1、水電站機電運行技術問答電氣二次設備（包括繼電保護、自動裝置）1、水電站的那些電氣設備屬于二次設備？答：凡與電網或輸電線直接連接，且通過大電流、高電壓的發(fā)、變電設備和廠用 電設備，稱為電氣一次設備，如水輪發(fā)電機，電力變壓器，斷路器和隔離開關等凡為水電站的電氣一次設備、水力機械和水工機械設備的正常運行而設置監(jiān) 視、控制、保護、信號等電氣設備，稱為電氣二次設備，如各種電氣儀表、控制 開關、信號器具、繼電器及其他自動裝置等。連接電氣二次設備的電路稱為二次 回路。2、水電站有那幾種基本控制回路和信號回路？ | 答：常用的有：（1）電動機的正、反轉控制回路（2）多地點控制回路（3）連鎖控制及先后順序控制回

2、路（4）行程控制回路（5）時間控制3、紅、綠燈和直流電源監(jiān)視燈為什么都要串聯(lián)一個電阻？阻值多大？更換電阻時 應注意些什么？答：目的是為了防止燈座處短路造成斷路器誤動。直流電源監(jiān)視燈串一個電阻的 目的是為了防止燈絲或燈座處短接造成直流短路。所串電阻的瓦數和歐姆數是：直流電壓為220V的串2.5KQ、25W的電阻；110V 的串1 KQ, 25W電阻；4860V的串0.2 KQ、8W的電阻。更換電阻時應使用原規(guī)格的電阻。如果沒有原規(guī)格的電阻而換成其他規(guī)格電阻 時，應作以下測量：將燈座短路后測量跳合閘線圈兩端的電壓降不應大于額定電 壓的10%。4、什么叫主保護、后備保護和輔助保護？答：主保護指滿足系

3、統(tǒng)穩(wěn)定及設備安全要求，有選擇地切除被保護設備和全線路 故障的保護。例如發(fā)電機差動保護，線路高頻保護等。后備保護指主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護。后備保護又分為 遠后備保護和近后備保護兩種方式，遠后備保護為主保護或斷路器拒動時，由相 鄰電力設備或線路的保護實現后備。近后備保護是指當本兀件的主保護拒動作時, 由本元件的同一安裝處的另一套保護實現后備作用；當斷路器拒動作時，由斷路 器失靈保護實現后備。輔助保護是為了補充主保護和后備保護的不足而增設的簡單保護。如用電流 速斷保護來加速切除故障或消除方向元件的死區(qū)等。5、斷路器失靈保護的構成原理是怎么樣的？答：所有連接至一條母線上的元件的保護裝

4、置，當其出口繼電器動作于跳開本元 件斷路器的同時，也供電給失靈保護中的公用時間繼電器，該時間繼電器的延時 應大于故障線路斷路器跳閘時間及保護返回時間之和，因此并不影響正常切除故 障。如果故障線路的斷路器拒動時，則失靈保護中的時間繼電器動作，啟動出口 繼電器，使連接至該條母線上所有其他有電源的餓斷路器跳閘，從而切除故障， 起到了斷路器拒動時的后備保護。6水電站應裝設那幾種基本保護？答: (1)縱差動保護，用以防御定子繞組及其引出線的相間短路故障(2) 橫差動保護，用以防御具有并聯(lián)分支的定子繞組單相匝間或層間短路故障(3) 過電壓保護，當水輪發(fā)電機組甩負荷時，防止機組轉速升高而引起定子繞組 的過電

5、壓(4) 定子繞組單相接地保護，當發(fā)電機的電壓系統(tǒng)接地電流大于 5A時才于裝設， 如用零序電壓或零序電流構成發(fā)電機的定子接地保護(5) 過電流保護，防御發(fā)電機外部短路引起的定子繞組過電流， 并作為主保護(差 動保護)的后備保護，常裝設復合電壓(包括負序電壓和線電壓)啟動的過電流 保護或低電壓啟動的過電流保護(6) 失磁保護，為防止因發(fā)電機失磁而從電網吸收大量無功電流而設置的(7) 轉子勵磁回路一點接地保護，監(jiān)視水輪發(fā)電機勵磁回路對地絕緣之用(8) 對稱過負荷保護，防御過負荷引起的過電流1-6項保護裝置動作于跳閘停機，7、8項保護僅動作于發(fā)信號 對大容量水輪發(fā)電機，除裝有上述保護外，還裝有負序功

6、率閉鎖，負序電流，轉 子兩點接地，定子100%接地，轉子過負荷等保護和斷線閉鎖裝置。7、為什么有的過電流保護要加裝低電壓閉鎖？ 答：過電流保護的動作電流是按躲開被保護設備的最大工作電流來整定的。由于 負載電動機啟動和自啟動，以及并聯(lián)工作的變壓器突然斷開一臺等原因引起的最 大工作電流的數值可能很大，以至按躲開最大工作電流條件整定的過電流保護， 在發(fā)生外部短路時可能不能滿足靈敏度的要求。在這種情況下，就必須采用低電 壓閉鎖或復合電壓閉鎖（包括負序電壓和線電壓）的方法來提高過電流保護的靈 敏度。電網短路時總伴隨著電壓劇烈降低，利用這儀特點，在過電流保護上加裝低電 壓閉鎖，即只有電壓降低到整定值時過電

