Q&A on Microcomputer Protection and Automatic Devices: Explaining Core Functions and Application Essentials マイクロコンピュータ保護装置と自動装置に関するQ&A：主要機能と応用の要点を解説
マイクロコンピュータ保護装置とは何ですか？
回答：マイクロコンピュータ保護装置は、電力システム内の電気設備の故障や異常動作状態を検出し、それをトリップさせたりアラーム信号を発信したりする自動装置です。
マイクロコンピュータ保護の基本的な機能は何ですか？
回答：
故障した設備を素早く選択的に系統から切り離すことで、非故障設備が迅速に正常な動作に戻ることができ、故障設備のさらなる損傷を防ぎます。
電気設備の異常動作状態を検出し、運用維持要件に基づいてアラーム信号を発生させたり、継続使用により損傷または故障となる可能性のある設備を切断します。異常状態に対するリレー保護は通常即時行動を必要とせず、時間遅延を含むことがあります。
マイクロコンピュータ保護の基本的な要件は何ですか？
回答：マイクロコンピュータ保護は、電力システムの安全かつ安定かつ信頼性の高い運転を確保し、迅速に故障を解消する上で重要な役割を果たします。そのため、リレー保護は以下の要件を満たす必要があります：
選択性：システムに故障が発生した場合、保護装置は故障した設備のみを切り離すべきであり、非故障設備は引き続き動作し続けるべきです。これにより停電範囲を最小限に抑え、選択性動作を達成します。
速動性：システムに故障が発生した後、故障が素早く解消されないと、それが悪化する可能性があります。例えば、ショート回路では電圧が大幅に低下し、故障点近傍のモーターが減速または停止し、生産に影響を与えます。また、故障時には発電機は電力を供給できず、これがシステムの不安定につながる可能性があります。さらに、故障した設備には高電流が流れ、機械的および熱的な損傷を受けます。故障電流が長く続くほど損傷は深刻になります。したがって、故障後に保護システムは可能な限り早く動作して故障を切り離すべきです。
感度：保護装置は保護区域内の故障や異常状態を確実に検出しなければなりません。これは最大運転条件下での3相金属短絡だけでなく、最小運転条件下での過渡抵抗が高い2相短絡でも十分な感度と確実な動作を維持する必要があります。
信頼性：保護システムの信頼性は非常に重要です。保護区域内で故障が発生した場合に動作しないことや、故障がない場合に誤動作することはありません。信頼性のない保護装置は、実際に使用されると拡大事故や直接的な事故の原因となる可能性があります。
トランスフォーマー用のマイクロコンピュータベースの保護装置とその機能を簡単に説明してください。
回答：トランスフォーマーは電力システムにおいて重要な設備です。その故障は供給の信頼性とシステムの正常な動作に大きな影響を与えます。大容量のトランスフォーマーは非常に価値があり、その性能と信頼性の高い保護装置を設置する必要があります。
トランスフォーマーの故障はタンク内と外部の故障に分類できます。
タンク内の故障は主に次の通りです：相間短絡、ターン間短絡、単相接地故障。短絡電流によってアークが発生し、巻線、絶縁物、コアが焼損し、トランスフォーマーオイルが激烈に蒸発し、タンク爆発につながることがあります。
タンク外の故障には：ブッシングおよび出力リード上の相間及び単相接地故障があります。
異常動作状態には：外部短絡による過電流、様々な理由による過負荷、タンク内の油量不足があります。
これらの故障タイプと異常状態に基づいて、以下の保護装置を設置する必要があります：
ガス（ブッホルツ）保護：タンク内の短絡と油量不足に対して。
縦方向差動保護または瞬時過電流保護：巻線およびリードの多相短絡、高電流接地システムにおける巻線およびリードの接地故障、ターン間短絡に対して。
