电力系统继电保护计算题

1、三、分析计算题3 在图1 所示网络中的AB 、BC、BD、 DE上均装设了三段式电流保护；保护均采用了三相完全星形接法；线路AB的最大负荷电流为200A，负荷自启动系数Kss1.5 ， K relI1.25 ， K relII1.15 ， K relIII1.2 ， K re0.85 ，t0.5s；变压器采用了无时限差动保护；其它参数如图所示。图中各电抗值均已归算至动电流和动作时限，并校验II 、 III 段的灵敏度。115kV。试计算 AB 线路各段保护的启图 1 系统接线图图 2 系统接线图3 答：（ 1 ）短路电流计算。选取图 3 中的 K1 、 K 2 、 K3 点作为计算点。图 3三

2、相短路计算结果如表1 所示。表 1三相短路计算结果短路点最大运行方式1.7951.2530.499（ kA ）最小运行方式1.6601.1860.488（ kA ）（2）电流保护I 段I setI.1 K relII K(3)1.max1.251.795 B 2.244(kA)， t1I0( s)（ 3 ）电流保护II 段I setI.3 K relII K(3)2.max1.251.253 B 1.566(kA)， I setII.1K relIII setI.31.15 1.566 B 1.801(kA)(2)3(3)III K(2)1.min1.438灵敏度校验： I K 1.min2I

3、K1.min1.438(kA) ， K sen.1I setII.11.801B 0.798 ，不满足要求。与保护 3的 II 段相配合：保护3的II段按可伸入变压器而不伸出变压器整定。I setII.3 K relIII K(3)3.max1.150.499 B 0.574(kA)， I setII.1K relIII setII.31.15 0.574 B 0.660(kA)III K(2)1.min1.438 B 2.179 ，满足要求。灵敏度校验： K sen.1III set.10.660（ 4 ）电流保护 III 段灵敏度校验：作为本线路的后备保护K sen.1IIII K(2)1

4、.min1.438B 3.321，满足要求。I setIII.10.433作为相邻下一线路的后备保护K sen.1IIII K(2)2.min1.027 B 2.372，满足要求。I setIII.10.433三、分析计算题3在图1 所示网络中装设了反应相间短路的距离保护。已知：线路的正序阻抗x1 0.45 / km ；系统阻抗：xMs min20， xNs min 10 ， xMs max xNs max 25 ； K relIK relII0.85 。试对距离保护1 的第 I 、II 段进行整定计算，并校验 II 段灵敏度。三、分析计算题II0s 。3 解： 1 保护 1 第 I 段： Z

5、 set.1 19.125； t12保护1第II段： Z setI.230.6 ； Z setII.1K relII(LMN z1K b.min Z setI.2) 。用图 3所示网络计算 Kb.min。图 3求分支系数所用网络Kb.min67.52.7 ，则 Z setII.10.85 (22.52.730.6) 89.352()25K senII.289.352B 3.9711.25，满足要求。22.5二、 (本题每小题10 分，满分 20 分 )如图所示，在110KV 输电线路中，线路AB 的负荷电流为175A,系统阻抗为 :Xs=4, 单位线路长度的阻抗为 :X=0.4(/km),Kk

6、 =1.25;Kk =Kk=1.15; Kzq=1.5;Kh=0.85。1. 计算：电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护动作值与动作时间。2. 比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。1.5s110kV45km30km解：1. 线路 AB 的保护 A 速断保护2. 线路 AB 的保护 A 的 II 段保护动作时间： t A ''=0.5s灵敏度校验：求动作电流（与下条线路电流速断动作值配合）：3. 线路 AB 的保护 A 的 III 段保护48 如图所示， 试计算保护1 限时电流速断保护的动作电流、动作时限及校验灵敏度。已知 K=1.2;Z1 =0.

7、4/km;K=1.2。49 如图所示，各线路均装设距离保护，试对保护Krel =1.25;Kres =1.2;Kss =1 ;Z1 =0.4 /km;U1 的距离 段保护进行整定计算，并求出最小分支系数。×loa.min=0.9110KV五、计算题（共20 分）在图 5-1 所示的单侧电源辐射网中，线路 AB 的保护采用三段式电流保护，采用电流互感器三相完全星形接线。已知线路 AB 的最大负荷电流为300A ，电流互感器变比为400/5，在最大和最小运行方式下，K1 、 K2 及 K3 点发生三相短路时的电流值见下表(均已折算到电源侧).保护 6、7、8 的过电流的动作时间分别为1.

8、5、 2和 0.9,试计算保护1 各段的动作电流和动作时间,检验保护的灵敏度,同时简述保护1 各段的特点 .表5-1短路电流值短路点K1K2K3最大运行方式下三相短路电流（A ）30001250650最小运行方式下三相短路电流(A)25001040500图 5-1解： 1保护1 的无时限电流速断（ 4 分）一次动作电流为I oper.1K rel I (3)K .1.max继电器动作电流为I g.oper .1K con I oper .1nTA2保护 1 的限时电流速断保护（6 分）先计算出保护2 的无时限电流速断保护动作电流保护 1 的限时电流速断保护应与保护 2 的无时限电流速断保护动作

9、电流相配合整定继电器动作电流动作时限 t1t2t0.5s灵敏度校验 KsenI (2)k.1.min应大于 1.3Ioper.13过电流保护（ 6 分）保护 1 的过电流保护为I oper.1K rel K ss I1.maxK res继电器动作电流I g .oper.1KconI oper .1nTA动作时限按阶梯型时限特性为灵敏度校验：（4 分）t 1t2tt42 t作为本线路的近后备保护K senI (2)k.1.min，应大于 1.5Ioper .1作 BQ线路的后备保护K senI (2)k.2.min，应大于 1.2Ioper .1作变压器的后备保护K sen1/3I (2)k.3

