继电保护习题课Word文件下载.docx

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远后备：

Km=ldc.min/ldz2‘l[（121/V3）x（V3/2”（10+60）]/0.3653=2.37

t2'

=t3'

：

t=2.60.5=3.1s

电流保护的接线方式是指保护中的电流继电器与电流互感器之间的连接方式，通常有两种方

式，一中是三相接继电器，另外一种是两相（A、C相）接继电器，即三相星形接线和两相星形接线。

通常情况下较高电压等级（》110kV）中性点直接接地，线路中发生任何故障时

都必须动作，因此使用三相星形接线，而中性非直接接地的配电系统，通常我们希望发生一

点故障时，系统仍能继续运行两个小时，所以采用两相星形接线，为什么呢？

相间故障：

三相星形接线，有两个继电器动作

两相星形接线，ABBC故障时只有一个继电器动作，对于不接地系统是有优势

接地故障：

中性点不直接接地系统中，保护不能识别

中性点直接接地系统中，如B相接地时，三相星形可正确动作，而两相星形则不

能动作。

接线方式：

电压较高（121kV）,采用三相三接线。

3-18

上题所示电网中（Xs,min=80,Xs,max=10。

），若X“=2曲,Xl2=4曲,限时电流速断保护的Idz=750A，动作时限为0.6s，其他条件不变，试求：

（1）L2相间电流速断保护的Idz；

（2）L2相间限时电流速断保护的Idz、Klm和动作时限；

（3）L2过电流保护的Idz、Klm和动作时限及接线方式。

（1）跳过

IdB.max二E/（Xs.minXl2）=（121八3）/（840）=1.455（kA）

限时电流保护配合动作

••TdC.max=1.027（kA）,ldzi、1.233（kA）

•••Idz2>

Kk"

ldzi'

1.21.233=1.4796（kA）

••TdB.min=（.3/2）E/（Xs.maxXl2）=C3/2）（121儿3”（1040）=1.21（kA）

•-Kim=IdB.min/Idz2"

=1.21/1.4796：

：

1

（不满足要求，故应与保护1的n段配合整定）

ldz2"

Idz1"

=1.2750=900A；

（750A是限时电流速断保护的定值，因此2的

II段应与下一级线路的II段配合）

Klm=IdB.min/Idz2^1210/900=1.34

动作时限t2"

*"

Ft=0.6•0.5=1.1s

（3）跳过

ldz2'

J（KzqKk'

/Kh）lfh.2.max=（1.151.8/0.85）15^365.3（A）

KIm=IdB.min/Idz2‘'

=1.21/0.3653=3.31

Klm=IdC.min/Idz2'

=[（121b，；

3/2”（10+60）]/0.3653=2.37

动作时限t2'

t=2.6-0.5=3.1s

电压较高（121kV）,采用三相三接线方式。

3-19

求题3-17中L2电流速断保护的保护范围（最大运行方式下三相短路，最小运行方式下两相

短路）。

电流保护整定的方法：

按最大运方整定，按最小运方校验

最大运行方式下：

[E/（Xs.min，Xl2）]Kk^E/（Xs.min-X）

820=1.2（8X）二X=15.33

•••X%二X/XL2=15.33/20=76.7%

=5"

Xl1=18"

Xl2=8」,

Umin二0.95*35kV

Kzq=1.6,L1线路装有

d1C

最小运行方式下：

・[E/（Xs.minXl2）]=[E/（Xs.maxX）]C，3/2）

=（、.3/2）（8-20^1.2（10X^X-10.21

•••X%=10.21/20=51%

3-20

下图电网中，已知E=38.5/、..3kV,Xs,min=4」,Xs,max

XB=30门,Pmax=9MW,cos「=0.9,

（Ifh,max=Pmax/J3UminCOS申，这个公式不该给！

！

），自启动系数

三段式电流保护，变压器过电流保护动作时限为1.6s,试求：

（1）

（2）

解:

IdB.max二E/（Xs.minXl2）=（38.5/.3）/（48）=1.852（kA）

•ldz2、Kk'

IdB.max"

21.852=2.223（kA）

（2）IdC.max二E/（Xs.minXl1Xl2）=（38.5/.3）/（4818）=0.741（kA）

由过量保护应该按最大运行方式整定的原则，考虑保护2的II段与线路L1的I段相配

合

口。

怙'

=心'

G.max"

20.74仁0.889（kA）

ldz>

1.20.889=1.067（kA）

Klm“dB.min/ldz2"

=[（「3/2）E]/（XgXl2）/—"

二1.481/1.067=1.39

t?

