《电力系统自动装置》复习思考题参考答案

《电力系统自动装置》复习题参考答案绪论复习思考题1、简述电力系统自动装置的作用。答：电力系统自动装置是保证电力系统安全运行、稳定运行、经济运行和避免电力系统发生大面积故障的自动控制保护装置。2、电力系统自动装置有哪些功能？答：电力系统自动装置的功能主要有：（1）配合继电保护装置提高供电的可靠性；（2）保障电网的安全运行，防止故障的进一步扩大；（3）保证电能质量，使电力系统稳定运行和经济运行。3、电力系统自动装置有哪些类型？答：电力系统自动装置有自动操作型和自动调节型。而自动操作型又可分为正常操作型和反事故操作型。第一章复习思考题1、AAT装置有何用途？答：备用电源和设备自动投入装置的作用是在当工作电源因故障被断开后，能自动、迅速地将备用电源或设备投入工作或将用户切换到备用电源上，使负荷不至于停电的一种自动装置，保证用户供电的可靠性和电力系统安全运行。2、对AAT装置有哪些基本要求？答：AAT装置应满足以下基本要求：(1)保证工作电源或设备断开后，备用电源或设备才能投入；(2)工作母线突然失压时AAT应能动作；(3)AAT装置应保证只动作一次；(4)发电厂用AAT装置运行方式应灵活；(5)应校验AAT动作时备用电源过负荷情况；(6)备用电源投于故障时应使其保护加速动作；(7)AAT装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。3、为什么要求AAT装置只能动作一次？答：当工作母线发生持续性短路故障或引出线上发生未被出线断路器断开的持续性故障时，备用电源或设备第一次投入后，由于故障仍然存在，继电保护装置动作，将备用电压或设备断开。此后，不允许再次投入备用电压或设备，以免对系统造成不必要的冲击，因此，AAT装置只能动作一次。4、简述明备用和暗备用的含义。答：明备用方式是指备用电源在正常情况下不运行，处于停电备用状态，只有在工作电源发生故障时才投入运行的备用方式。暗备用方式是指两个电源平时都作为工作电源各带一部分自用负荷且均保留有一定的备用容量，当一个电源发生故障时，另一个电源承担全部负荷的运行方式。5、指出图1-1中AAT装置典型一次接线属哪种备用方式，故障时如何将备用电源投入？答：图1-1中（a）、(b)、(d)一次接线属明备用方式，（c）、(e)、(f)一次接线属暗备用方式。故障时的动作过程如下：（1）图1-1（a）中，T1为工作变压器，T0为备用变压器，1QF—4QF为断路器。正常情况下，断路器1QF、2QF闭合，T1投入运行；3QF、4QF断开，T0不投入运行，工作母线由T1供电。故障情况时，如T1发生故障，T1的继电保护动作，使1QF、2QF断开，然后AAT装置动作将3QF、4QF迅速闭合，使工作母线的用户由备用变压器T0重新恢复供电。（2）图1-1（b）中，T1、T2为工作变压器，T0为备用变压器，1QF—7QF为断路器。正常情况下，断路器1QF、2QF闭合，T1投入运行；6QF、7QF闭合，T2投入运行；3QF、4QF、5QF断开，T0不投入运行。母线Ⅰ由T1供电，母线Ⅱ由T2供电。故障情况时，如T1发生故障，T1的继电保护动作，使1QF、2QF断开，然后AAT装置动作将3QF、4QF迅速闭合，使母线Ⅰ的用户由备用变压器T0重新恢复供电。如T2发生故障，T2的继电保护动作，使6QF、7QF断开，然后AAT装置动作将3QF、5QF迅速闭合，使母线Ⅱ的用户由备用变压器T0重新恢复供电。（3）图（d）中，工作母线和备用母线每组有两个断路器。正常情况下，备用母线上的所有都断路器断开，由工作母线及工作母线断路器进行供电。故障情况时，对应故障工作母线的断路器断开，对应的备用母线的断路器闭合，使故障线路恢复供电。（4）图（c）中，T1、T2为工作变压器（互为备用变压器），1QF—5QF为断路器。其中3QF为分段断路器。正常情况下，断路器1QF、2QF闭合，T1投入运行；4QF、5QF闭合，T2投入运行；3QF断开。母线Ⅰ由T1供电，母线Ⅱ由T2供电（与图b相似）。故障情况时，如T1发生故障，T1的继电保护动作，使1QF、2QF断开，然后AAT装置动作将3QF迅速闭合，使母线Ⅰ的用户由T2供电。