路时（11）单重方式下出现三跳时 （12） 重合于永久性故障再次跳闸后19什么叫电气设备的介损？产生的原因有哪些？ 答：在交流电压作用下，引起介质内部电荷运动，并消耗能量的现象称为介质损耗。产生原因：1由介质极化所引起的损耗。它是在电压作用下，介质发生

11、极化时，由于电荷运动摩擦而引起的能量损耗。2由泄漏电流引起的损耗。在电压作用下，泄漏电流使介质发热所损耗的能量。3由局部放电引起的损耗。绝缘材料如果有气隙，由于气体的绝缘强度比较低，在电压的作用下，气隙会首先局部放电，导致能量损耗。20发变组系统正常运行时哪些参数需重点监视答：需要重点监视的参数有：发电机定、转子电流和电压；发电机各线棒出水温度和线棒层间温度及温差；发电机冷热氢温度，机内氢气纯度和湿度；发电机铁芯端部温度；定子冷却水导电度；主变上层油温，高低压线圈温度；主变油中含气量。21发电机出口PT分别向哪些回路提供电压信号答：发电机出口PT分别向下列回路提供工作或参考电压：（1）保护装置

12、：PT二次星型绕组向发电机阻抗保护21、失步保护78、过激磁保护95、低频/高频保护81、失磁保护40、逆功率保护32提供工作电压，PT二次开口三角形绕组向发电机定子接地保护64G提供工作电压。（2）测量装置：PT二次星型绕组（仪用）向发电机定子电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、发电机电能表等表计和变送器提供参考电压。（3）励磁系统：PT二次星型绕组向发电机励磁调节器（AVR）的自动通道提供机端电压测量反馈信号以及同步触发回路的同步电压信号。22发电机可能发生的故障和不正常工作状态有哪些类型？ 答：可能发生的主要故障有：定子绕组相间短路；定子绕组一相匝间短路；定子绕组一相绝缘损坏引起的

13、单相接地故障；转子绕组（励磁回路）接地；转子励磁绕组低励、失去励磁。 可能的不正常工作状态：过负荷；定子绕组过电流；定子绕组过电压；三相电流不对称；失步；过励磁；断路器断口闪络；非全相运行等。23发电机应装设哪些保护？它们的作用是什么？ 答：对发电机可能出现的故障和不正常工作状态，应根据发电机的实际情况选择性地装设下列保护：（1）纵差保护：为定子绕组及其引出线的相间短路保护。（2）横差保护：为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有二个及以上的并联分支而构成二个或三个中性点引出端时，才装设该保护。（3）单相接地保护：为发电机定子绕组的单相接地保护。（4）转子接地保护：为励磁绕组的接地故障

14、保护，分一点接地保护和二点接地保护二种。大型汽轮发电机应装设一点接地保护。（5）低励、失磁保护：为防止大型发电机低励或失磁后，从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不良影响，大容量发电机都装设该保护。（6）过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号或跳闸。大型发电机对定子与转子分别装过负荷保护。（7）定子绕组过电流或低阻抗保护：当发电机纵差保护范围外发生短路，而短路元件的保护或断路器拒动，为了可靠切除故障，则应装设反应外部短路的过电流或低阻抗保护。该保护兼作纵差保护的后备保护。（8）定子绕组过电压保护：大型发电机装设过电压保护，使发电机因突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压时，将其切除

15、。（9）负序电流保护：其装设目的见本书相关问题的解答。（10）失步保护：其装设目的见本书相关问题的解答。（11）逆功率保护：其装设目的见本书相关问题的解答。24反映发变组系统短路故障的保护有哪些？答：反映发变组短路故障的保护有：瓦斯保护、变压器差动保护、发变组大差、主变高压侧零序过流保护、发电机差动保护、发电机低阻抗保护、负序保护（反应不对称短路故障）。25发变组运行中造成过激磁的原因有哪些？ 答：造成过激磁的原因通常有：（1）发变组与系统并列前，由于误操作，误加大励磁电流引起；（2）发电机启动中，转子在低速预热时，误加励磁会因发电机变压器低频运行造成过励磁；（3）发变组解列后，如随之将汽机跳