"

*'

t=0.10.5=0.6s

（3）Ifh.2.max二Pmax/（3UmincosJ=9000/（、.30.95350.9）=173.64（A）

取Kk'

=1.15,Kh=0.85

Idz2'

=（Kk'

Kzq/Kh）173.64=375.88（A）

IdB.min-C.3/2）[E/（Xs.maxXl2）]=1.481（kA）

Klm=ldB.min/ldz2'

481/375.88=3.94

远后备（下一级母线出线有几条就要检验几条）：

对于C段：

Klm=Idc.min/1dz2'

=[（73/2）X（38.5/V3）/（5+8+18）]X1000/375.88=1.65

对于变压器：

Klm=IdD.min/Idz2'

=（岳/2）汇（38.5/T3）/（5+8+30）X000/375.88=1.19c1.2

动作时限：

t2”'

=1.60.5=2.1s

因为低压线路且线路中采用了Y/厶变压器（？

？

），故接线方式应采用两相三接线,采用两相三接线后灵敏度可以提高。

3-21

3、4、6、7、9、10的动作

在以下电网中，各线路装有定时限过电流方向保护，试确定装置时限，以及哪些保护需装设方向元件？

哪些不要装设方向元件？

注意配合时，1、5、&

11必须作双向考虑，2、12作为电源直接出线

装置2的动作时限为0"

=

t4*t=0.60.5=1.1"

t7二t4=1.10.5=1.6"

t10=t7=1.60.5=2.1"

装置12的动作时限为0'

t9二t11=1.30.5=1.7"

t6二t9：

t=1.70.5=2.2"

t3二t6t=2.20.5=2.7"

原则：

在过电流保护中，对于那些动作时限比其背侧保护至少高出一个「辻的保护不需

要装设方向元件=装置7、9、4需装设方向元件

3-22

在以下环形网中，如各线路均装有定时限过电流方向保护，试确定保护装置1、2、3、5、6、

8、10、11、13、14的动作时限以及哪些保护需安装方向元件？

哪些不要?

环网中，当在A点保护1处解列，保护2相当于输电线路的末端，其动作时限可设为0；

同理，当在A点保护14处解列，保护13相当于输电线路的末端，其动作时限可设为0。

t10丸2吐=1.5"

t6=t10.：

t=2.0"

t3=t6：

t=2.5"

t^t^1-3.0"

t5=t.：

t=1"

装置2、5、10、13需装设方向元件

t8N7=2"

t11=t8=2.5"

t14二帖厶t=3"

3-23

如果功率方向继电器按

90°

接线，内角=300，线路阻抗角为70°

，若远离保护安装处发

生BC两相短路，以下两个功率方向继电器哪一个较灵敏?

（2）1J=1C，Uj1=UaB°

（1）Ij1=Ib,uj1-UCA

=J=d-1200=70。

-1200=-50。

=■cos（j…：

）二cos（—50030。

）=cos200：

0.94

（2）Ij2二Ic,UJ1=Uab

=J2一600=700-600=100

二cos（j：

）=cos（100300）=cos400:

0.774

=■COS（:

£

〉）.COS（>

J2'

爲）

=第一个比第二个灵敏

3-24

IJZ.2，分支系数Kfz，并校验灵敏度Km。

求下图中保护2的相间限时电流速断的整定值

3-7

（1）理解一下最大、最小运行方式与测量阻抗间的关系

（2）（3）数据有问题灵敏度不满足要求跳过

（4）理解近、远后备的意思，检验采用什么值？

3-14

题目中发电机的标号要改一下

（1）全运行时的三序等值图，正序与负序结构相同，但负序无电源结点，零序结构图主要

考虑变压器接接线方式

保护I段：

躲过系统一切正常操作（断路器三相触头不同期合闸、线路采用单相重合闸时，按躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时所出现最大零序电流）引起的零序电流以及躲