（T2发生故障的动作过程类似）（5）图（e）中，正常情况下，1QF、2QF、4QF、5QF闭合，分段断路器3QF断开，母线Ⅰ、母线Ⅱ分别由L-1和L-2供电。故障情况时，如L-1发生故障，继电保护动作将1QF、2QF断开，AAT将3QF迅速闭合，母线Ⅰ的用户由L-2恢复供电。（6）图（f）中的接线主要应用在中小容量发电厂和变电所，高压则为内桥接线（3QF为桥接断路器），正常情况下两条线路和两台变压器同时运行，1QF、2QF闭合，3QF断开。故障情况时，1QF或2QF断开，3QF内桥断路器自动投入。6、AAT装置有哪两部分组成？各有什么作用？答：AAT装置由低压起动和自动合闸两部分组成。低压起动部分的作用是：当母线因各种原因失去电压时，断开工作电源。自动合闸部分的作用是：在工作电源断路器断开后，将备用电源断路器投入。7、试简述图1-2中AAT装置的工作原理和接线特点。答：（略）8、AAT装置低电压起动时间继电器的动作时间值如何整定？为什么？答：（略）9、AAT装置中的闭锁继电器延时返回时间值应如何整定？为什么？答：（略）10、AAT动作时间一般是越短越好，但应考虑哪些因素？答：（略）11、微机备自投有哪几种应用方式？答：（略）12、并联切换和串联切换的含义是什么？他们有何优缺点？答：并联切换指的是切换时工作电源和备用电源是短时并联运行的。其优点是保证厂用电连续供给，缺点是并联期间短路容量增大，对断路器的断流容量有一定要求。切换时要注意两电源之间的差拍电压和相角差。串联切换也称为断电切换，指的是一个电源切换后才允许投入另一个电源，其优点是断路器的断流容量较小，缺点是断电时间较长。（优缺点与并联切换相反）13、什么叫快速切换？厂用电快速切换有何优点？答：快速切换是指在厂用电母线的电动机反馈电压（即母线残压）与投入电源电压的相角差还没有达到电动机允许承受的合闸冲击电流前合上备用电源。厂用电快速切换的优点是合闸时的冲击电流在安全值内，且厂用电失电时间短，保证了厂用电的正常运行。第二章复习思考题1.什么是自动重合闸？输电线路装置自动重合闸的作用是什么？答：当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后，能够自动的将断路器重新合闸的自动装置称为自动重合闸。输电线路装置自动重合闸的作用：（1）提高供电的可靠性，减少线路停电的次数；（2）提高电力系统并列运行的稳定性，提高输电线路的传输容量；（3）纠正断路器误动；（4）与继电保护相配合，可加速切除故障。2.试述自动重合闸应满足的基本要求。答：自动重合闸应满足的基本要求如下：（1）采用控制开关位置与断路器位置不对应方式起动。（2）手动跳闸或通过遥控装置跳闸，或手动合闸于故障线路时，继电保护把断路器断开后，重合闸不应动作。（3）重合闸的动作次数应符合预先的规定。（4）重合闸动作后能自动复归，准备好再次动作。（5）能与继电保护动作配合，加速保护动作（前加速或后加速保护）。（6）当断路器处于不正常状态而不允许实现重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。3.重合闸重合于永久性故障上，对电力系统有什么不利影响？答：当重合于永久性故障时，会使电力系统再一次受到故障冲击，对系统稳定运行不利，可能会引起电力系统的振荡,降低系统稳定性。另外，由于在很短时间内断路器要连续两次切断短路电流，从而使断路器的工作条件变得恶化。4.自动重合闸的启动方式有哪两种？各有什么优缺点？答：重合闸的启动方式通常有由不对应启动和保护启动两种。不对应启动方式的优点是简单可靠，可纠正断路器误碰或误跳，提高供电的可靠性和系统运行的稳定性。缺点是当断路器的辅助接点接触不良时，不对应启动方式将失败。保护启动方式的优点是可纠正继电保护误动作引起的误跳闸。缺点是不能纠正断路器的误动。5.根据图2-1所示的重合闸装置原理接线图，试说明当线路发生永久性故障时，重合闸装置如何保证只重合一次？答：（详细见课本P.28（3））6.输电线重合闸有哪些闭锁条件？答：（略）7.什么是重合闸复归时间？整定时应考虑哪些因素？