7、流保護才能動作， 這樣就可以把正常運 行和短路故障區(qū)別開來。因此，加裝了低電壓閉鎖的過電流保護，就不按躲開最 大工作電流來整定，而只按發(fā)電機或變壓器的額定工作電流整定，從而提高了保 護的靈敏度。復合電壓啟動的過電流保護，由于接線比較簡單，且在星、三角形 接法的變壓器后發(fā)生短路時具有較高的靈敏度，因而得到了比較廣泛的應用。8、水輪發(fā)電機過電流保護常用的方法有那幾種？各有什么特點？答：常用的有三種：（1）低電壓啟動的過電流保護。其特點是發(fā)電機相間短路靈敏度高，但變壓器后 發(fā)生短路時，靈敏度可能不夠。對出現很大負序電流的不對稱短路，有可能不切 除。（2）復合電壓啟動的過電流保護。在不對稱短路時，電壓

8、元件的靈敏度較高。在 變壓器后不對稱故障時，電壓元件的靈敏度與變壓器接線方式無關。（3）負序電流保護。接線簡單，能直接反應對發(fā)電機很危險的負序電流，能簡單 地實現負序過負荷保護，對不對稱故障有較高的靈敏度。在變壓器后短路時，保 護靈敏度與變壓器繞組接線方式無關。缺點是不能反應三相短路。9、水輪發(fā)電機縱差動保護是如何實現的？答：是水輪發(fā)電機定子繞組及其引出線的相間短路時的主保護。它是利用比較發(fā) 電機中性點側和引出線側（即發(fā)電機出口斷路器處）電流幅值和相位的原理構成。在發(fā)電機中性點側和引出線側裝設特性和變比完全相同的電流互感器以實現 縱差動保護。兩組電流互感器之間為縱差動保護的保護區(qū)。互感器的二次

9、按環(huán)流 法接線。發(fā)電機內部故障時，差動繼電器中的電流為兩側電流相加，當電流大于差動繼電器動作電流時，差動繼電器動作，使斷路器跳閘。在正 常運行或保護區(qū)外短路時，流過差動繼電器的電流為兩側電流之差，理 想情況下，流過差動繼電器的電流為零。但實際上差動繼電器中有一個不平衡電 流流過。此電流不足以使差動繼電器啟動，故繼電器不會跳閘。水電站常用的發(fā)電機差動繼電器有由 BCH 2型電磁式差動繼電器和BCD系列 的晶體管型差動繼電器。10、為什么水輪發(fā)電機要專門裝設過電壓保護？答：水輪發(fā)電機在突然甩負荷時，由于調速器不能立即動作于全關閉導葉，同時 轉子的慣性大，由水輪機供給發(fā)電機的功率將大于發(fā)電機輸出功率

10、而使發(fā)電機加 速。再加上定子繞組去磁電樞反應的消失，將使發(fā)電機的端電壓升高（若水輪發(fā) 電機系經長距離的輸電線路供電，輸電線的電容電流還會產生助磁的電樞反應， 使發(fā)電機端電壓升高更大），水輪發(fā)電機過電壓的數值可能高達發(fā)電機額定電壓的 1.8 2倍。這樣高的電壓對定子繞組的絕緣是有害的。為防御發(fā)電機定子繞組絕 緣遭受損壞，在水輪發(fā)電機上需裝設過電壓保護。當發(fā)電機的端電壓數值達到額定電壓 1.51.7倍時，過電壓繼電器動作，并經 0.5S延時，動作于跳開發(fā)電機側出口斷路器，并跳開滅磁開關進行滅磁。11、水輪發(fā)電機的繼電保護動作后應如何處理？答：（1）差動保護動作后的處理：1）檢查發(fā)電機端出口斷路器、

11、發(fā)電機滅磁開關、勵磁機滅磁開關，如未斷開，應 立即斷開2）對保護區(qū)內的設備進行詳細的檢查，是否有煙火、氣味、響聲，以判明發(fā)電機 有無損壞3）檢查保護裝置是否因外部故障引起的誤動作4）若發(fā)電機著火，應迅速滅火5）測量發(fā)電機定子絕緣電阻6） 未發(fā)現故障，可以開機零起升壓，升壓過程中發(fā)現不正?，F象立即滅磁停機, 如升壓正常可以并入電網（2）過電壓保護動作，如是甩負荷引起轉速過高造成過電壓使保護動作，可以立 即將發(fā)電機并入電網。（3）負序過流或低電壓過電流保護動作處理：1）查明是線路故障或變壓器故障，是否為斷路器或保護拒動或母線故障而引起， 待故障消除后并入電網2）若差動保護未投入，而故障原因不明，應

12、按差動保護動作處理（4）發(fā)電機定子繞組單相接地時，出現發(fā)電機接地信號，檢查消弧線圈二次側有 電壓，其處理措施是：1）測量接地電壓及對保護區(qū)域設備作外部檢查2）外部檢查未發(fā)現故障點則按下列順序鑒別 A :依次拉開避雷器、電壓互感器隔離開關B:依次拉開廠用近區(qū)分支設備C:轉移負荷，拉開發(fā)電機出口斷路器，判明接地點在發(fā)電機內部還是外部3）若接地點在發(fā)電機內部，則應停機處理4）如接地點在發(fā)電機外部，也應查明原因，消除之。在消除故障前，允許發(fā)電機 短時間運行，但不得超過2h。12、電力變壓器應裝設那些保護？各有什么特點？答：（1）重瓦斯、輕瓦斯保護，防御變壓器油箱內部發(fā)生故障和油面降低。重瓦 斯動作于跳