过线路末端单相接地及两相接地故障时零序电流值。

此处按躲过本级线路末端单相或两相接

地故障整定。

保护II段：

按躲过下级线路零序I段进行整定，需要注意的是存在分支系数，所以

II

O.set.1

K「elII

I0.set.3

K0.b.1

需要注意：

Ko.b.1、Ko.b.4取值大小，整定时应该取最小值，检验时应该取最大值

（5）不用

（6）不灵敏I段

线路采用单相重合闸时，按躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时所出现最大零序电流

第四章电网的距离保护

距离保护I段整定最简单，躲过下级线路出口处故障即可，因此按线路全长与可靠系数

之积来处理，此处可问一下可靠系数与1的关系，为什么有这样的结论？

将一次侧的阻抗整定值转到二次侧，U1/U^N1/N^.互二空上二土上也

li/12=ni/n乙Ui/liUiI2Nin2

取Kk‘=0.8

Zdz'

=KJZab=0.8x40x0.4d75o=i4.40

/.Zdz.j=Zdzx（nL/nY）=i4.4x[（300/5）/（ii0/0.i）]=0.7850

Zzd'

二Zdz.j=0.785门

压器

BC段保护II的第I段整定为：

Zii』z'

=0.8Zbc=0.8汉50X0.4弘75°

|=180

其保护范围为：

18/0.45=40km

当短路发生在BC段40km处时，可将线路简化为：

其中X1=Xs•XAB=1090o1875o,X2=1875o,X^3090°

二

Kfz=（X1X3）/X3=（1090°

1875°

3090°

）/3090°

=1.9193-4.64°

当BC段40km处短路时

Zdz"

（ZABKfzZp'

）（Kk"

只能取0.8）

-0.8（1875°

1.9193-4.64°

）=4271.95°

门

当空载变压器末端发生短路时

Zdz^Kk"

（ZAB0.5KfzZb）（K「只能取0.7）

°

°

式中0.5为外汲分支系数，

=0.7刈18^75°

+0.956^—4.64°

汇84^90°

=68.70

Kfz为助增

取数值较小者，Zdz”=42「

Zzd"

=Zdz.j"

=Zdz"

（ncT/npt）=42（60/1100）=2.29门

灵敏度Km=Zdz"

/Zab=42/18=2.331.25，满足要求

t|=t2tt=0.10.5=0.6s

（3）距离保护III段的整定：

躲过最大负荷运行时的末端阻抗，同时需要考虑外部故障切除

后，在电动机自启动的条件下，保护III段必须立即返回

•-Uf.min=0.9110kV,|f.max=200.—31.8°

A

二Zfh.min=（0.9%110>

d03/V3）/200N—31.8°

=285.d31.8oa

=Zfh.min/（KkKhKzq）=285.8/（1.21.51.2）=132.3」

=Zdz'

（nCT/nPT）=132.3（60/1100）=7.22"

近后备保护：

K^二Zdz”'

/ZAB=132.3/18=7.351.5

远后备保护：

线路BC段，

Klm」=Zdz"

7（Zab+KfzZBC）=132.3/31.8°

/18/75°

+1.9193/_4.64°

汇22.5/75°

=2.16>

1.2

变压器段，为什么外汲系数没了？

Klm.2=Zdz"

7（ZAB+KfzXZB）=132.3/31.8°

/18/75°

比.9193/—4.64°

X84/90°

|=0.7393<

HlHI

t1=t2t=2.50.^3s

4-25

在上题系统中，保护装置采用方向阻抗继电器，方向阻抗继电器的灵敏角「lm=70°

，其他

条件不变，试求：

（1）线路AB距离保护I段的Zdz'

、Zzd'

（2）线路AB距离保护n段的Zdz'

、

、Kim和t；

（3）线路AB距离保护川段的Zdz'

、Kim和t。

此题分析一下三种阻抗保护特性圆，全阻抗、方向和偏移特性。

全阻抗一般用于III段保护，

I段II段用方向阻抗比较多，这样不用加功率方向元件，此外，偏移特性一般用于发电机保

护比较多。

（1）上题中已得ZdJ=14.4N75o,Zdzj=0.785N75o

二Zzd'

=Zdz.j7cos（%-叭）=0.785/cos（70°

-75°

）=0.7880

方向取最大灵敏角「im

（2）Zdz”=42N71.9500,Zdz.j2.29Z71.95。

•••Zzd'

