שאלות ותשובות על הגנה מיקרו-מחשבית ומכשירים אוטומטיים: הסבר של הפונקציות העיקריות והיסודות היישומיים
מהו מכשיר הגנה מיקרו מחשב?
תשובה: מכשיר הגנה מיקרו מחשב הוא מכשיר אוטומטי שיכול לזהות תקלות או מצבים לא נורמליים בציוד חשמלי בתוך מערכת חשמל, ולהפעיל ניתוק מפסקים או לשלוח אותות אזעקה.
מהן הפונקציות הבסיסיות של הגנה מיקרו מחשב?
תשובה:
הפרדת אוטומטית, מהירה ובחירה של ציוד תקול מהמערכת על ידי ניתוק מפסקים, תוך הבטחת המשך הפעילות הנורמלית של הציוד שאינו תקול והימנעות מהזדקקות נוספת של הציוד התקול.
זיהוי מצבים לא נורמליים של ציוד חשמלי, ובהסתמך על דרישות תחזוקה ופעולה, מתן אותות אזעקה או ניתוק ציוד שעשוי להיפגע או להתפתח לתקלה אם ימשיך לפעול. הגנה רשת המגיבת למצבים לא נורמליים בדרך כלל אינה דורשת פעולה מיידית עשויה לכלול עיכוב זמן.
מהן הדרישות הבסיסיות להגנה מיקרו מחשב?
תשובה: הגנה מיקרו מחשב משחקת תפקיד קריטי בהבטיחת פעילות בטוחה, יציבה ומלאה אמון של מערכות חשמל ובנקיטת פעולה מהירה לטיפול בתקלות. לכן, הגנה רשת חייבת לעמוד בדרישות הבאות:
בחירה: כאשר מתרחשת תקלה במערכת, המכשיר ההגנה צריך להפריד רק את הציוד התקול, תוך הבטחת המשך הפעילות של הציוד שאינו תקול, כך שמשטחי ניתוק מינימליים ומושגת פעולה בחירה.
מהירות: לאחר תקלה במערכת, אם התקלה אינה מתוקנת במהירות, היא יכולה להתפתח. למשל, במהלך קצר סיבוב, המתח יורד משמעותית, גורם למנועים ליד נקודת התקלה להאט או לעצור, מה שפוגע בייצור הנורמלי. בנוסף, מצרכים אינם יכולים לספק חשמל במהלך תקלה, מה שיכול לגרום לאי יציבות במערכת. כמו כן, הציוד התקול נושא זרמים תקלה גבוהים, סובל נזקים מכניים וטמפרטורה קשים. ככל שהזרם התקלה ממשיך יותר זמן, כך הנזק קשה יותר. לכן, לאחר תקלה, המערכת ההגנה צריכה לפעול במהירות האפשרית כדי להפריד אותה.
רגישות: מכשיר ההגנה חייב לזהות באופן אמין תקלות ומצבים לא נורמליים באזור ההגנה שלו. זה אומר שהוא צריך לפעול בנạyות לא רק בשלבים של קצר תלת פאזי מתכתי בתנאי פעולה מקסימליים, אלא גם בשלבים של קצר דו-פאזי עם 저ومة מעבר גבוהה בתנאי פעולה מינימליים, תוך שמירה על רגישות מספקת ופעולת אמון.
אמינות: האמינות של מערכת הגנה היא קריטית. היא לא יכולה להיכשל לפעול כאשר מתרחשת תקלה באזור ההגנה שלה, ולא צריכה לפעול בשגיאה כאשר אין תקלה. מכשיר הגנה בלתי אמין, כשהוא בשימוש, יכול להיות מקור להרחבת תאונות ואף לתאונות ישירות.
תאר בקצרה את ההגנות מבוססות מיקרו מחשב המשמשות עבור טראנספורמרים ואת הפונקציות שלהם.