13、閘，輕瓦斯動作于發(fā)信號。（2）縱差動和電流速斷保護，防御變壓器繞組和引出線相間短路；防御中性點直 接接地電網側繞組和引出線的接地短路，以及區(qū)間短路，作用于跳閘。（3）過電流保護作為瓦斯保護、縱差動、速斷的后備保護，作用于跳閘。在三繞組變壓器中，三側都裝過電流保護，當三繞組變壓器任一母線有故障時, 過電流保護動作，無需將變壓器全部停運。三側都裝過電流保護，可以有選擇性 的切除故障。各側的過電流保護，可作為本側母線、線路、變壓器的主保護。例 如對三繞組降壓變壓器，若中、低側拒動時，高壓側過電流保護應動作，以切除 故障。（4）零序電流保護，防御中性點直接接地電網中，外部接地短路故障，作用于跳 閘。（

14、5）防御對稱過負荷的過負荷保護，作用于發(fā)信號。13、電力變壓器的縱差動保護有什么特殊問題？有那些不同型式？答：特殊問題有：（1）變壓器勵磁涌流。在變壓器空載投入和外部故障切除后的電壓恢復過程中， 可能產生很大的勵磁涌流，最大可達額定電流的 810倍，如不采取措施，它將 使縱差保護誤動作。（2）變壓器兩側電流相位不同。當變壓器為 星，d11接線時，兩側電流之間就有 30度的相位差，在差動回路會有一個不平衡電流。（3）電流互感器的變比不能理想匹配，引起差動回路有不平衡電流（4）變壓器兩側電流互感器型號差別，也會產生誤差 縱差保護的型式有：（1）為躲過勵磁涌流，用BCH 2型繼電器的縱差動保護（2）

15、 由于外部故障不平衡電流太大而靈敏度不夠時采用BCH 1型繼電器的縱差 動保護（3）對多側電源多繞組變壓器，具有分裂繞組式帶負荷調壓的多繞組變壓器及斷 路器數目大于3的變壓器，多采用BCH 4型差動繼電器。14、引起電力變壓器縱差動保護動作的原因有那些？怎樣判斷和處理？答：原因有：（1）變壓器的引出線和套管發(fā)生故障（2）保護裝置直流系統(tǒng)故障引起誤動作（3）電流互感器二次回路斷線或短路（4）電力變壓器內部發(fā)生故障（5）保護整定不當，不能躲開變壓器的勵磁涌流和外部故障引起的不平衡電流（6）大修后保護電流回路接線錯誤引起誤動作（7）高壓側套管電流互感器的設計變比與實際不符縱差保護動作后，應根據跳閘前

16、變壓器各側電流有無異常變化、瓦斯保護是否 動作、保護范圍內的一次設備有無明顯短路痕跡等，判明是否變壓器內部故障。 如明顯的是變壓器故障應停止運行，并通知調試、化學人員進一步檢查。如果確認不是變壓器故障引起的保護動作，可與調度聯(lián)系，試投入運行。若試 投不成功，而電源側電流表沒有短路象征，則應檢查直流回路有無接地現象，判 斷是否由于直流回路兩點接地引起的誤動作。如果直流回路沒有故障，可以暫時 拆除縱差動保護，將變壓器投入電網，若試投成功，就應測量縱差動回路各相不 平衡電流，以判斷電流互感器二次側是否有斷線、短路、接線錯誤、變比不對等 情況。如果側得的不平衡電流很小，就可能是縱差動保護裝置躲不開勵磁

17、涌流或 外部故障產生不平衡電流，可能是繼電器短路匝數選擇過小，電流互感器特性不 好，應重新進行整定計算，必要時應更換電流互感器。15、電力變壓器裝設有縱差動保護，為什么還要裝設瓦斯保護?答：瓦斯保護是變壓器內部故障的主保護之一，它能反應變壓器油箱內的任何故 障。變壓器油箱內的故障通常有：繞組匝間或段間絕緣損壞造成的短路；高壓繞 組對地絕緣損壞造成的單相接地；鐵芯局部發(fā)熱或燒損；分接斷路器接觸不良或 導線焊接不良和油面降低等。對于變壓器油箱內繞組的某些短路故障，縱差動保護往往不能反應。如繞組 少數線匝的匝間短路，雖然短路匝內循環(huán)電流很大，會造成局部繞組嚴重過熱， 但表現在相電流上，卻并不大。對于

18、這種故障，瓦斯保護卻能靈敏的反應，這就 是縱差動保護不能代替瓦斯保護的原因。此外，縱差動保護不能反應油位下降和鐵芯的故障，而瓦斯保護則能反應。同樣，只設瓦斯保護也是不行的 ，雖然它能反應變壓器油箱內的任何故障, 但不能代替縱差動保護防御變壓器引出線的相間短路、大電流接地系統(tǒng)引出線的 接地短路。因此，只有瓦斯保護縱差動保護相互配合，才能比較全面地防御變壓器的各 種故障。16、瓦斯保護為什么能反應油箱內的故障？答：變壓器內部故障時，短路電流所產生的電弧將使絕緣材料和變壓器油受熱分 解，產生出大量氣體，氣體的多少和故障性質及嚴重程度有關。故障輕微時，產 生的氣體少，這些氣體慢慢地擴散，通過變壓器油箱