16、闸，转子转速下降，若灭磁开关未分或拒动，使发电机遭受低频引起过励磁（4）发变组保护动作，发变组出口断路器跳开后，若自动励磁调节器退出或失灵，则电压与频率均会升高，但因频率升高慢而引起过励磁。即使正常甩负荷，由于电压上升快，频率上升慢也可能使变压器过励磁。（5）励磁调节器故障或发电机电压反馈值与实际值相比低得多，引起发电机过激磁。26负序电流对发电机有何危害，发电机负序保护起什么作用？答：发电机正常运行中发出的是三相对称的正序电流。发电机转子的旋转方向和旋转速度与三相正序对称电流形成的正向旋转磁场的转向和转速一致，转子的转动与该磁场无相对运动，即同步。当系统发生不对称短路或负荷三相不对称时，发电

17、机定子绕组就流有负序电流。该负序电流在发电机气隙中产生反向的旋转磁场，它相对于转子的转速为二倍的同步转速，因此在转子中产生100Hz的电流。该电流流经转子本体、槽锲和阻尼条，而在转子端面附近沿周界方向形成闭合回路，这就使转子端部、护环内表面、槽锲和小齿接触面等部位局部灼伤，严重时会使护环受热松脱，给发电机造成灾难性的破坏，这是负序电流对发电机的危害之一。另外，负序（反向）气隙旋转磁场与转子电流之间，正序（正向）旋转磁场与定子负序电流之间所产生的频率为100Hz的交变电磁力矩，将同时作用于转子大轴和定子机座上，引起频率为100Hz的振动，这是负序电流对发电机的第二个危害。发电机承受负序电流的能力

18、一般取决于转子的负序电流发热条件，而不是发生的振动。鉴于上述原因，发电机应装设负序电流保护。27发电机进行升流期间，当电流加到一定值时，GCB盘上发“发电机定子接地”报警，请问是否正确，并分析原因。答1：升流过程中发出该报警属正常现象。要详细地解释原因，首先以1机为例介绍一下定子100接地保护的原理。 下图是1机定子100接地保护的原理图。正常情况下，因转子气隙磁通密度的非正弦分布，转子各部位大齿部分和小齿部分气隙磁阻不同及磁路的饱和等原因，发电机的相电压存在少量的三次谐波电压。正常运行时与中性点接地时三次谐波电压的分布分别如下： （a）正常时 (b) 中性点附近（D点）接地时可以看出发电机中

19、性点附近发生接地，中性点的三次谐波电压将降至接近零，而且各相三次谐波电压同相位，属零序分量，因此可以在发电机中性点单相接地变压器的付边接一三次谐波欠电压继电器，来反应中性点区域的接地，以弥补采用基波零序电压的定子接地保护在中性点区域的盲点。正常情况下没有零序电压，107（过电压继电器）不会动作，中性点有三次谐波电压，且高于125（欠电压继电器）的设定值，因此125动作。 当095区域（从机端算起）发生接地故障，出现高的基波零序电压，107动作，启动119（延时继电器，带启动显示），计时结束，输出跳闸命令同时启动掉牌继电器349。107动作还启动319（中间继电器），一方面切断125线圈，另一方

20、面闭锁137（欠电流继电器），使125返回时把149（时间继电器，其常开辅助触点输出中性点接地动作指令）切断，同时切断125动作显示，以免误动作、误报警。 当95100区域（从机端算起）发生接地故障，基波零序电压很低，107不会动作，而中性点三次谐波电压降低，低于125返回电压，使125返回，同时发电机运行中137始终动作，因此149计时，同时启动启动显示，计时结束，149输出跳闸指令，同时启动掉牌继电器。 升流时发电机出口处解开，发电机绕组无电压，125返回，但电流仍流经欠电流继电器137所对应的CT，当电流达一定值后，137动作，导致时间继电器149动作出口且启动显示接通，“定子中性点接地

21、” 报警。答2：发电机定子100接地保护实际上由两套元件（测量信号均取自发电机中性点变压器二次侧）组成，一是095部分，反映的是发电机定子绕组单相接地时，中性点电压（基波）的升高；因在中性点附近接地时，反映中性点基波电压升高的保护存在死区，所以增加第二部分即三次谐波元件（95100部分），该装置反映中性点附近单相接地时中性点三次谐波电压下降而动作，但为了防止当发电机并网前及初负荷期间因三次谐波电势较低而使保护误动作，在该元件的出口回路里加装了发电机定子电流的闭锁元件，目前整定只有当定子电流大于5000A时才开放三次谐波元件保护。 从上述情况可以看出，当发电机零起升流期间，因发电机本身电势很低三

