继电保护习题例题答案.doc

1、2.7 如 图 2-2 所 示 网 络 ， 在 位 置 1、 2 和 3 处 装 有 电 流 保 护 ， 系 统 参数 为 ： ， 、 ， ，15/3EkV5GX0GX310G， ， ， ， ， 线1260Lm40LBCkmCDLk2DELm路 阻 抗 ， =1.2 、 = =1.15 ， ，.4/krelK rel lK .maxBCIA， ， =1.5、 =0.85。 试 求 ：.maxCDIA.max5DEIAsre（ 1） 发 电 机 元 件 最 多 三 台 运 行 ， 最 少 一 台 运 行 ， 线 路 最 多 三 条 运 行 ， 最少 一 条 运 行 ， 请 确 定 保 护 3 在

2、 系 统 最 大 、 最 小 运 行 方 式 下 的 等 值 阻 抗 。（ 2） 整 定 保 护 1、 2、 3 的 电 流 速 断 定 值 ， 并 计 算 各 自 的 最 小 保 护 范 围 。（ 3） 整 定 保 护 2、 3 的 限 时 电 流 速 断 定 值 ， 并 校 验 使 其 满 足 灵 敏 度 要 求（ 1.2） （ 4） 整 定 保 护 1、 2、 3 的 过 电 流 定 值 ， 假 定 流 过 母 线senKE 的 过 电 流 保 护 动 作 时 限 为 0.5s， 校 验 保 护 1 作 后 备 用 ， 保 护 2 和3 作 远 备 用 的 灵 敏 度 。G 1G 2G

3、3ABCDE987 65 43 2 1L 1L 2L 3图 2-2 简 单 电 网 示 意 图解 ： 由 已 知 可 得= =0.460=24 ， =0.440=16 ， =0.450=20 ，1LX23LXBCX=0.430 ， =0.420=8CDDE（ 1） 经 分 析 可 知 ， 最 大 运 行 方 式 及 阻 抗 最 小 时 ， 则 有 三 台 发 电 机 运 行 ，线 路 L1L3 全 部 运 行 ， 由 题 意 G1， G2 连 接 在 同 一 母 线 上 ， 则=（ | + | ） |( + )=(6+12)|(10+16)=10.6.minsX1G2X1L23XL同 理 ，

4、最 小 运 行 方 式 下 即 阻 抗 最 大 ， 分 析 可 知 只 有 在 G1 和 L1 运 行 ，相 应 地 有 = + =39.maxs1GLB C DE321E.minsX1 0 . 6 2 0 1 2 8图 2-3 等 值 电 路（ 2） 对 于 保 护 1， 其 等 值 电 路 图 如 图 2-3 所 示 ， 母 线 E 最 大 运 行 方式 下 发 生 三 相 短 路 流 过 保 护 1 的 最 大 短 路 电 流 为.max.in 5/1.320.628kEsBCDEI kAXX相 应 的 速 断 定 值 为 = =1.21.312=1.57kA.1setI relK .m

5、axkI最 小 保 护 范 围 计 算 公 式 为 = =setI 3.ax1minsEZLi=-85.9km.max3120.4ssetEZI即 1 处 的 电 流 速 断 保 护 在 最 小 运 行 方 式 下 没 有 保 护 区 。对 于 保 护 2 等 值 电 路 如 图 2-3 所 示 ， 母 线 D 在 最 大 运 行 方 式 下 发 生 三相 短 路 流 过 保 护 2 的 最 大 电 流 = =1.558kA.maxkI.insBCDEX相 应 的 速 断 定 值 为 = =1.21.558=1.87kA.2setI relK .maxkDI最 小 保 护 范 围 为 = =-

6、70.6kmminL.max.23.4ssetEZI即 2 处 的 电 流 速 断 保 护 在 最 小 运 行 方 式 下 也 没 有 保 护 区 。对 于 保 护 3 等 值 电 路 如 图 2-3 所 示 ， 母 线 C 在 最 大 运 行 方 式 下 发 生 三相 短 路 流 过 保 护 3 的 最 大 电 流 = =2.17kA.maxkI.insBEX相 应 的 速 断 定 值 为 = =1.22.17=2.603kA.setI relK .axkC最 小 保 护 范 围 为 = =-42.3kmminL.max.320.ssetEZI即 3 处 的 电 流 速 断 保 护 在 最

7、小 运 行 方 式 下 也 没 有 保 护 区 。上 述 计 算 表 明 ， 在 运 行 方 式 变 化 很 大 的 情 况 下 ， 电 流 速 断 保 护 在 较 小 运行 发 生 下 可 能 没 有 保 护 区 。（ 3） 整 定 保 护 2 的 限 时 电 流 速 断 定 值 为 = =1.151.57=1.806kA 线 路 末 段 （ 即 D 处 ） 最 小 运 行 发 生setI tK .seI下 发 生 两 相 短 路 时 的 电 流 为 = =0.8098kA .maxkDI.ax32sBCEX所 以 保 护 2 处 的 灵 敏 系 数 = =0.4484 即 不 满 足 1.