過電流保護（または複合電圧起動または負の順列電流保護付き過電流保護）：外部相間短絡に対して、ガスおよび差動（または瞬時過電流）保護のバックアップとして。
零相電流保護：高電流接地システムにおける外部接地故障に対して。
過負荷保護：対称過負荷などに対して。
600MWの発電機トランスフォーマー（ジェネレータトランスフォーマー）ユニットにはどのような保護が設置されていますか？
回答：
発電機トランスフォーマーユニット差動保護
発電機縦方向差動保護
主トランスフォーマー差動保護
発電機失磁保護
発電機同期逸脱保護
発電機逆電力保護
発電機低周波保護
過励磁保護
発電機スタータ接地故障保護
発電機過電流保護
発電機逆時間負の順列過電流保護
発電機スタータ過負荷保護
発電機水漏れ保護
主トランスフォーマー中性点零相電流保護
主トランスフォーマーガス（ブッホルツ）保護
主トランスフォーマー圧力開放保護
主トランスフォーマー差動保護とガス保護の違いは何ですか？両方の保護がトランスフォーマー内部の故障を検出できますか？
回答：差動保護はトランスフォーマーの主要な保護であり、ガス保護はトランスフォーマー内部の故障の主要な保護です。
差動保護の保護範囲は、主トランスフォーマーのすべての側の電流変換器間の一次電気設備をカバーしており、以下が含まれます：
トランスフォーマーのリードおよび巻線の多相短絡
重度のターン間短絡
高電流接地システムにおける巻線リードの接地故障
ガス保護の保護範囲は以下の通りです：
トランスフォーマー内部の多相短絡
ターン間短絡、ターンとコアまたは外殻との間の短絡
コアの故障（過熱や損傷など）
油量不足または油漏れ
タップチェンジャーの接触不良または導体の溶接不良
差動保護はトランスフォーマー、発電機、バスセクション、送電線に設置できますが、ガス保護はトランスフォーマー専用です。
トランスフォーマー内部の故障（小さなターン間短絡を除く）に対して、差動保護とガス保護の両方が反応します。内部故障は油の動きと一次電流の増加を引き起こすため、両方の保護が動作することがあります。どちらが最初に動作するかは故障の性質によるものです。
主トランスフォーマー中性点零相過電流、ギャップ過電流、および零相過電圧保護はどのような故障を保護しますか？設定原則は何ですか？
回答：主トランスフォーマー中性点零相過電流、ギャップ過電流、および零相過電圧保護は、設備自身の出力線路上の接地故障を保護するために設計されています。これらは通常、トランスフォーマーの高圧側の110〜220 kVシステムの接地故障のバックアップ保護として機能します。零相電流保護はトランスフォーマーの中性点が接地されている場合に使用され、零相電圧保護は中性点が未接地の場合に使用され、ギャップ過電流保護はトランスフォーマーの中性点がスパークギャップを介して接地されている場合に使用されます。
零相過電流保護の起動電流は小さく、通常約100 Aで、動作時間は約0.2秒です。零相過電圧保護は通常、額定相電圧の2倍に設定されます。一相接地時の過渡過電圧を避けるために、時間遅延は通常0.1〜0.2秒に設定されます。トランスフォーマーの220 kV側中性点のスパークギャップの長さは通常325 mmで、破壊電圧の有効値は127.3 kVです。中性点電圧が破壊電圧を超えると、ギャップが破壊され、零相電流が中性点を通ります。保護時間は0.2秒に設定されます。
一次保護と二次保護とは何ですか？
回答：一次保護とは、短絡故障時にシステムの安定性と設備の安全性を満たし、保護対象設備および全線路の故障を選択的にトリップして解消する保護のことです。
二次保護とは、一次保護または遮断器が動作しないときに故障を解消する保護のことです。
発電機強制励磁の機能は何ですか？
回答：
電力システムの安定性を向上させる。
故障後の電圧回復を迅速に行う。
時間遅延過電流保護の動作信頼性を向上させる。
システム故障時のモーターの自起動条件を改善する。
