继电保护例题作业答案

1、作业 2.1如图所示网络，AB、BC、BD线路上均装设了三段式电流保护，变压器装设了差动保护。己知I段可靠系数取 1.25,且段可靠取1.15,山段可靠系数取1.15,自起动系数取1.5,返回系数取0.85, AB线路 最大工作电流200A, 时限级差取0.5s,系统等值阻抗最大值为18Q,最小值为13Q,其它参数如图示，各 阻抗值均归算至115kV的有名值，求AB线路限时电流速断保护及定时限过电流的动作电流、灵敏度和动 作时间。 180Q 20Q 130Q 16Q 1. 5s 2s 解：(1 )限时 电流速断保护 的整定计算 动作电流 与相邻线路I段保护动作电流配合，相邻线路I段保护动作电流

2、确定 由于D母线短路电流比C母线大，因此保护应与BD线路配合，D母线最大短路电流为：注：理论 上说AB线 路的H段既要与BC线路I段配合，又要与BD线路I段配合，由于BD线路的阻抗小于BC线路，所以瞬时电流速断 保护的动作电流必定大于BC线路，因此与BD线路配合后，也会满足与 BC线路配 合的要求。 E I 皿 1254A KDmax Zsmin Zad BD线路I段动作电流为: .3(13 24 16) 也.祐算墾軸硼d.忠丿锂采甩姿M电二1568A AB线路H段动作电流为: lset A tet.BD =1. 15X568 =1803A 端最小短路电流 Ik B min K- E (Z 1

3、X5003-1369A /.3(18 24) 校验灵敏度 灵敏度为： 】(2)18齐|不满足要求 KK B. min 改与相邻线路H段配合，则注：同理，由于BD线路H段限时电流速断保护动作电流大于因此应BC线路, 与BD线路H段配合。 115000 (13 2416 130) =363 A K； elllC F. max二 1 25363 = 453A I se：B Kr； iset.D = 1. 15 453 =521A is； t.A 二禅心=1. 15 521 =599A -2.29 13,满足要求 I set. A 599 动作时间：tset. A =t set. B + 也 t=0.

4、 5+0. 5二侣 (2)定时限过电流保护 动作电流 iS Krel Kss 200 一 406 A Kre 0.8 校验灵敏麼 5 (2) KBmin P9 =3. 37 1.31. 5,满足要 近后备灵敏度： sen 求 406 远后备灵敏度： ihin 115000 (Zs .max Za_C)2, 3(18 24 20) lKJin【平! 一:： 八 *心满足要求。 senIs： A 注：远后备BC线路满足要求，必然 BD也满足要求，因BC线路阻抗大于BD线路。 动作时间：t =tF 3. : t =2. 0 3 0. 5 = 3. 5s 作业 2. 2根据三段式电流保护原理图，画出其

5、展开图。 927 A wp: rCr I acrll TA.IKA 溶人5KA -O-0 直流信号小母躱 倍 4无时殴电廉逋斷 带时凰电瓏連斷 星时限过说 人相樂电器 C帽魅矽器 中经堆魁裁 无时眼电流逋断保护 带时限电篮追斯保护 过施保护 延时速新肘瞅 眺切冋踣 中殳丿土器连按组别为 直旌控tLi!?小 Y, dll,且在变压器上装设差动保护，线路A、B的最大传输功率为P 系统中的发电机都装设了自动励磁调节器。自起动系数取 1. 3o 9MW,功率因数COS = 0. 9 , 10Q I 6. 3 Q TT 9.4 Q 30 Q .L. 1 解：暂选三段式电流保护作为 AB线路的保护方案。

6、(1)瞬时电流速断保护 B母线短路最大三相短路电流 37000 r 1310A .3(6. 3 10) (3)_e： K B max S. min A_B Iset.-K： ellK3)B.max=1.25 1310 =1638 A (2)_ K K min *S max A _L min )2 37000 二 1697A I 、3(9.4 0. 15 10) 因此灵敏度满足要求。 注：按此计算能计算岀保护区是否达到最小保护区，不能计算岀保护区实际长 度。当需要计算岀保护区长度时，可由下面计算公式求岀最小保护区长度： 出 1 set. A - K. min. K (7 ma v mi 得A 丄

