继电保护例题作业答案

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。已知Ⅰ段可靠系数取1.25，Ⅱ段可靠取1.15，Ⅲ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18Ω,最小值为13Ω，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。解：（1）限时电流速断保护的整定计算①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Ⅱ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。]AZZEIDASDK1254)162413(3115000min.)3(max..[注：计算短路电流时，电压可采用平均电压。]BD线路Ⅰ段动作电流为：AIKIDKIrelIBDset1568125425.1)3(max...AB线路Ⅱ段动作电流为：AIKIIBDsetIIrelIIAset1803156815.1..被保护线路末端最小短路电流为：AZZEKIBASBK1369)2418(311500023)(max.)2(min..②校验灵敏度灵敏度为：不满足要求118031369.)2(min..IIAsetBKsenIIK改与相邻线路Ⅱ段配合，则[注：同理，由于BD线路Ⅱ段限时电流速断保护动作电流大于BC线路，因此应与BD线路Ⅱ段配合。]AIkF363)130162413(3115000max.AIKIFKIrelIDset45336325.1)3(max...AIKIIDsetIIrelIIBset52145315.1..AIKIIIBsetIIrelIIAset59952115.1..满足要求,3.129.25991369.)2(min..IIAsetBKsenIIK③动作时间：stttIIBsetAIIset15.05.0..24Ω20Ω16Ω180Ω130ΩABCDEF1.5s2s（2）定时限过电流保护①动作电流AIKKKILreSSrelIIIset40620085.05.115.1max.②校验灵敏度近后备灵敏度：满足要求,5.13.137.34061369.)2(min..IIAsetBKsenIIK远后备灵敏度：AZZEKICASCK927)202418(311500023)(max.)2(min..满足要求,2.128.2406927.)2(min..IIIAsetCKsenIIK。[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。]③动作时间：stttF5.35.030.23作业2．2根据三段式电流保护原理图，画出其展开图。答例题2．1如图所示35kV单侧电源放射状网络，确定线路AB的保护方案。变电所B、C中变压器连接组别为Ｙ，d11，且在变压器上装设差动保护，线路A、B的最大传输功率为Ｐmax＝9MW,功率因数9.0cos，系统中的发电机都装设了自动励磁调节器。自起动系数取1.3。9.4Ω10Ω12Ω30Ω30Ω6.3Ω解：暂选三段式电流保护作为AB线路的保护方案。（1）瞬时电流速断保护B母线短路最大三相短路电流AZZEIBASBK1310)103.6(337000min.)3(max..[注：发电机装设自动调节励磁器，计算短路电流时，可不考虑衰减。]AIKIBKIrelIAset1638131025.1)3(max...灵敏度检验：最小运行方式15％处两相短路灵敏度IAsetLASKIAZZEKI.minmax.)2(min.1697)1015.04.9(33700023)(因此灵敏度满足要求。[注：按此计算能计算出保护区是否达到最小保护区，不能计算出保护区实际长度。]当需要计算出保护区长度时，可由下面计算公式求出最小保护区长度：，由)(minmax.)2(min..LASKIAsetZZEKII89.14.9163833700023max..minSIAsetLAZIEKZ得%9.18%1001089.1%100%100%minminminBALABAZZLLL（2）限时电流速断保护1）与相邻元件变压器瞬时电流速断保护配合按躲过接在B母线上的变压器低压侧母线短路整定变压器瞬时电流速断保护AZZEIEASEK461)30103.6(337000min.)3(max..AIKIEKIrelIBTset57646125.1)3(max...AIKIIBTsetIIrelIIAset66257615.1..2）与相邻线路瞬时电流速断保护配合AZZEICASCK755)12103.6(337000min.)3(max..AIKICKIrelIBLset94475525.1)3(max...AIKICKIrelIBLset94475525.1)3(max...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AZZEKIBASBK954)104.9(33700023)(max.)2(min..不满足要求,3.11086954.)2(min..IIAsetBKsenIIK改用与变压器低压侧母线短路配合，选用动作电流576A。[注：按基本配合原则，要计算出BC线路Ⅱ段动作电流，由于从网络参数可以看出，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，此配合方式已经是Ⅱ段与Ⅱ段配合了。]