19、和油枕間的聯(lián)接道進入油枕; 而當故障嚴重時，就有大量的氣體產生，油會迅速膨脹，這時，就有強烈的油流 通過聯(lián)接管道沖向油枕。而瓦斯繼電器（又叫氣體繼電器）安裝在油箱和油枕之 間的聯(lián)接管道上，它反應內部故障的產氣量。故障嚴重時，有大量氣體沖向油枕 使瓦斯繼電器動作。由于是利用氣體來動作的保護，故稱為瓦斯保護。17、零序電流保護的作用是什么？它有什么優(yōu)點？與一般電流保護在整值上、時 限上有什么不同？答：零序電流保護是反應大接地電流系統(tǒng)中單相接地短路的保護裝置。當過流保 護采用三相式時，雖然也能保護單相接地短路，但時限較長、靈敏度降低。而零 序電流保護，回路接線簡單、靈敏度高、動作時限短，與一般電流保

20、護相比較， 在整定值、時限上的特點如下：（1）動作時限短（2）保護范圍長且穩(wěn)定（3）不受負荷電流的影響采用零序保護后，大接地電流系統(tǒng)的相間保護也可采用兩相式接線，使保護簡單化。因此，在大接地電流系統(tǒng)中都裝設零序電流保護。18、發(fā)電機一變壓器組保護有什么特點？答：（1）發(fā)電機及變壓器某些同類型的保護可以合并，如采用公用的縱差動、過 電流和過負荷保護，使保護裝置套數減少（2）由于發(fā)電機與電網沒有電的直接聯(lián)系，因此，發(fā)電機定子接地保護可以簡化（3）根據發(fā)電機一變壓器組連接方式的不同，其縱差動保護接線視發(fā)電機、變壓 器之間是否有斷路器和自用電支路而會有差異（4） 發(fā)電機一變壓器組的過電流保護應與發(fā)電機

21、的過電流保護類型相同。若發(fā)電 機一變壓器組之間有分支線路時，發(fā)電機的過電流保護應有兩個時限，第一時限 作用于高壓側斷路器跳閘，第二段時限斷開其他斷路器及滅磁斷路器，這樣，可 以保證在外部故障時仍能對分支線路供電（5）發(fā)電機側接地保護的特點，對于發(fā)電機 一變壓器組，其發(fā)電機的中性點一般 不接地或經消弧線圈。發(fā)生單相接地的電容電流通常小于 5A，故接地保護可采用 零序電壓保護，并動作于發(fā)信號。對于大容量的發(fā)電機應裝設保護范圍為 100%的 定子接地保護。19、引起母線故障的原因是什么？對母線保護有什么要求？ 答：原因有：1）由于空氣污穢，其中含有損壞絕緣的氣體回固體物質，導致與母線連接的絕 緣子和

22、斷路器套管發(fā)生閃絡（2）母線絕緣子、斷路器套管及隔離開關支持絕緣子的損壞（3）裝設在母線上的電壓互感器及裝設在斷路器和母線之間的電流互感器發(fā)生故 障等（4）運行人員誤操作，如帶負荷拉隔離開關，帶地線合隔離開關對母線保護的要求：應能快速有選擇性地將故障部分切除；保護裝置必須十分可 靠并且有足夠的靈敏度。20、什么叫電流速斷保護？它有什么優(yōu)點缺點？答：從繼電保護速動性要求出發(fā)，在滿足系統(tǒng)穩(wěn)定、保證重要用戶供電和選擇性 的前提下，保護裝置動作切除故障的時間越短越好。這種瞬時動作的電流保護，稱為電流速斷保護。它的主要優(yōu)點：簡單可靠、動作迅速，在結構形式較復雜的多電源網絡中, 能有選擇地工作。主要缺點：

23、保護范圍小，而且受運行方式變化的影響較大。21、為什么需要裝設電流速斷保護？答：定時限過電流保護是利用各段線路的保護具有不同時限的原理，來保證動作 的選擇性的，因此具有動作時間長的缺點。越靠近電源側，動作時間越長。如果 因動作時間長，而不能滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和用戶正 常工作的要求時，就需要配 置電流速斷保護。22、為什么有的配電線路只裝定時限過電流保護而不裝速斷保護？答：如果配電線路短，線路首端和末端短路電流的差別很小，或者最大與最小運 行方式的短路電流差別很大，裝速斷保護后保護范圍很小。甚至沒有保護范圍； 同時該處短路電流很小，用過電流保護作為該線路的主保護完全能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定 的要求。故只裝

24、定時限過電流保護而不裝速斷保護。23、什么叫方向保護？那種情況下需要加方向保護？答:在雙側電源輻射形電網和單側電源形電網中，任一負荷都能從兩端獲得電源，若某一端發(fā)生故障，負荷仍可從另一端的電源得到供電。在這種電網中，如果采 用一般的帶時限的過電流保護，無法滿足有選擇地切除故障的要求。在這種電網 中，流向短路點的功率方向是有一定規(guī)律的。如果在過電流保護上加裝反應功率 方向的元件，使凡是流過保護的短路功率是由母線指向線路時保護動作，凡是流 過保護的短路功率是線路指向母線時保護不動作，這樣就使保護有選擇性，這種 帶功率方向的保護，就稱方向保護。方向保護通常都用在兩端有電源供電的網絡中。24、距離保護