7、 min 二K E MO j j 1.890 Zsmax二心逍亠9. 4 set Z1 89 Lmin% 処 100% la _b (2)限时电流速断保护 100% 峠c 100% =18. 9% 1)与相邻元件变压器瞬时电流速断保护配合 卄 n 0 厶 4 L AA rr RU. /rT. FT ZnTilJZLZh UZ/rT RU. n-4- r+rW.C l 口卜片 总八二3(6；打0 30厂37000 (3) 1 zz- K 】=1.25 setBTr e N K E max r 一 V .A“ 一1 1 C set A 461 =576A -d A 2)与相邻线路瞬时电流速断保护配

8、合 (3)-亠 1 KCmax Zs.min 一 ZA 3(6 3 I 13 set.B 二 K： ellK3C max= 1.25T55 =944A 755 A 10 12) L 灵敏度检验: 最小运行方式15%处两相短路灵敏度 选以上较大值作为动作电流，则动作电流为1086A。 3)灵敏度检验 KBmin 0:000 =954A (Zs .max + Za_B) 2 J3(9. 4+10) I Ksen 坤业 I set. A 改用与变压器低压侧母线短路配合，选用动作电流 954 -：13,不满足要求 1086 576Ao 注：按基本配合原则，要计算岀BC线路H段动作电流，由于从网络参数可

9、以看岀，与相邻变压器配 合的动作电流大于与相邻线路配合的动作电流，所以可以直接选取与相邻变压器配合，但应注意的是，此配合 方式己经是H段与H段配合了。 I硏1.65 . 1.3-1. 5,满足要 Kkz乐求 senII 1 set. A 动时间取Is。P (3)定时由过电流保护max 9000 Lg 一 . 3 0. 95U N COS一 3 0. 95 35 0. 9 注：计174A 算式中的0. 95系数考虑电压降低5%时，输送最大功率。严 174=319A set 灵敏度校验Kre 0. 85 1)作本线路近后备保护，按本线路末端最小两相短路电流校验 I f B mln =g 37000

10、=954A 3(9.1 _10) K sen (Zs. max ZAH) 954 =2. 99 . 1. 3-1. 5,满足要求 I set. A 319 (2) 注：线路只能按两相短路条件校验灵敏度。 2)作相邻线路远后备保护，按相邻线路末端最小两相短路电流木頌000 E：, 3 KB珂二占花曲-=- 心(Z.3Ta)85 12,2满疋 w. 4 10 3)作相邻元件变压器远后备保护， 电器方式) (2) I K sen Ik3)i k. mi n 37000 3(9.4 10 30) 37000 =589A 按相邻元件变压器低压侧母线短路校验 (电流保护接线按两相三继 二 432A ecp

11、37000 KtP(Zs.max+ZA_E)-2 月(9. 4 + 10 十 30)岛 注：保护采用两相三继电器接线时，灵敏校验值应采用三相短路电流值。 (2) 丫 K min senx 丘 爲 1k2E. mln ? -432A 432 =1. 35 43-1. 5,满足要求 319 保护时限按阶梯原则，比相邻元件后备保护最大动作时间大一个时限级差At。 毎业3、求图小网络方向过电流保护动作时问，时限级羞取 -1 0.5s并说明哪些保护需要装设方向元件。 答案：上 3=1. 5s ;上 5二 2. 5s S:七 7 二3s ;上 6 =ls ;14 二1 5s ; t2 二 2. 5s ；

12、ti 二 3s ；1/二 3. 5s ； t9二25s。保护2、3、4、6、7应加方向元件。 作业 2. 4画岀图示中性点不接地系统在线路L2的K点发生单相金属性接地时，电容电流的分布，并指岀电 单相接地故障特:点 1、故障点产生零序电压，且全系统零序电压相等；零序电压与故障前故障相的相电压大小相等、方向相反。 中性点电压升高，非故障相电压升高。 2、非故障元件零序电流等于本线路的对地电容电流。 电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路。 3、故障元件零序电流等于全系统非故障元件对地电容电流之和。 电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。 作业3。1 网络参数如图所示，己知： 系统A等值阻抗