8、2 的setK .inksetI senK要 求 。 同 理 ， 保 护 3 的 限 时 电 流 速 断 定 值 为 = =1.151.87=2.151kA.3setI relK .2stI线 路 末 段 （ 即 C 处 ） 最 小 运 行 发 生 下 发 生 两 相 短 路 时 的 电 流 为= =0.9764kA 所 以 保 护 3 处 的 灵 敏 系 数 =.maxkCI.ax32sBCEX .3setK=0.4531 即 不 满 足 1.2 的 要 求 。 可 见 ， 由 于 运 行 方 式 变 化.in3setI senK太 大 ， 2、 3 处 的 限 时 电 流 速 断 保 护

9、的 灵 敏 度 都 远 不 能 满 足 要 求 。（ 4） 过 电 流 整 定 值 计 算 公 式 为 = =setI rK.maxrelsLI所 以 有 = =304.5A 同 理 得 =406A =609A.1setI .maxrelsDEKI .2setI .3setI在 最 小 运 行 方 式 下 流 过 保 护 元 件 的 最 小 短 路 电 流 的 计 算 公 式 为 = 所 以 有 =727.8A =809.8A =974.51A.minkI.ax32sLEZ.minEI.minDI.minCI所 以 由 灵 敏 度 公 式 = 可 知 ， 保 护 1 作 为 近 后 备 的 灵

10、 敏 度 为senK.ikstI= =2.39 1.5 满 足 近 后 备 保 护 灵 敏 度 的 要 求 ；.1setK .minEstI 保 护 2 作 为 远 后 备 的 灵 敏 度 为 = =1.79 1.2 满 足 最 为 远 后 备.2setK .minEstI 保 护 灵 敏 度 的 要 求 ； 保 护 3 作 为 远 后 备 的 灵 敏 度 为 = =1.33.3setK .minEstI1.2 满 足 最 为 远 后 备 保 护 灵 敏 度 的 要 求 。保 护 的 动 作 时 间 为 =0.5+0.5=1s = +0.5=1.5s = +0.5=2s1t 2t 1 3t 2

11、2.8 当 图 2.56 中 保 护 1 的 出 口 处 在 系 统 最 小 运 行 方 式 下 发 生 两 相 短 路 ，保 护 按 照 题 2.7 配 置 和 整 定 时 ， 试 问（ 1） 共 有 哪 些 保 护 元 件 启 动 ？ （ 2） 所 有 保 护 工 作 正 常 ， 故 障 由 何 处的 那 个 保 护 元 件 动 作 、 多 长 时 间 切 除 ？ （ 3） 若 保 护 1 的 电 流 速 断 保护 拒 动 ， 故 障 由 何 处 的 那 个 保 护 元 件 动 作 、 多 长 时 间 切 除 ？（ 4） 若 保 护 1 的 断 路 器 拒 动 ， 故 障 由 何 处 的

12、那 个 保 护 元 件 动 作 、 多 长时 间 切 除 ？答 :（ 1） 由 题 2.7 的 分 析 ， 保 护 1 出 口 处 （ 即 母 线 D 处 ） 短 路 时 的 最小 短 路 电 流 为 0.8098kA， 在 量 值 上 小 于 所 有 电 流 速 断 保 护 和 限 时 电 流速 断 保 护 的 整 定 值 ， 所 以 所 有 这 些 保 护 都 不 会 启 动 ； 该 量 值 大 于1、 2、 3 处 过 电 流 保 护 的 定 值 ， 所 以 三 处 过 电 流 保 护 均 会 启 动 。（ 2） 所 有 保 护 均 正 常 的 情 况 下 ， 应 有 1 处 的 过 电

13、 流 以 1s 的 延 时 切 除故 障 。 （ 3） 分 析 表 明 ， 按 照 本 题 给 定 的 参 数 ， 1 处 的 速 断 保 护 肯 定 不会 动 作 ， 2 处 的 限 时 电 流 速 断 保 护 也 不 会 动 作 ， 只 能 靠 1 处 的 过 电 流保 护 动 作 ， 延 时 1s 跳 闸 ； 若 断 路 器 拒 动 ， 则 应 由 2 处 的 过 电 流 保 护以 1.5s 的 延 时 跳 开 2 处 的 断 路 器 。2.16 系 统 和 参 数 见 题 2.7， 试 完 成 ：（ 1） 整 定 线 路 L3 上 不 会 4、 5 的 电 流 速 断 定 值 ， 并