满足要求,5.13.165.1576954.)2(min..IIAsetBKsenIIK动时间取1s。(3)定时限过电流保护ACOSUPINL1749.03595.03900095.03maxmax.[注：计算式中的0.95系数考虑电压降低5%时，输送最大功率。]AIKKKILreSSrelIIIset31917485.03.12.1max.灵敏度校验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AZZEKIBASBK954)104.9(33700023)(max.)2(min..满足要求,5.13.199.2319954.)2(min..IIAsetBKsenIIK[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校验，AZZEKICASBK589)12104.9(33700023)(max.)2(min..满足要求,2.185.1319589.)2(min..IIAsetBKsenIIK3）作相邻元件变压器远后备保护，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电器方式）AIk432)30104.9(337000)3(min.AZZEKIEASEK43232)30104.9(33700023)(max.)2(min..[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。]满足要求,5.13.135.1319432.)2(min..IIAsetEKsenIIK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△ｔ。作业2．3、求图示网络方向过电流保护动作时间，时限级差取0.5s。并说明哪些保护需要装设方向元件。答案:st5.13；st5.25s；st37；st16；st5.14；st5.22；st31；st5.38；st5.29。保护2、3、4、6、7应加方向元件。作业2．4画出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，并指出电压、电流有哪些特点？答单相接地故障特点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，已知：系统A等值阻抗10AX，系统B等值阻抗30min.BX、最大阻抗为无穷大；线路的正序阻抗z1＝0.45∠65°Ω／km；线路上采用三段式距离保护，阻抗元件均采用方向阻继电器，继电器最灵敏角65sen；保护Ｂ的Ⅲ段时限为2s；线路AB、BC的最大负荷电流AIL400max.,负荷自起动系数为2，负荷的功率因数9.0cos；变压器采用差动保护，变压器容量MVA152、电压比kV6.6/110、%5.10%kU。试求保护A各段动作阻抗，灵敏度及时限。解：1、保护A第Ⅰ段动作阻抗48.113045.085.0.AopZ[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长度，因此，不必计算保护区。]2、保护A第Ⅱ段动作阻抗(1)与保护B第Ⅰ段配合54.143845.085.0.BopZ分支系数bK最小值的情况是max.BX∝时，即B电源断开，bK＝1。[注：应考虑分支的影响。])(.1.BopbABrelAopZKLZKZ＝0.85(0.45×30＋14.54)＝23.83Ω（2）与变电所B降压变压器的速动保护配合)(min.1.TbABrelAopZKLZKZ[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。]由于7.84151101005.10100%22TTKTSUUZ35.4227.84min.TZΩ所以09.39)35.423045.0(7.0.AopZ取二者较小值为动作阻抗,即83.23.AopZ灵敏度：77.13045.083.23senK＞1.5满足要求。保护动作时间为：ttIIop。3、保护A第Ⅲ段动作阻抗)cos(9.0max..LsenLssrerelNAopIKKKUZ[注：取电压为NU9.0是考虑电压产生波动时，输送功率不变。])2665cos(4.0215.125.131109.0＝63.96Ω其中：269.0cos1L灵敏度：(1)近后备73.45.1396.63senK(2)远后备78.1305.131030bK[注：远后备保护可不考虑相邻变压器。]BCbABAopsenLZKLZZK1max.1.＝63.96／(13.5＋1.78×17.1)＝1.31＞1.2满足要求。动作时限：ｔ＝2＋0.5＝2.5s作业3。2网络参数如图所示，已知，线路正序阻抗kmZ/45.01，平行线路km70、MN线路为km40，距离Ⅰ段保护可靠系数取0.85。M侧电源最大、最小等值阻抗分别为25max.sMZ、20min.sMZ；N侧电源最大、最小等值阻抗分别为25max.sNZ、15min.sNZ，试求MN线路M侧距离保护的最大、最小分支系数。解：最大分支系数：（1）最大助增系数93.3151545.04025min.min.max.max.sNsNMNsMbZZZZK（2）最大汲出系数显然，当平行线路只有一回路在运行时，汲出系数为1。总的最大分支系数为93.3193.