תשובה: טראנספורמרים הם ציוד חיוני במערכות חשמל. תקלות בהם משפיעות בצורה קיצונית על אמינות האספקה ועל פעילות הנורמלית של המערכת. טראנספורמרים בקיבולת גדולה הם גם בעלי ערך极高价值的变压器必须根据其容量和重要性安装性能优良、可靠性高的保护装置。 变压器故障可分为油箱内部故障和外部故障。 - 油箱内部故障主要包括：相间短路、匝间短路和单相接地故障。短路电流产生的电弧会烧毁绕组、绝缘和铁芯，并可能导致变压器油剧烈气化，进而引发油箱爆炸。 - 油箱外部故障包括：套管及引出线上的相间和单相接地故障。 - 异常运行状态包括：外部短路引起的过电流、各种原因引起的过载以及油箱内油位低等。 基于这些故障类型和异常状态，应安装以下保护装置： - 内部油箱短路和油位低时的瓦斯（布赫兹）保护。 - 多相绕组和引线短路、高电流接地系统中的绕组和引线接地故障以及匝间短路的纵差动保护或瞬时过流保护。 - 外部相间短路的过流保护（或带复合电压启动或负序电流保护的过流保护），作为瓦斯和差动（或瞬时过流）保护的后备保护。 - 高电流接地系统中外接地故障的零序电流保护。 - 对称过载等的过载保护。 **对于600MW发电机-变压器（发变组）单元，安装了哪些保护？** 答： - 发变组差动保护 - 发电机纵差动保护 - 主变压器差动保护 - 发电机失磁保护 - 发电机失步保护 - 发电机逆功率保护 - 发电机低频保护 - 过励磁保护 - 发电机定子接地故障保护 - 发电机过电流保护 - 发电机反时限负序过电流保护 - 发电机定子过载保护 - 发电机失水保护 - 主变压器中性点零序电流保护 - 主变压器瓦斯（布赫兹）保护 - 主变压器压力释放保护 **主变压器差动保护与瓦斯保护有什么区别？两者都能检测到变压器内部故障吗？** 答：差动保护是变压器的主要保护；瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护。 - 差动保护的保护范围覆盖主变压器各侧电流互感器之间的一次电气设备，包括： - 变压器引线和绕组上的多相短路 - 严重的匝间短路 - 高电流接地系统中绕组引线的接地故障 - 瓦斯保护的保护范围包括： - 变压器内部多相短路 - 匝间短路，以及匝间与铁芯或外壳之间的短路 - 铁芯故障（如过热和损坏） - 油位低或漏油 - 分接开关接触不良或导体焊接缺陷 差动保护可以安装在变压器、发电机、母线段和输电线路上，而瓦斯保护仅限于变压器。对于内部变压器故障（除轻微匝间短路外），差动保护和瓦斯保护都可以响应。因为内部故障会导致油流动和一次电流增加，两种保护都可能动作。哪个先动作取决于故障性质。 **主变压器中性点零序过电流、间隙过电流和零序过电压保护针对哪些类型的故障？设置原则是什么？** 答：主变压器中性点零序过电流、间隙过电流和零序过电压保护旨在保护设备自身出线上的接地故障。它们通常作为变压器高压侧110-220 kV系统接地故障的后备保护。当中性点接地时使用零序电流保护；当中性点不接地时使用零序电压保护；当中性点通过火花间隙接地时使用间隙过电流保护。 零序过电流保护的启动电流较小，通常约为100 A，动作时间为约0.2秒。零序过电压保护通常设置为两倍额定相电压。为了避免单相接地时的瞬态过电压，时间延迟通常设置为0.1-0.2秒。变压器220 kV侧中性点的火花间隙长度一般为325 mm，击穿电压有效值为127.3 kV。当中性点电压超过击穿电压时，间隙击穿，允许零序电流通过中性点。保护时间设定为0.2秒。 **什么是主保护和后备保护？** 答：主保护是指在发生短路故障时，满足系统稳定和设备安全要求的选择性跳闸以清除被保护设备及其整条线路的故障。 后备保护是指当主保护或断路器拒动时，清除故障的保护。 **发电机强励的作用是什么？** 答： - 提高电力系统的稳定性。 - 故障切除后快速恢复电压。 - 提高延时过流保护动作的可靠性。 - 改善系统故障时电动机的自启动条件。
