新教材第三章答案

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：ABC1G1G2DEG31L2L3L32456789图2－2简单电网示意图3/115kVE，151GX、102GX、103GX，120LLkm＝＝6、30Lkm＝4，kmLCB50、kmLDC30、kmLED20，线路阻抗km/4.01.2relKI=、1.15relrelKKIIIII==，.max300BClIA-=、.max200CDlIA-=、.max150CElIA-=，1.5ssK=、0.85reK=（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和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和3的限时电流速断定值，并校验使其满足灵敏度要求（2.1senK）。（4)整定保护1、2和3的过电流定值，假定E母线过电流保护动作时限为0.5秒，校验保护1作近后备、保护2和3作远后备的灵敏度。解：24600.421LLXX，16404.03LX，20504.0BCX8204.0,12304.0DECDXX（1）经分析，最大运行方式即阻抗最小，则三台发电机运行，线路31~LL全部运行，由题意知G1,G2连接在同一母线，则6.10)1610(||)126()(||)||||(332121min.LGLLGGsXXXXXXX其中“||”表示取并联的意思，以后不再重复。同理，最小运行方式即阻抗之最大，分析知在只有1G和1L运行，相应的39241511max.LGsXXX（2）对于保护1等值电路图如下所示EBCminsX20128Dfff123E10.6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..max.min115/3115/31.312()10.6201250.6KEsBCCDDEEIKAXXXX＝＝＝＝＋＋＋＋＋＋8相应的速断定值为)(57.1123.12.1max..1.KAIKIEKIrelIset，最小保护范围计算式为：min1max.23LZZEIsIsetKmZIELsIset9.584.01))122039(57.12/115(4.01)23(max.min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等值图如上所示，母线D最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流为..max.min115/3115/31.558()10.6201242.6KDsBCCDEIKAXXX＝＝＝＝＋＋＋＋相应的速断定值为)(87.1558.12.1max..2.KAIKIDKIrelIset最小保护范围为min.max.231115/2112()((3920))(30.75)0.41.870.40.4sIsetELI＝－Z＝－＋＝－59＝－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等值图如上所示，母线C最大运行方式下发生三相短路流过保护3的最大短路电流为..max.min115/3115/3()10.62030.6KCsBCEIKAXX＝＝＝＝2.17＋＋相应的速断定值为)(603.217.22.1max..3.KAIKICKIrelIset最小保护范围为min.max.331115/2112()(39)(22.09)0.42.6030.40.4sIsetELI＝－Z＝－＝－39＝－42.3km3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方式下可能没有保护区。（3）整定保护2的限时电流速断定值为)(806.157.115.11.KAIKIIsetIIrelIIset线路末端（即D处）最小运行方式下发生两相短路的电流为..min.max115/31150.8098()392012142KDsBCCDEIKAXXX33＝＝＝＝2＋＋2＋＋所以2处保护的灵敏系数为4484.0806.18098.0min..2.IIsetDKIIsetIIK，即不满足2.1senK的要求。同理保护3的限时电流速断定值为)(151.287.115.12.3.KAIKIIsetIIrelIIset线路末端（即C处）最小运行方式下发生两相短路的电流为..min.max115/31150.9746()3920118KCsBCEIKAXX33＝＝＝＝2＋2＋所以3处保护的灵敏系数为4531.0151.29746.0min..3.IIsetCKIIsetIIK，也不满足2.1senK的要求。可见，由于运行方式变化太大，2、3两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reLssIIIrelrereIIIsetKIKKKIImax.'，所以)(5.30415003.285.01505.115.1max.1.AKIKKIreLEDssIIIrelIIIset同理)(60930003.2),(40620003.23.2.AIAIIIIsetIIIset在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为LsKZZEImax.min.23，所以.min11511000727.839201283EI3＝＝（A）2＋＋＋，.min115110003920123DI3＝＝809.8（A）2＋＋.min1151100039203CI3＝＝974.51（A）2＋所以由灵敏度公式IIIsetKsenIIKmin.知，保护1作为近后备的灵敏度为：5.139.25.3048.7271.min.1.IIIsetEIIIsetIIK，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2.179.14068.7272.min.2.IIIsetEIIIsetIIK，满足做远后备保护灵敏度的要求；保护3作为远后备的灵敏度为2.133.16098.8093.min.3.IIIsetDIIIsetIIK满足作为远后备保护灵敏度的要求。保护的动作时间：sttsttstIIIIIIIIIIIIIII25.0;5.15.0;15.05.023121。2-9．如图2－3所示网络，流过保护1、2、3的最大负荷电流分别为400A、500A、550A，3.1ssK，85.0reK，15.1IIIrelK，5.021IIIIIItt秒，0.13IIIt秒BAMMC13245图2-3系统示意图求保护4的过电流定值；保护4的过电流定值不变，保护1所在元件故障被切除，当返回系数reK低于何值时会造成保护4误动？85.0reK时，保护4的灵敏系数2.3senK，当7.0reK时，保护4的灵敏系数降低到多少？解：（1）流过保护4的最大负荷电流)(1450550500400max.4.AIl保护4的过电流定值)(55.2145085.015.13.1max.4.4.KAIKKKIlreIIIrelssIIIset时限stttttIIIIIIIIIIII5.15.01),,max(3214（2）保护1切除故障后，流过保护4的最大负荷电流)(05.1)(1050550500'max.4.KAAIl，在考虑电动机的自起动出现的最大自起动电流)(365.105.13.1'max.4.max.KAIKIlssss，这个电流max.ssI必须小于保护4的返回电流reI，否则1.5s以后保护4将误切除。相应的要求reIIIsetreressKIKII55.24.max.，从而有535.055.2365.1,365.155.2rereKK。当返回系数低于0.535时，会造成保护误动。（3）保护4的灵敏系数max.4.min..4.min..4.lssIIIrelreBKIIIsetBKsenIKKKIIIK，4.senK与reK成正比，当reK下降时灵敏度下降，635.22.385.07.0senK。