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 1.5, K： 1.25 , K： 1.15, K；e； 1.2, Kre 0.85, t 0.5s；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115kv。试计算AB线路各段保护的启动电流和动作时限，并校验 II、III段的灵敏 度。1 s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K3点作为计算点。K2、三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K1K2K3最大运行方式(kA

2、 )最小运行方式(kA )(2)电流保护I段L.1Ke/Mmax1.251.795 B 2.244(kA),t10(s)(3)电流保护II段lSet.3KU.max1.251.253 B1.566(kA),1；3 4二g1.15 1.566 B1.801(kA)(2)灵敏度校验：lK21.min由iKMn1.438(kA) , kS；m勺叫 一38B0.798,不满足要求。2I set.1 1.801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 Set3KriW.max1.15 0.499 B 0.574(kA) , I S；tjK： L31.15 0.574 B

3、 0.660(kA).(2)灵敏度校验：KS11士4 受8B2.179,满足要求。Iset.1 0.660tiIt3IIt 0.5 0.5 1(s)(4)电流保护III段灵敏度校验：作为本线路的后备保护I S；t.1KIII K rel ss 一 I L maxKre1.2 1.50.850.2B0.433(kA)KSeIn.1与叫 1438B3.321,满足要求。I set10.433I作为相邻下一线路的后备保护KSe,上？ 1.027B2.372,满足要求。IsIet.i0.433'III . III t4t t 3(s)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

4、。已知:线路的正序阻抗Xi 0.45 /km ；系统阻抗:xMs min20,XNs min10,XMs maxxNs max25 ； K，KJ0.85 。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。1 15kV5 0km三、分析计算题3解：1保护1第I段:ZSet.119.125； t1I0S。2保护1第II段：zSet.230.6；ZSet.1 K/(Lm NZ1Kb.minZsIet.2)。用图3所示网络计算Kb.min。67.525图3求分支系数所用网络Kb.min2.7 ,则 zS；t.10.85 (22.5 2.7 30.6) 89.352()心2孩岐971普5,

5、满足要求。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=(?/km),Kk ' =; Kk '' =Kk=; Kzq=; Kh=。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。110kV 45km 30km解：1 .线路AB的保护A速断保护dz.AKki ld3B.max(Zs.minZab)1.25115 八 3(4 45 0.4)3.77(KA)2 .线路AB的保护A

6、的II段保护求动作电流（与下条线路电流速断动作值配合） ：''dz.AK K2K K1(3) d.c.maxE(Zs.min Zab Zbc)1.1 1.25115/3(4 45 0.4 30 0.4)2.25(KA)动作时间：tA” =灵敏度校验:Klm(3115 3 )2 4 0.4 452.251.34 1.33.线路AB的保护A的III段保护Kk3 Kz12 15Idz.A ； (I*)230 0.487(kA)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 _ .IA * ¥im150km囿二;Z1=Q/km; K 阉=

7、37人踪一Z miiri-" liClll49 .如图所示，各线路均装设距离保护，试对保护1的距离田段保护进行整定计算，并求出最小分支系数。Kei =;Kres=;Kss=1；Z产Q/km产 X 110KV田 20km 团i 呀五、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s、 2 s和s ,试计算保

8、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.1 Krel I K.1.max继电器动作电流为I g .oper.1I 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I K Ioper.2 rel K.2.max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电流相配合整定1 oper

9、.1 Krel 1 oper.2继电器动作电流K conI g.oper.1I oper.1nTA动作时限t1t2t 0.5s应大于一，I，一 灵敏度校验Ksen I cI oper.13 .过电流保护（6分）保护1的过电流保护为Ioper.1Krel Kss 11.max KresKcon%Aoper.1继电器动作电流I gopen g . opei .动作时限按阶梯型时限特性为t 1 t 2 t t 4 2t灵敏度校验：（4分）作为本线路的近后备保护K Isen iC ,应大于Ioper.1作BQ线路的后备保护Ksenk.2.minoper.1作变压器的后备保护Ksen1/ 3 3I普&#

10、39;JI 3 ,应大于I oper.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)Z1 0.4 / km , e1.1, Krel 1.2, Kss= 1.8, Ki ess10.5/ 3kV,e 0.85, e1、如图2所示的网络中，已知，线路每公里的正序阻抗Xs.max 0.3 /所. 0.3 ,IAB.Lmax 150人。1.25,5t30.5s。试对保护1进行三段式电流保护的整定计算。(14分)10km15km解：1、保护1电流I段整定计算(1)求动作电流I set.1KrelIk.B.max1.2510.5 1033(0.2 0.4 10)1804.27