22、次谐波电势低中性点三次谐波电压低三次谐波低压元件一直动作，这样当定子电流超过5000A时，就出现“发电机定子接地保护动作”报警。28发电机运行中功率因数过高或过低有什么危害？ 答：发电机额定功率因数实际上是指当发电机同时在额定有功功率和额定视在功率运行工况（一般在滞相方式）下运行时的功率因数值，同样的额定有功功率机组，如果其额定功率因数越低，则说明其运行时带无功的能力相对较强，机组额定电流也增加，从而使造价增加。我厂发电机额定功率因数均为0.9，但在实际正常运行中却基本上高于此数值。发电机运行中，从理论上讲，在同样的机端电压下，如果在同样的有功出力下，功率因数越高，那么所发的无功越少，发电机电

23、势就越低，发电机的静态运行稳定水平下降。但在目前系统网络的正常接线方式和发电机励磁系统正常运行情况下，功率因数允许高于额定值，直至在一定范围内的进相运行。但当系统在某些检修方式下，出现稳定约束时，调度将会对发电机出力和功率因高限值作某些限制。发电机运行中，如果要降低功率因数至额定值以下，则必须降低其有功出力，以使定子和转子电流不超限。这种运行方式往往在当系统发生事故，无功缺额较为严重，要求我厂发电机减发有功增发无功时出现。29请简述励磁系统作用答：发电机励磁系统的作用为：（1） 当发电机正常运行时，供给发电机一定的励磁电流以维持发电机出口电压及无功输出。（2） 当电力系统突然短路或负荷突然增、

24、减时，对发电机进行强励磁和强减磁，以提高电力系统运行的稳定性和可靠性。（3） 当发电机内部出现短路时，对发电机进行灭磁，以免事故扩大。30谈谈励磁系统正常调节的原则答：励磁系统的主要功能为使发电机机端电压稳定在设定值附近，同时还具有增加系统稳定的作用。在发电机运行中，首先要使得机端电压设定值在一定范围内，通常应在额定值附近，随着系统无功需求的变化，由励磁系统自行调节无功出力，一般不改变其电压设定值，但当厂用电电压偏移正常值较大时，应适当调整设定值；第二，正常运行中，发电机应保证有一定的无功储备，即在额定有功出力下，保持功率因数高于额定值，或者在低于额定有功出力时，保持发电机定、转子电流均低于额

25、定值；第三，为了保持发电机运行时一定的稳定储备，要按系统要求控制功率因数限值和无功进相范围；第四，事故情况下需要大量无功负荷时，应尽量抬高发电机机端电压，同时将发电机定转子电流作为监视点，两者发生矛盾时适当降低发电机机端电压设定值。31发电机低励、过励、过激磁限制的作用？答：（1）低励限制（2机也称功角限制）：发电机低励运行期间，其定、转子间磁场联系减弱，发电机易失去静态稳定。为了确保一定的静态稳定裕度，励磁控制系统（AVR）在设计上均配置了低励限制回路，即当发电机一定的有功功率下，无功功率滞相低于某一值或进相大于某一值时（根据整定，2机则为当发电机功角大于整定值时），在AVR综合放大回路中输

26、出一增加机端电压的调节信号，使励磁增加。 （2）过励限制：为了防止转子绕组过热而损坏，当其电流越过一定的值时，该限制起作用，通过AVR综合放大回路输出一减小励磁的调节信号。（3）过激磁限制：当发电机出口V/f值较高时，主变和发电机定子铁芯将过激磁，从而产生过热、损坏。为了避免这种现象的发生，当V/f超过整定值时，通过过激磁限制器向AVR综合放大回路输出一降低励磁的调节信号。32发电机运行中失去励磁，对系统及发电机本身各有何影响？汽轮发电机允许失磁运行的条件是什么？答：1、发电机失磁对系统的影响：（1）发电机失磁后，不但不能向系统送出无功功率而且还要向系统吸收无功功率，将造成系统电压下降和无功严

27、重缺损，甚至导致系统稳定的破坏。（2）为了供给失磁发电机无功功率，可能造成系统中其它发电机过电流。发电机失磁对发电机自身的影响有：（1）发电机失去励磁后，由送出无功功率变为吸收无功功率，且滑差越大，发电机的等效电抗越小，吸收的无功电流越大，致使失磁的定子绕组过电流。（2）转子出现转差后，转子表面将感应出滑差频率电流，造成转子局部过热，这对大型发电机威胁最大。（3）异步运行时，转矩发生周期性变化，使定、转子及其基础不断受到异常的机械力矩的冲击，机组振动加剧，影响发电机的安全运行。2、汽轮发电机运行失磁运行的条件：（1）系统有足够供给发电机失磁运行的无功功率，不致造成系统电压严重下降。（2）降低发