25、有什么特點？主要由那幾部分組成？總的評價如何？答：距離保護，就是反映故障點至保護安裝處的距離，并根據距離的遠近而確定 動作時間的一種保護裝置。當短路點距保護安裝處近時，保護裝置動作時間段； 當短路點距保護安裝處遠時，保護裝置的動作時間就加長，以此保證動作的選擇 性。因為線路的長短即距離與線路的阻抗成正比，所以測量故障點至保護安裝處 的距離，實際上是用阻抗繼電器測量故障點至保護安裝處之間的阻抗。故距離保 護又稱為阻抗保護。其保護范圍穩(wěn)定，不受運行方式影響，在任何場合下能快速、靈敏且有選擇地切除故障。距離保護由下列主要元件組成：（1）啟動元件。它的主要作用是在發(fā)生短路的瞬間啟動整套保護裝置。通常用

26、過 電流繼電器或阻抗繼電器作為啟動元件（2）方向元件。它的主要作用是保證保護動作的方向性，防止反方向故障時，保 護誤動作。方向元件可采用單獨的功率方向繼電器，但更多的是采用方向元件和 阻抗元件相結合而構成的方向阻抗繼電器。（3）距離元件。它的主要作用是測量短路點到保護安裝地點之間的距離（即測量 阻抗），一般采用阻抗繼電器（4）時間元件。它的主要作用是按照故障點到保護安裝地點的遠近，配合得到所 需要的時限特性，以保證動作的選擇性。一般采用時間繼電器（5）振蕩閉鎖裝置。它的主要作用是：A :當系統(tǒng)發(fā)生振蕩但沒有故障時，裝置可靠地將保護閉鎖B:在保護范圍內短路時，不論系統(tǒng)是否發(fā)生振蕩，保護都不會閉鎖

27、，而保證裝置 可靠的動作。常用負序電流元件或用負序電流增量和零序電流增量元件構成振蕩 閉鎖裝置。距離保護可以在多電源的復雜網絡中動作的選擇性。比電流、電壓保護具有較高靈敏度，保護范圍相對穩(wěn)定。但是接線復雜，工作可靠性低，有時不能滿足電 力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求。25、在什么條件下采用距離保護？ 答：在高壓電網中遇到下列情況必須采用距離保護：（1）在系統(tǒng)的最小運行方式下，瞬時速斷或延時速斷保護的保護范圍縮得很小， 甚至沒有保護范圍（2）短路電流與最大負荷電流的差值很小，不能滿足過電流保護靈敏度的要求（3）多電源環(huán)形電網中，方向過電流往往不能滿足有選擇性切斷故障的要求26、距離保護第I、U、川段的時限

28、和保護范圍是怎么樣劃分的?答：距離保護一般都作成三段式，即有三個動作范圍。第一段不帶延時（時限是 阻抗元件的固有時限），保護范圍是被保護線路全長的 80%-85%。保護裝置的第 二段，保護本線路全長并延伸至下一段線路的一部分，為第一段保護的后備段。 第三段為第一、二段的后備段，能保護本線路的全長，并延伸至下一段線路的一 部分。第二、三段時限逐漸增大。27、距離保護突然失去電壓為什么會誤動作？答：當距離元件所側得的阻抗 Z=U/I值等于或小于整定值時，距離保護動作。加 到阻抗繼電器上的電壓降低，電流增大，就說明阻抗Z減小。電壓產生繼電器的制動力矩，電流產生動作力矩。當電壓突然失去時，制動力矩很小

29、（只有彈簧的 制動力矩），電流回路有負荷電流產生的動作力矩。如果閉鎖回路動作不靈，距離 保護就要誤動作。28、GH-11型距離保護有那些閉鎖裝置？答：有電壓斷線閉鎖裝置 BZ-21和振蕩閉鎖裝置BZ-11。當電壓互感器二次回路 斷線時，BZ-21解除保護回路的正電源，以防誤動作。系統(tǒng)振蕩時，BZ-11解除相應閉鎖段的工作，以防止保護的誤動。29、什么叫高頻保護？為什么要采用高頻保護？答：高頻保護就是將線路兩端的電流相位（或功率方向）轉化為高頻信號，然后 利用輸電線路本身構成一高頻電流的通道，將此信號送至對端，以比較兩端電流 相位（或功率方向）的一種保護裝置。就其原理看，它不反應保護范圍以為的故

30、 障，在參數選擇上也無需和下一線路相配合，因此，高頻保護的動作不帶延時。 目前，高頻保護是220KV及以上電壓復雜電網的主要保護方式。按其工作原理分 為方向高頻保護和相差高頻保護。30、高頻保護在運行中應注意那些維護工作和異常處理？投退時注意什么？答：高頻保護在運行中對稱性極為重要，兩側的保護投入與退出必須同時進行。 連接濾過器的接地隔離開關必須斷開。并嚴禁退出收發(fā)信號機和保護直流電源。同時不允許在動作裝置和通道上進行作業(yè)。在高頻保護投入運行前或保護動作跳 閘后，以及高頻保護出現異常時，應進行通道檢查。（1）運行中出現下列情況，應同時退出兩側高頻保護：1）檢查通道中發(fā)現測量表計指示反常2）任何