13、：A 系统B等值阻抗浪min二心、最大阻抗为无穷大；线路的正序阻 抗Zi = 0.45/ 65 Q/km;线路上采用三段式葩离保护，阻抗元件均采用方向阻继电器，继电器最灵敏角 sen =65 ;保护E的山段时限为2s；线路AB、BC的最大负荷电流1 L. max =心，负荷自起动系数 为2,负荷的功率因数C0S炉二09 ；变压器采用差动保护，变压器容量2 15MVA、电压比110/6. 6kV、Uk% =10. 5%o 试求保护A各段动作阻抗，灵敏度及时限。 C Z p. a =0. 85x0. 45 x 30 二 11. 48。 注：距离保护I段的动作时间为瞬时动作，可靠系数的取值即为保护区

14、长度，因此，不必计算保护 区。 2、保护A第H段动作阻抗 (1)与保护B第I段配合 Z p.b =0. 85x0. 45x38=14. 540 分支系数Kb最小值的情况是:B.max时，即B电源断开，Kb = lo 注：应考虑分支的影响。 op. A 二rel (TAB Kbop. B =0. 85 (0. 45 X 30+ 14. 54) = 23. 83 Q (2)与变电所B降压变压器的速动保护配合 op. A - K rel (:1 lAB KbTmin)注：变压器最小阻抗应计及并列运行情况，且电压应采用主抽头 电压。 2 84. T 1 由于Zt Uk% u； 100 St 10. 5

15、 110 100 15 T. min 二8K =42. 35 2 Q 二 0.7(0. 45 30 42. 35) =39. 09 门 取二者较小值为动作阻抗，即Zop.A = 23. 83J 23.83“ Ten 二 1. 77 灵敏度：0. 45 301.5满足要求 保护动作时间为：I；气。 3、保护A第山段动作阻抗 0.9UN *op. A Kyi KyKssl L. max COS ( sen L)注：取电压为9V N是考虑电压产生波动时, 送功率不变。 0 910 .3 1.25 1. 15 2 0. 4cos(65 -26 ) c c me 其中：l 一 cos 0. 9 二 26

16、 63.96 灵敏度：(1)近后备Ksen4. 73 13. 5 (2)远后备 K-3皎35 1 rrc op. A sen 乙 Lab K b. max 乙 L =63. 96/(13.5 + L 78 X 17.1) 二1.31 1.2 满足要求。 动作时限：t 二 2 + 0.5二 2.5 s 作业3。2 网络参数如图所示，已知，线路正序阻抗乙，平行线路70km、MN线路为40km , 距离I段保护可靠系数取0.85 o M侧电源最大、最小等值阻抗分别为.max 25 、sM . min = 20 J ; N侧电源最大、最小等值阻抗分别为：sN. max二=：sN. min，试求MN线路

17、M侧距离保护的 最大、最小分支系数。 解：最人分支系数： (1)最人助増系数 “_ Z sm . max +Zmn +ZsN.mi n _ 25 +40 X 045 +1 5 _ 。仪 f b.max = 厶 sN.min (2)最大汲出系数 显然，当平行线路只有一回路在运行时，汲岀系数为 总的最大分支系数为 沆二Kb助Kb汲=3. 93心393。 (1)最小助增系数 由助增系数公式可得 ZsM min b. min sN max sN max 15 20 40 1 【注：汲出系数最大值为1。最小分支系数为: 0.45 25 25 =2. 52 (2)最小汲出系数 由式最小汲岀系数公式可知，平

18、行线路的阻抗可化为长度进行计算，则得 z- E c 、L 0 575 注：平行线路速断保护区可 ,NP1 ：set *=np2 140 -0. 85 汇 70 b，min錚 ZNP2 no 根据可靠系数决定。 总的最小分支系数为Kb助心汲二状0.5注: 在既有助增，也有汲出时，可分别 求出各自的分支系数，它们的乘积为总分支系数。 9应加方向元件。 ?3 =2. 5s ； ti 二3s ； til =3. 5So 保护 2、4、6、7、 备选作业 已知时限级差为0.5s。为保证动作的选择性，确定各 1、单电源环形网路，在各断路器上装有过电流保护, 过电流保护的动作时间及哪些保护要装设方向元件O 答.t2=03s . t4 =1s . t6 =1.5s . t8=2s - t10 =2.5s . t9 =0.3s . 二 1. 5s =2s 2、如图示输电血路，在各曲路器上