答：重合闸复归时间就是从一次重合结束到下一次允许重合之间所需的最短间隔时间（在电气式重合闸中即电容C上电压从零充到KRC电压线圈动作电压所需的时间）。复归时间的整定需考虑以下两个方面因素：（1）重合到永久性故障时，由动作时间最长的保护切除故障，重合闸不应再动作；（2）保证断路器切断能力的恢复，重合成功后，复归时间不小于断路器第二个“跳闸——合闸”的间隔时间。8.双电源线路上采用自动重合闸装置时，需要考虑哪些特殊问题？为什么？答：在双电源线路上采用自动重合闸装置时，必须考虑两个特殊的问题，即故障点断电时间问题和同步问题。对于故障点断电时间问题，因为当线路发生故障时，线路两侧的继电保护可能以不同的时限跳开两侧的断路器，这种情况下只有两侧的断路器都跳开后，故障点才完全断电，所以重合闸应加较长的延时,即考虑要故障点断电时间问题。对于同步时间问题，因为当线路发生故障，两侧断路器跳闸后，线路两侧电源之间电动势夹角摆开，甚至有可能失去同步。所以，后重合侧重合时应考虑是否允许非同步合闸和进行同步检定的问题。9.在检无压和检同步三相自动重合闸中，当处于下列情况会出现什么问题？（1）线路两侧检无压均投入。（2）线路两侧仅一侧检同步投入。答：（1）在检无压和检同步三相自动重合闸中，当线路两侧检无压均投入时，会造成非同步重合闸，从而产生较大的冲击电流。因此，线路两侧的无电压检定是不允许同时投入。（2）在检无压和检同步三相自动重合闸中，当线路两侧仅一侧检同步投入时，否则断路器闭合瞬间可能在系统中产生冲击电流，或在断路器闭合后系统产生振荡。因此，同步检定不能只投入某一侧，必须是线路两侧的同步检定都投入。10.什么是非同步自动重合闸？其有何特点？答：（略）11.双侧电源线路非同步自动重合闸方式有哪两种？各有何优缺点？答：（略）12.试述检定同步的工作原理。答：（见课本P.37）（略）13.什么是重合闸前加速保护？什么是重合闸后加速保护？各具有什么优点？答：重合闸前加速保护是指当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性瞬时动作跳闸，而后借助自动重合闸来纠正这种非选择性动作。自动重合闸后加速是指当线路发生故障时，首先保护有选择性动作切除故障，重合闸进行一次重合。若重合于瞬时性故障，则线路恢复供电；如果重合于永久性故障上，则保护装置加速动作，瞬时切除故障。前加速保护的优点：（1）能快速地切除瞬时性故障。（2）使瞬时性故障不至于发展成永久性故障．从而提高重合闸的成功率。（3）使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。前加速保护的缺点：（1）断路器1QF的工作条件恶劣，动作次数增多。（2）对永久性故障，故障切除时间可能很长。（3）如果重合闸或断路器1QF拒绝合闸，将扩大停电范围后加速保护的的优点：（1）第一次有选择性的切除故障，不会扩大停电范围。（2）保证永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的。（3）和前加速保护相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制。后加速保护的的缺点：（1）每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比较为复杂。（2）第一次切除故障可能带有延时。14.什么是综合重合闸？综合重合闸装置能实现哪几种重合闸方式？答：在设计线路重合闸装置时，把单相重合闸和三相重合闸综合在一起考虑，即当发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式，而发生相间短路时，采用三相重合闸方式，综合这两种重合闸方式的装置，称为综合重合闸装置。综合重合闸可实现四种重合闸方式：综合重合闸方式、单相重合闸方式、三相重合闸方式、停用方式（直跳方式）。15.与三相重合闸比较，综合重合闸有哪些特殊问题需要考虑？答：（见课本P.43—45）（略）第三章复习思考题1.何谓并列？发电机并列操作应遵循哪原则？答：电力系统并列操作一般是指两个交流电源在满足一定条件下的互联操作，也叫同步操作、同期操作或并网。并列的原则是：(1)