31、一側保護裝置（包括收、發(fā)信機）直流電源中斷或出現異常而不能立即恢復3）本保護裝置電流互感器回路發(fā)生故障4）通道加工設備元件故障（2）高頻保護正 常投入時應：1）檢查戶外連接濾波器旁的接地隔離開關確已斷開2）投入保護裝置直流電源3）測試通道正常4）按系統(tǒng)要求，準時投入跳閘壓板（3）保護裝置退出時應：1）根據電網調度命令，準時斷開跳閘壓板或改投信號位置2）只有在不具備投信號位置的前提下，才斷開保護裝置直流電源31、自動低頻減載裝置有什么作用？主要由那幾部分組成？答：電網中某些機組故障切除時，由于出現有功功率缺額，電網頻率會急劇下降。 采用低頻減載裝置，切除一部分負載可以制止事故的進一步擴大。該裝置

32、由下列 幾部分組成：（1）低頻測量元件（2）延時元件（3）執(zhí)行元件（4）閉鎖元件32、水電站為什么要設置水輪發(fā)電機低頻自動啟動裝置？它的主要任務是什么？答：當電網發(fā)生功率缺額時，就會引起電網頻率下降，因水輪發(fā)電機組有啟動快 的特點，一般從靜止啟動到帶滿負荷運行，正常情況下，只有4-5min，事故時還可以縮短為1min左右，所以在電網發(fā)生功率缺額而頻率下降時，為了加速恢復頻率，在水電站裝設頻率自啟動裝置，以實現下列任務：（1）將運行機組帶滿負荷（2）將調相運行的發(fā)電機自動改為發(fā)電機運行（3）將備用發(fā)電機啟動，并帶上負荷為了防止頻率暫時下降時造成自動裝置誤動作，自啟動裝置啟動部分應帶延時33、水輪

33、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的作用和對勵磁系統(tǒng)的要求是什么？答：主要作用，有以下幾方面：（1）發(fā)電機正 常運行時，勵磁系統(tǒng)能維持發(fā)電機端電壓在應有的給定水平。當 發(fā)電機負荷改變時，將會使端電壓發(fā)生相應的變化，此時自動勵磁調節(jié)系統(tǒng)將自 動地增加或減小輸出的勵磁電流，使發(fā)電機端電壓恢復到原有的給定水平（2）當幾臺機組并列運行時，自動勵磁調節(jié)系統(tǒng)能穩(wěn)定合理分配機組間的無功功 率（3）當發(fā)電機突然甩負荷時，通過勵磁系統(tǒng)的調節(jié)作用，進行快速減磁，限制發(fā)電機端電壓不至過多的升高（4）電網不正 常情況下，如電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，發(fā)電機勵磁調節(jié)器能迅速增 加勵磁電流的輸出，以維持系統(tǒng)的電壓在一定水平。同時，由于勵磁電流增加，

34、 發(fā)電機輸出的電流也增大，這樣也提高了繼電保護裝置的靈敏度。（5）當發(fā)電機內部發(fā)生故障時，為了避免事故擴大，或者當運行中的滅磁開關發(fā) 生誤跳閘時，為了防止勵磁繞組上產生危險的過電壓， 勵磁系統(tǒng)能自動進行滅磁。此外，現代化的勵磁系統(tǒng)，還能顯著地改善電網的運行條件，如當電網短路故障 切除后，它能快速恢復電網的電壓。為了完成上述任務，保證電站和電網的可靠運行，對勵磁系統(tǒng)提出如下基本要求:（1）勵磁系統(tǒng)的容量應能滿足發(fā)電機各種運行工況的要求，并留有適當裕度（電 流、電壓約各為10%）（2）具有足夠大的強勵頂值電壓倍數及電壓上升速度，當電網發(fā)生短路故障時， 一般應能提供1.8 2倍的強勵電流，當水電站是

35、經長距離重負荷輸電給電網時， 從提高系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求出發(fā)，有時要采用更高的頂值電壓倍數（3）根據運行需要，應有足夠的電壓調節(jié)范圍，裝置的電壓調差率，應能隨電網 要求而改變（4）要求勵磁系統(tǒng)的調節(jié)性能穩(wěn)定，反應速度要快，調節(jié)的失靈區(qū)要?。?）勵磁系統(tǒng)應力求接線簡單，元件可靠，易于操作，調試檢測方便34、水電站常用的勵磁系統(tǒng)有那幾種方式？答：（1）同軸直流勵磁機的勵磁系統(tǒng)。指發(fā)電機的勵磁電流由裝設在與發(fā)電機同 軸的并勵直流發(fā)電機供給的系統(tǒng)（2）半導體（又稱可控硅）勵磁系統(tǒng)。指發(fā)電機的勵磁電流是由交流勵磁電源經 半導體整流后變?yōu)橹绷鞴┙o的系統(tǒng)。35、水電站常用的半導體勵磁方式，按交流勵磁電源的種類