11、A(2)灵敏度校验，即求最小保护范围min1 , 3 E (: z12 I set.1X s.max )(10.5 100.3) 6.52km0.4 2. 3 1804.27l minl AB6.521065.2% 15%,足要求(1分)(2)灵敏度校验(3)动作时间：t1 0s(1分)2、保护1电流II段整定计算(1)求动作电流I set.1K rel I set.2Krel ( K rel I k.C .max )1.1 1.25310.5 10.3(0.2 0.4 25)817.23A(2分)(2)灵敏度校验Ksenk.B.minI set.1,310.5 1032、3(0.3 0.4

12、10)817.231.49 1.3满足要求。(2分)(3)动作时间：t1 t2 0.5 0.5s (1 分)2、保护1电流III段整定计算(1)求动作电流I set.1KrelKssKreA B.L max1.2 1.50.85150317.65A310.5 103K I k.B.min 2,3(0.3 0.4 10)Ksen 3.841.3近后备：点317.65满足要求。(1分)310.5 103/ IkC.min 2, 3(0.3 0.4 25)Ksen 1.61.2远后备：&317.65满足要求。(2分)t1t30.5 0.5 1.5s(1分)(3)动作时间：2、如图3,已知：网

13、络的正序阻抗Z1=Q/km,阻抗角L 65°。线路上采用三段式距离保护， 其第I、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sen 65°,保护2的延时t22s,线路AR BC的最大负荷电流均为400A,负荷的自起动系数Kss 2,继电器的返回系数Kre 1.2,并设C 0.85,1.15,负荷的功率因数cos D 0.9 ,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臼 30kmE7 115/ ,3kVXsAmin 10X .20八sAmaxEb

14、 115/ 3kVXsB.min 30XsBmax 40B解：1、距离保护1第I段:动作阻抗：Zset1 K： Zab 0.85 0.45 3011.16（1分）2、保护1的第II段(分两种情况)：(1)与相邻线路配合:Zset1 K：（Zab KrIelKbminZBC）（1分）Kbmin4鲁。1） （10-13 1） 1.59X sB max40（2分）Zset1 0.8（13.5 0.85 1.59 0.45 38） 29.29（1分）(2)与变压器支路配合:Zset1Cl （Zab KlKbminZT）（1分）Kb minX（一sAmin ZABX r 八 sB max1）（*1.59

15、（2分）Zset10.7（13.5 0.7 1.59847） 42.442（1分）灵敏度:对以上两种情况，取较小者，所以:Zset129.29（1分）(1分)ZIIsetAKsenZAB29.29 2.17 1.513.5满足要求。(1分)动作时间：tII0.5s （1 分）3、距离保护1的第III段：采用方向阻抗继电器,KreZset1Zset1ZLminKe；KreKssCOS（ ld）,（1 分）ZLminU L minIL max0.9 1100.4142.89（1分）2,Kss 2IIIK rel1.151cos 0.9 25.8142.891.15 1.2 2 cos（65o 25

16、.8o）66.81（2分）灵敏度:(1)考虑本线路末端:KZset1sen近ZAB鬻4931.5（1分）(2)考虑相邻元件a：相邻线路末端Kset 远Zset1Zab+ KbmaxZBCKb max(XsAmax ZabX _八 sB min1)(20 13.5301)2.12,(1 分)Ksen 远Zset166.81Zab+ KbmaxZBC13.5+ 2.12 17.11.34 1.2满足要求。（1分）b:相邻变压器低压侧出口Ksen 远Zset1ZAB+LmaxZT(1分)K.b max(-''一sA max Z ABY八 sB min1)20 13.5301) 2.1

17、2(1分）Ksen 远Zset1ZAB+KbmaxZT66.810.33 1.213.54 2.12 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：t1 t2t 2 0.5 2.5s（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:Z产 /km。Kiel 二115/ 3 kV A70km1.解:K.B.maxZs minZs.min=12 QZs.max=18。Z1l AB115000/ 3 1.66kA12 0.4 70II. K I ,I,一 set.1 rel

18、1 K.B.max,八3 ELmin(-2- TT2 I set.1二xZs.max)/Z127.24kmLmin% = %>15 %t1=0S2、如图所示，各线路均装有距离保护，乙=/km, Kl Kr；l=,试对保护1的距离2段进行整定计算。2.解:Zset.2CiZbcK】ZiLbc0.85 0.45 80 30.6K b.min以 Xs1.min ZabI 1Xs2.max20 0.45 50 1 2.725ZsIet.1K；el(ZAB+Kb.minZset.20.85 (22.5 2.7 30.6) 89.35K；n2 Zkl = 89竺=3.97 1.25,满足要求。 Zab22.51、如图所示网络，已知： K；el=, Kre = , Kss=,最小运行方式下 1100A、490A,线路AB正常时流过的最大负荷电流 iLmax=174人 电流，并校