继电保护习题例题答案.doc

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： ， 、，线路阻抗，=1.2 、=1.15 ，=1.5、=0.85。试求：（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E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。 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，=0.430， =0.420=8（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同理，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 的最大短路电流为相应的速断定值为=1.21.312=1.57kA最小保护范围计算公式为= =-85.9km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相应的速断定值为 =1.21.558=1.87kA最小保护范围为 =-70.6km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相应的速断定值为 =1.22.17=2.603kA最小保护范围为 =-42.3km即3处的电流速断保护在最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）最小运行发生下发生两相短路时的电流为=0.8098kA 所以保护2处的灵敏系数 =0.4484 即不满足1.2的要求。同理，保护3的限时电流速断定值为 =1.151.87=2.151kA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 =0.4531 即不满足1.2的要求。可见，由于运行方式变化太大，2、3处的限时电流速断保护的灵敏度都远不能满足要求。（4）过电流整定值计算公式为 =所以有 =304.5A同理得 =406A =609A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所以由灵敏度公式 =可知，保护1作为近后备的灵敏度为=2.391.5 满足近后备保护灵敏度的要求；保护2作为远后备的灵敏度为 =1.791.2满足最为远后备保护灵敏度的要求；保护3作为远后备的灵敏度为 =1.331.2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=2s2.8 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 按此电流来整定，动作定值=3.064kA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 =1.953kA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，定值为=2.34kA 当保护4处背侧母线三相短路是，流过保护4 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、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支路对应的分支系数的倒数为 与保护3配合时，5处限时电流速断保护的定值为 =1.224kA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 =1.205kA取三种情况的最大者，即=1.224kA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三相短路时流过6、8处的最大短路电流为=1.844kA这时其短路电流速断保护的整定值变为=2.26kA所以5处限时电流保护的定值为 =2.599kA灵敏度为 =0.85 故不满足要求。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的最大负荷电流、功率因数，各线路每公里阻抗、阻抗角，电动机的自启动系数，正常时母线最低工作电压取等于。解 l. 有关各元件阻抗值的计算线路1-2的正序阻抗 线路3-4、5-6的正序阻抗 变压器的等值阻抗 2. 距离I段的整定(1) 整定阻抗。按式(3.106)计算为(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）。3. 距离段的整定(1) 整定阻抗：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)计算为式中，可取，而。 的计算如下： 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，即应取电源G1的最大运行方式下的等值阻抗，而应取最大可能值，即取电源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，因而代入计算式，于是得 2) 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，由图3.27可见于是，此处取。取以上两个计算值中较小者为段整定值，即取。 (2) 灵敏性校验：按本线路末端短路求灵敏系数为 满足要求。 (3) 动作延时，与相邻保护3的I段配合，则 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)计算为取=0.83，=1.15，=1.5和=70，=（0.9）=25.8，于是（2）灵敏性校验 1)本线路末端短路时的灵敏系数为满足要求。2) 相邻元件末端短路时的灵敏系数。图3.28所示相邻线路末端短路时的灵敏系数，按式（3.118）计算为取的可能最大值为，的可能最小值为，而相邻平行线取单回线运行，则于是满足要求。 相邻变压器低压侧出口k2点短路（如图3.28所示）时的灵敏系数，也按式(3.118)计算，但此时的最大分支系数为于是，不满足要求。变压器增加近后备保护，整定计算略。 (3) 动作延时为或取其中较长者（s）