10、.min，应大于 1.2Ioper.1灵敏度应满足要求，如果不满足，采取措施提高灵敏度。四、计算题（共38 分）1、如图2所示的网络中，已知，线路每公里的正序阻抗Z10.4/ km ，E10.5/3kV,X s.max0.3，X s.min0.3,I A B. L max150A 。K rel1.25， K rel1.1， K rel1.2，K ss1.8，K re0.85， t30.5s。试对保护1 进行三段式电流保护的整定计算。（ 14 分）图 2解： 1、保护 1 电流 I 段整定计算（ 1）求动作电流（ 2）灵敏度校验，即求最小保护范围。满足要求（ 3） 动作时间： t1 0s（1 分

11、）2、保护 1 电流 II 段整定计算（ 1）求动作电流（2 分）（ 2）灵敏度校验满足要求。（ 2 分）（ 3）动作时间： t1t20.5 0.5s （ 1 分）2、保护 1 电流 III 段整定计算（ 1）求动作电流（1 分）（ 2）灵敏度校验近后备：满足要求。（ 1 分）远后备：满足要求。（ 2 分）（3）动作时间：t1t30.5 0.5 1.5s （1 分）65o 。线路上采用三段式距离保护，其第2、如图 3，已知：网络的正序阻抗Z1=0.45 /km ，阻抗角 LI、II 、III段阻抗元件均采用 0°接线的方向阻抗继电器，继电器的最灵敏角sen65o ，保护 2 的延时

12、t 22s ，线路 AB 、BC的最大负荷电流均为400A ，负荷的自起动系数K ss 2,继电器的返回系数Kre1.2，K relI0.85，并设K relII1.15 ，负荷的功率因数cosD0.9 ，变压器采用了能保护整个变压器的无时限纵差保护。试求：距离保护 1第 I 段的动作阻抗，第II段、第III 段的灵敏度与动作时间。 （ 24 分）图 3解： 1、距离保护1 第 I 段：动作阻抗：Zset 1K relIZ AB0.85 0.45 30 11.16（ 1分）2、保护 1 的第 II 段（分两种情况） ：（1）与相邻线路配合：Zset 1 K relII (Z ABK relIK

13、 b min Z BC )（1分）K b min( X sA minZAB1)(1013.51)1.59（2 分）X sB max40Zset 10.8(13.50.851.590.45 38)29.29（1 分）（ 2）与变压器支路配合：Zset 1K relII (Z ABK relI K b minZT )（1分）2Kb min(X sA minZAB1)1013.51)1.59X sB max(40（2 分）Zset 10.7(13.50.71.5984.7 ) 42.44（1 分）2对以上两种情况，取较小者，所以：Zset129.29（1 分）灵敏度：K senZsetIIA29.2

14、92.171.5Z AB13.5满足要求。（ 1 分）动作时间： t II0.5s （ 1 分）3、距离保护1 的第 III 段：采用方向阻抗继电器，Zset 1ZL minK relIII Kre K ss cos(LD)，（1分）ZL minU L min0.9110142.89I L max30.4， (1分)K re1.2 ， K ss2 ， K relIII1.15 ，Dcos 1 0.925.8，142.8966.81Zset 125.8o )1.15 1.2 2 cos(65o（2 分）灵敏度：（ 1）考虑本线路末端：Zset 166.814.93 1.5Ksen 近13.5Z

15、AB（ 1分）（ 2）考虑相邻元件a：相邻线路末端Zset 1K set 远ZAB Kb max ZBC， （ 1 分）K b max( X sA maxZ AB1) (2013.51)2.12X sB min30，（1 分）K sen远Zset 166.811.341.2K b max ZBC满足要求。（ 1 分）ZAB13.52.12 17.1b：相邻变压器低压侧出口Ksen远Zset 1Z ABKb max ZT（1 分）K b maxX sA''maxZ AB1)2013.51)2.12(30X sB''min（1 分）Ksen远Zset166.810.

16、331.2K b max ZTZ AB13.52.12 84.7（1 分）不满足要求，认为III段不能作为变压器的后备保护动作时间： t 1t 2t2 0.52.5s（1 分）五、计算题（本大题共 2 小题，每小题13 分，共 26 分）1、如图所示网络 ，试计算保护1 电流速断保护的动作电流，动作时限及最小保护范围。已知： K relI=1.2 ，Z1 =0.4 / km 。1. 解：I setI.1K relI I =1.2 ×1.66kA =1.99kAL min%=38.91%>15% ， t I1 =0s2、如图所示，各线路均装有距离保护，Z1 =0.45/ km ， K relIK relII =0.85 ，试对保护1 的距离段进行整定计算。2. 解：K senII.2ZsetII.1 =89.35=3.97 1.25，满足要求。ZAB22.51、如图所示网络，已知：K relIII =1.2 ， K re =0.85 ， Kss =1.3 ，最小运行方式下 K 2、K 3 点的三相短路电流分别为 1100A、490A ，线路 AB 正常时流过的最大负荷电流I Lmax =174A 。试计算保护 1 定时限保护的动作电流 ，并校验灵敏系数。2、如图所示，各线路均装有距离保护，Z1 =0.4 / km ， K relI =0.85 ，