36、不同有哪兩大類勵磁 系統(tǒng)？答：半導體勵磁系統(tǒng)往往是按獲得交流電源的方法來分，一般可分為他勵和自勵 兩大類。（1）他勵整流器勵磁系統(tǒng)。是指水輪發(fā)電機的勵磁電源，由發(fā)電機以外的獨立電 源供電的勵磁系統(tǒng)。半導體整流器的交流電源來自與發(fā)電機同軸旋轉的交流勵磁機，只要水輪發(fā)電機轉動，就有可靠的獨立勵磁電源(2) 自勵整流器勵磁系統(tǒng)。指采用變壓器作為交流勵磁電源，勵磁變壓器接在發(fā) 電機出口端，正因為勵磁電源取自發(fā)電機本身，故這種勵磁方式稱為自勵整流器 勵磁系統(tǒng)。由于勵磁變壓器和整流器是靜止元件，故又稱靜態(tài)勵磁系統(tǒng)。如果只 用一臺勵磁變壓器并聯(lián)在發(fā)電機出口端，則稱自并勵方式。如果除了并聯(lián)的勵磁 變壓器外，還

37、有與發(fā)電機定子電流回路串聯(lián)的勵磁變壓器(或串聯(lián)變壓器)，二者結合起來，則構成所謂自復勵方式。按結合的方案不同又分為：1) 直流側并聯(lián)的自復勵方式2) 直流側串聯(lián)的自復勵方式3) 交流側并聯(lián)的自復勵方式4) 交流側串聯(lián)的自復勵方式36、半導體勵磁調節(jié)器又那些基本單元組成？各自起什么作用？調節(jié)器的基本工 作原理是什么？答：由測量比較、綜合放大、移相觸發(fā)以及功率整流等幾個單元組成。測量比較單元：其作用是測量發(fā)電機電壓的變比綜合放大單元：其作用是線性的綜合測量及反饋多種直流信號，并加以放大，用 來滿足移相觸發(fā)單元所需的控制電壓移相觸發(fā)單元：它的作用是產生可以改變相位的脈沖信號。根據輸入控制信號的 變化

38、，改變輸出到可控硅整流器觸發(fā)脈沖的相位，控制了可控硅整流器的輸出， 從而達到自動調節(jié)發(fā)電機勵磁的目的半導體勵磁調節(jié)器的工作原理：發(fā)電機端電壓經電壓互感器輸入到測量比較單元，經測量整流變換成直流后與基 準的給定信號比較，得到一電壓偏差信號，將此信號輸入到綜合放大單元，放大 后作為移相觸發(fā)單元的控制信號，以控制改變移相觸發(fā)單元輸出脈沖的相位，從 而改變可控硅整流器的控制角 a也就改變了發(fā)電機的勵磁電流。37、半導體勵磁調節(jié)器運行中轉子電流大幅度下降的原因是什么？如何處理？ 答：調節(jié)器運行中，發(fā)電機轉子電流大幅度下降，無功功率大幅度下降，發(fā)電機進相。其原因是：(1) 低勵限制單元故障(2) 可控硅元

39、件燒斷(3) 快速熔斷器熔斷（4）調節(jié)器動力電源消失面對上述情況，應將調節(jié)器切至磁場變阻器運行38、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）的主要作用是什么？答：在勵磁控制系統(tǒng)中引入一個附加控制信號，以增加發(fā)電機的阻尼，也就提高 整個電力系統(tǒng)的阻尼能力，消除電力系統(tǒng)發(fā)生低頻增幅振蕩的可能性。39、在水電站用于帶直流勵磁機的勵磁系統(tǒng)的自動勵磁調節(jié)器有那幾種？答：有：（1）相復勵自動勵磁調節(jié)器。它主要由相復勵變壓器、電壓校正器和整流器組成。 其特點是調節(jié)穩(wěn)定性較高、簡單可靠，但要配專用的強行勵磁和強行減磁裝置。2）可控硅勵磁調節(jié)器。這種調節(jié)器可分為兩大類。一類是將可控硅元件串入直 流勵磁機的磁場回路內，通過改變可

40、控硅導通時間與關斷時間的比例，來控制勵 磁電流的大小，稱作可控硅開關式調節(jié)器；另一類是從發(fā)電機端取得交流電源， 根據調節(jié)信號的要求改變可控硅整流電流的輸出值，以控制勵磁電流的大小，經 可控硅整流后的輸出電流，即可作為勵磁機的可控的附加勵磁電流，也可作為直 流勵磁機正 常工作的主勵磁電流，為區(qū)別于開關式調節(jié)器，而將它稱為連續(xù)式調 節(jié)器。40、水輪發(fā)電機為什么要設置強行勵磁、強行減磁裝置？答：強行勵磁裝置是一種在電網發(fā)生故障引起發(fā)電機端電壓下降較多時，能迅速 使發(fā)電機勵磁電壓上升至頂值的自動裝置。采用電機勵磁時，如勵磁調節(jié)器本身 的強行勵磁作用不夠，可附加一套繼電強勵裝置。采用可控硅勵磁時，通?？?/p>

41、以 不再設繼電強勵裝置。強行減磁裝置是為了防御水輪發(fā)電機甩負荷時電壓上升過高而設的。當發(fā)電機端 電壓上升到1.151.2倍額定電壓時，過電壓繼電器動作，使附加電阻串接于勵磁 回路中，而使勵磁電流大減，起到強減勵磁的作用。當發(fā)電機電壓下降到接近額 定電壓時，過電壓繼電器返回，附加電阻需重新被短路，發(fā)電機又恢復正 常運行41、水輪發(fā)電機設置自動滅磁裝置有什么作用？常用的是什么樣滅磁方式？試述 其滅弧原理？答：設置自動滅磁裝置的目的，是為了在正常停機時，把發(fā)電機磁場降為零。尤其在事故情況下發(fā)電機從電網切斷后，盡快地去掉發(fā)電機電壓，以避免在下列情況下導致危險后果：（1） 如果是發(fā)電機內部故障引起的斷路