14、尽 可 能 在 一 端 加 装方 向 元 件 。 （ 2） 确 定 保 护 4、 5、 6、 7、 8、 9 处 过 电 流 的 时 间 定 值 ，并 说 明 何 处 需 要 安 装 方 向 元 件 。（ 3） 确 定 保 护 5、 7、 9 限 时 电 流 速 断 的 电 流 定 值 ， 并 校 验 灵 敏 度 。答 ： 整 定 保 护 5 的 电 流 速 断 。 保 护 4 处 的 母 线 发 生 三 相 短 路 时 ， 流 过保 护 5 的 短 路 电 流 为 = = 2.554A 43kGLEIX15/306按 此 电 流 来 整 定 ， 动 作 定 值 = =3.064kA.5set

15、I 4relkKI在 来 看 发 电 机 1、 2 处 于 最 大 运 行 方 式 下 保 护 5 处 母 线 三 相 短 路 时 ，有 =（ | + | ） =18 保 护 5 处 的 电 流 为 .minsXGX1L2=1.953kA5.in3ksLEI远 小 于 按 躲 过 保 护 4 处 母 线 三 相 短 路 求 得 的 整 定 电 流 ， 所 以 保 护 5不 必 安 装 方 向 元 件 ， 仅 靠 定 值 就 能 保 证 方 向 故 障 时 不 误 动 作 。现 在 整 定 保 护 4， 保 护 4 按 躲 过 保 护 5 处 母 线 短 路 最 大 电 流 整 定 时 ，定 值

16、 为 = =2.34kA 当 保 护 4 处 背 侧 母 线 三 相 短 路 是 ， 流 过 保 护.setI 5rlkI4 的 电 流 为 2.554kA， 大 于 其 整 定 值 ， 所 以 不 会 误 动 ， 必 须 加 装 方 向 元件 。 （ 2） 过 电 流 保 护 按 躲 过 最 大 负 荷 电 流 整 定 ， 其 量 值 较 小 ， 保 护 灵 敏度 很 高 ， 49 任 何 一 处 保 护 正 向 及 方 向 故 障 时 ， 短 路 电 流 的 量 值 都 会 超过 其 整 定 值 ， 所 以 每 一 处 都 应 安 装 方 向 元 件 。在 均 装 方 向 元 件 的 情

17、况 下 ， 4、 5、 6 处 的 过 电 流 保 护 的 动 作 时 间 分 别与 G3、 G2 和 G1 处 的 过 电 流 保 护 时 间 相 配 合 ， 在 其 动 作 延 时 的 基 础 上 增加 一 个 时 间 级 差 ； 5、 7、 9 处 过 电 流 保 护 的 动 作 时 间 均 与 3 处 过 电 流时 间 相 配 合 ， 由 题 2.7 可 知 ， 三 处 过 电 流 保 护 的 动 作 时 间 为 2s， 所以 5、 7、 9 处 过 流 保 护 的 动 作 时 间 均 应 取 2.5s。（ 3） 5 处 限 时 电 流 速 断 保 护 定 值 应 该 与 3、 6、

18、8 处 电 流 速 断 保 护 的 定值 相 配 合 。 与 3 处 电 流 速 断 保 护 的 定 值 配 合 ：3 处 电 流 速 断 保 护 的 定 值 为 = =2.603KA， L3 支 路 对 应 的.3setI relK .maxkCI分 支 系 数 的 倒 数 为 11223|1 .409|GLbr GLXX与 保 护 3 配 合 时 ， 5 处 限 时 电 流 速 断 保 护 的 定 值 为 =1.224kA.5.3setrelsetbIKI 与 6 处 和 8 处 电 流 速 断 配 合 ： 若 装 设 方 向 元 件 ， 则 6 处 电 流 速 断 保护 应 该 按 躲

19、过 母 线 A 处 三 相 短 路 的 最 大 短 路 电 流 来 整 定 ， 而 母 线 A三 相 短 路 时 ， 发 电 机 G1， G2 所 提 供 的 短 路 电 流 不 会 流 过 保 护 6 ，只 有 发 电 机 G3 的 电 流 才 流 过 保 护 6， 所 以 其 段 的 整 定 值 为= = =1.048kA.6setI relK 7kI31212|LrelGLXEX同 理 ， 装 设 方 向 元 件 的 情 况 下 ， 8 处 保 护 的 定 值 也 为 =1.048kA。 按 与 它 们 配 合 时 ， 5 处 限 时 电 流 速 断 保 护 的 定 值 为 .8setI