28、电机有功功率的输出使在很小的转差率下，发电机允许的一段时间内异步运行，即发电机在较少的有功功率下失磁运行，不致造成发电机转子的发热与振动。33发电机转子一点接地的危害？有几套转子接地保护，分别装在何处？出口行为如何？答：发电机正常运行时，励磁回路之间有一定的绝缘电阻和分布电容，它们的大小与发电机转子的结构、冷却方式等因素有关。当转子绝缘损坏时，就可能引起励磁回路接地故障，常见到是一点接地的故障，如不及时处理，还可能接着发生两点接地的故障。励磁回路的一点接地故障，由于构不成电流回路，对发电机不会构成直接到危害。那么对于励磁回路一点接地故障的危害，主要是担心再发生第二点接地故障，因为在一点接地故障

29、后，励磁回路对地电压有所增高，就有可能再发生第二个接地故障点。发电机励磁回路发生两点接地故障的危害表现为：（1）转子绕组的一部分短路，另一部分绕组的电流增加，这就破坏了发电机气隙磁场的对称性，引起发电机的剧烈振动，同时无功出力降低。（2）转子电流通过转子本体，如果转子电流比较大（通常以1500A为界限），就可能烧损转子，有时还造成转子和汽轮机叶片等部件被磁化。（3）由于转子本体局部通过转子电流，引起局部发热，使转子发生缓慢变形而形成偏心，进一步加剧振动。各机组转子接地保护安装位置、出口行为如下：1机：设有两套接地保护，一套由I&C承包商提供，装在1机电子室发变组保护屏里，保护动作后通过863继

30、电器跳汽机，然后再由逆功率保护出口停机；另一套保护由发电机承包商东芝提供，装在发电机励磁控制盘上，保护动作后只发报警。2机：设有一套直流叠加式转子接地保护，装在发电机励磁机的装置上，检测到的信号通过远红外送至励磁机定子侧的接收器，保护报警卡件装在DNC柜里，动作后报警。3/4/5机：由发电机承包商东芝提供一套转子接地保护，装在发电机励磁控制盘上，保护动作后通过863继电器跳汽机，然后再由逆功率保护出口停机。34发电机中心点接地变压器起什么作用？答：其作用主要有两点：一是在中性点变压器二次侧只要并接一小电阻，经变压器的高变比变换后，反映到高压侧为一阻值放大的电阻，这样就构成了高电阻接地，同时电阻

31、的造价却大大降低；二是将中性点的一些电压信号如零序电压、三次谐波电压经降压变换成低电压信号，提供给发电机定子接地保护装置，这里中性点变压器又起到了PT的作用。35为什么新投入或大修以后的变压器在投入运行前要进行全电压冲击试验？答：（1）检验差动保护是否躲得过励磁涌流的影响（2）检验变压器绝缘是否能承受切除空载变压器时的过电压（3）检验变压器机械强度是否能承受投变压器时励磁涌流产生的电动力。冲击试验次数：新产品投入 5次；大修后投入 3次。36请问变压器的差动保护能反映哪些故障？ 答：变压器差动保护能反映下列故障：（1）变压器内部绕组相间短路； （2）中性点直接接地或低阻抗接地侧绕组的接地故障；

32、（3）比较严重的绕组匝间短路故障； （4）变压器外部引线、套管等发生的各种短路故障。37为什么变压器的差动保护不能代替瓦斯保护？ 答：瓦斯保护能反应变压器油箱内的任何故障，如铁芯过热、油面降低、断线故障等，但差动保护对此无反应。又如变压器绕组发生少数线匝的匝间短路，虽然短路线匝内的电流很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击，但表现在相电流上却并不大，因此差动保护不会反应，但瓦斯保护却能灵敏地反应。因此变压器差动保护不能代替瓦斯保护。38变压器差动保护的不平衡电流是怎样产生的？ 答：变压器差动保护的不平衡电流产生原因如下：1稳态情况下的不平衡电流（1）由于变压器各侧电流互感器型号不同，相应的饱和特性和励磁电