42、器跳閘，只有去掉發(fā)電機電壓才能終止故 障電流，防止故障擴大（2） 如果是外部故障引起的發(fā)電機出口斷路器跳閘，迅速滅磁可以防止發(fā)電機過 電壓（3）若是發(fā)電機轉子故障引起的斷路器跳閘， 只有盡快滅磁才能消除發(fā)電機振動水輪發(fā)電機常用的滅磁方式有電阻和帶滅弧柵的開關兩種滅磁方式。前者比較 簡單，但滅磁速度不夠快；后者則是一種快速滅磁方式，大、中型水電站用的較 多。42、水輪發(fā)電機啟動時升不起電壓有那些原因？答：首先要查明是定子回路還是勵磁系統(tǒng)的問題。如果升壓過程中轉子有勵磁電 流，則是定子回路的問題。如果發(fā)電機出線完好，很可能是發(fā)電機電壓互感器一、 二次側熔斷器管沒有裝上或已熔斷。有的高壓發(fā)電機電壓互

43、感器二次側是經隔離 開關的輔助接點閉鎖的，當隔離開關未合上，或已合上但輔助觸點接觸不好，儀 表上都反映不出電壓。由于勵磁系統(tǒng)故障引起升不起壓的原因隨勵磁方式不同而異。（1）對于半導體可控硅（或不可控硅）勵磁系統(tǒng)，不能起勵的原因可能有：1）發(fā)電機轉子剩磁過低2）外加起勵電源容量不夠或起勵磁場方向與剩磁方向相反3）起勵接觸器接觸不好或卡死4）可控硅觸發(fā)回路故障5）可控硅故障發(fā)電機轉子剩磁過低，也會引起發(fā)電機殘壓過低而不能起勵，這種故障常出現在 停機過久的電機上，可以用外部直流電源短時向轉子繞組通電充磁來處理，充磁 時要注意正負極（2）對于采用直流勵磁機勵磁的，升不起電壓的原因可能是：1）勵磁機勵磁

44、回路斷線2）磁場變阻器接觸不良或斷線3）炭刷接觸不良4）整流子片間短路5）磁場線圈極性接錯6）磁極剩磁過?。?）勵磁機一般采用并勵或復勵的直流發(fā)電機，其勵磁電流是靠勵磁機本身供 給的，要建立起勵磁機電壓，必須具備以下幾個條件：1）要有剩磁，勵磁機開始旋轉時要感應電勢不許靠本身的剩磁、2）并勵磁場線圈接到電樞兩端時極性要正確， 即它所產生的磁場方向要和剩磁方 向一致3）磁場回路電阻必須小于臨界值當勵磁機在接近額定轉速時還建立不起電壓，可用萬用表測量其正負炭刷間的電 壓，若測得的電壓大于額定值的2%-5%,而減小磁場電阻時反而降低，說明磁場 繞組的極性錯誤，這時把記性互換就可以了。若測得的電壓小于

45、額定值的2%-5%， 說明剩磁太弱，需要充磁。如果勵磁機在大修中更換過電樞繞組，試運行時升不起電壓，就要檢查整流片的 焊接質量和節(jié)距是否正確。如果大修中更換過磁場線圈，就要檢查線圈的接線是 否正確，線圈頭尾是否接錯。43、為什么可控硅和硅二極管等硅整流元件要用快速熔斷器保護？能否用普通熔 斷器代替快速熔斷器？答：可控硅和硅二極管等硅整流元件承受過電流的能力較差，可控硅在一個周波（0.02S）內承受過電流的能力約為額定電流的 4倍左右，硅二極管為5倍左右。 通常硅整流元件采用熔斷器作為過流保護，這就要求熔斷器的安秒特性位于整流 元件過電流特性之下，如圖當發(fā)生可能損壞硅整流元件的過電流時，熔斷器應

46、熔斷，從而可靠地起到保護作 用I硅整流元件電流特性與熔斷器安秒特性比較藍線為：硅整流元件過電流特性紅線為：熔斷器的安秒特性快速熔斷器使用銀質熔絲，裝于管內，充以石英沙，其導熱性好而熱容量小，所 以與普通熔斷器相比，在同樣過電流下，熔斷時間要小的多。普通熔斷器，由于其熔斷時間較長，所以不能用來代替快速熔斷器作為硅整流元 件的過電流保護。44、為什么可控硅勵磁裝置主整流回路都不加濾波元件？續(xù)流二極管在電感性負 載中的作用是什么？答：盡管從主整流回路輸出的直流電壓存在較大的交流分量，但是由于轉子繞組 是一個大的電感負載，當電源電壓變化時，它會產生反電勢來阻止因電源電壓變 化所引起的電流的變化，因而使通過它的電流變得比較平滑，即轉子繞組本身就 有濾波作用，所以可不再裝設濾波元件電感性負載的特點是，負載上電流的變化落后于電壓的變化。在可控硅整流的主 回路中，當電源電壓由正變化到零，需要可控硅切斷時，可能因回路電流仍然大 于可控硅的維持電流而切不斷