20、=1.205kA.5.6.8strelstrelstKII 取 三 种 情 况 的 最 大 者 ， 即 =1.224kA.setI校 验 灵 敏 度 ： 母 线 B 两 相 短 路 时 ， 流 过 5 处 的 最 小 短 路 电 流 为=2.211kA 所 以 灵 敏 度 为 =1.834 满.min32kBGLEIX .min.55kBsensetIK 足 要 求 。在 6、 8 处 不 装 方 向 元 件 的 情 况 下 ， 它 们 速 断 保 护 的 定 值 还 应 安 躲 过 母 线B 三 相 短 路 时 流 过 它 们 的 最 大 短 路 电 流 来 整 定 。母 线 B 三 相 短

21、 路 时 流 过 6、 8 处 的 最 大 短 路 电 流 为= = =1.844kA6.maxkI8.axk1212|GLEXX这 时 其 短 路 电 流 速 断 保 护 的 整 定 值 变 为 = = =2.26kA.6setI .8st 6.maxrelkKI所 以 5 处 限 时 电 流 保 护 的 定 值 为 =2.599kA.5.6setrelst 灵 敏 度 为 =0.85 故 不 满 足 要 求 。.min.55kBsensetIK 整 定 计 算 :在图 3.26 所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护 1 的相间短路保护、段进行整定计算。已知线路 A-B 的最大负荷

22、电流 、AID350max.功率因数 ，各线路每公里阻抗 、阻抗角 ，电9.0cosDk/4.0z17L动机的自启动系数 ，正常时母线最低工作电压 取等于5.1sKmin.LU。VUNk9.0解 l. 有关各元件阻抗值的计算线路 1-2 的正序阻抗 12304.z2121LZ线路 3-4、5-6 的正序阻抗 2460.z4316543LZ变压器的等值阻抗 .0.1%22kTTSUZ2. 距离 I 段的整定(1) 整定阻抗。按式(3.106)计算为 2.1085.21IrelIstZK(2) 动作延时。 (第 I 段实际动作时间为保护装置固有的动作延时） 。0tI3. 距离段的整定(1) 整定阻

23、抗：按下列两个条件选择：1) 与相邻下级最短线路 3-4（或 5-6）的保护 3（或保护 5）的 I 段配合，按式(3.108)计算为 I.setmin.brel ZKZBAst式中，可取 ， ，而 。85.0IrelK8.0rl 4.208.43IrlIst.3的计算如下：min.b为保护 3 的 I 段末端发生短路时对保护 l 而言的最小分支系数（如图i.3.27 所示） ，当保护 3 的 I 段末端 kl 点短路时，分支系数计算式为215.215.02s1432ss1s12b XZZXIK可以看出，为了得出最小的分支系数 ，上式中 应取可能最小值，即应min.bK1s取电源 G1 的最大

24、运行方式下的等值阻抗 ，而 应取最大可能值，即取i.1s2s电源 G2 的最小运行方式下的最大等值阻抗 ，相邻双回路线路应投入，因max.2sX而 19.25.3012min.b K代入计算式，于是得 4.9.8.1.setZ2) 按躲开相邻变压器低压侧出口 k2 点短路整定（变压器装有差动保护） ，按式(3.109)计算为tmin.brel1. ZKZBAset 此处分支系数 为在相邻变压器出口 k2 点短路时对保护 l 的最小分支系数，min.bK由图 3.27 可见 07.213max.2s1inmin.b XZ于是 ，此处取 。740.127.1.setZ .relK取以上两个计算值中

25、较小者为段整定值，即取 。291.rlZ(2) 灵敏性校验：按本线路末端短路求灵敏系数为 5.47129.senZKst满足要求。(3) 动作延时，与相邻保护 3 的 I 段配合，则 s5.0tt1它能同时满足与相邻保护以及与相邻变压器保护配合的要求。4. 距离段的整定(1) 整定阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定 ) 163.5(=.09max.in.in. DLLIUZ因为继电器取为相间接线方式的方向阻抗继电器，所以按式(3.116)计算为 ）（ Lsetresmin.11.set -coKZ取 =0.83， =1.15， =1.5 和 =70， = （0.9）=25.8，1reKresstD1cos于是 )(2.08.570cos5.16381.set ）（Z（2）灵敏性校验1)本线路末端短路时的灵敏系数为