=Zdz.j'

/cos伴m—®

j）=2.29/cos（70o—71.95°

）=2.290

时限不变，仍为t=0.6s

校验灵敏度，都是折算到输电线路的末端的阻抗角方向上的，求出整定阻抗后，还要再

折算到线路阻抗角上。

Zdz”=42.71.950」ZAB=18.75°

门=

Kim<

/cos（m-；

j）]/[Zab/cos（'

^-）]

-2.33cos（70o一75o）/cos（70o-71.95°

=2.321.5

（3）Zdz”'

=132.3Z31.8°

0，Zdz.j”'

=7.22Z31.8。

二Zzd'

=Zdz.j'

7cos（cPlm—Wj）=7.22/cos（70o—31.8o）=9.190

灵敏度的校验：

Zab-1875°

门=「-750,Zdz”'

=132331.8°

门=：

j=31.8°

K|m、[Zdz'

7coS（im-j）]/[Zab/coS（m-「）]

-Kimcos（70o-75o）/cos（70o-31.8°

-9.321.5

线路BC段，ZABKfzZBc=1875o1.9193-4.64。

22.575。

=_71.74。

K|m^c^[Zdz'

/cos（m-j）]/[（Zab-KfzZBc）/cos（-：

）]

=K|m.1cos（'

m-：

）/C0S（：

|m-；

j）

=2.16cos（70o-71.74o）/cos（70o-31.8°

-2.751.2

变压器段，ZabKfzZb=1875°

1.9193-4.64°

8490°

='

-84.32°

心帀\心.2cos（）/cos（m-j）

=0.7393cos（70°

）/cos（70°

-31.8°

=0.9114：

1.2

4-26

图示网络中，.Z1=5075"

门,Zm=30.75「」,Zn=20.75「门，母线M侧距离保护装有方向阻抗继电器，其I段的整定阻抗Zzd=40.750门,Em=En，系统发生振荡时：

:

在什么范围内将使该继电器误动？

如果振荡周期2s,则继电器可能误动的时间是多少?

线段00'

=0.5Z\，-Zm-0.5100—30=20

•••tan（0.5、）=50/20=2.5

•••、=136.4。

，、'

=360。

-136.4。

=223.6。

••…在136.4°

~223.6°

范围内，该继电器误动。

（2）•••T=2s

•继电器可能误动的时间为:

t=T）/360°

=2（223.6°

-136.4°

）/360°

=0.484s

4-27

d点短路时A侧保护的最大、最小分支

下图所示的系统中，各个元件的参数如图所示。

求系数。

E—）/（

DB

Kf=（XfXfaXabXeXebXdXd/XfXfaX

（XfXfaXab）（XeXebXdXdb）（XeXEb）（XdXdb）

Y+V+VV+V+V

K―1F.minFAABF.minFAAB

fz.min

4-28

网络的正序阻抗乙=0.451/km,\=65°

（阻抗角），线路上采用三段式距离保护，三

段均采用方向阻抗继电器，且=65°

，保护B的延时tB"

=2s，线路AB、BC的最大负

荷电流Imax=400A,Kzq=2,COS「=0.9，变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护，试求保护A各段的动作阻抗、灵敏度、动作时限。

其中：

Ea=Eb=115/p3kV,X^IO1,XBmax=P,Xbmin=30〔'

变压器参数：

215MVA,110kV/6.6kV,Uk=10%

（1）取Kk'

=0・8,Zdz.A'

=Kk'

ZAB=0.8汉30汉0.45/65°

=10.8Q

（2）按与线路BC段保护配合:

ZdZ.B'

ZBc=0.8汇50x0.45/65°

]=180

Zdz.A.l"

（ZABKfz.minZdz.B'

）=0.8（13.518）=252」

按与线路末端变压器保护配合：

22

ZB=Uk%Zn=Uk%（Un/Sn）=0.1110/15=80.7"

ZB

Zdz.A.2"

=K「ZAB+Kfz.min严

2

=0.7叩3.5^65°

+40.35^90°

=0.752.91=37"

取上述计算结果中的较小者•••Zdz.A"

=25.20,tA”=tBFt=0.5s

Zdz.A"

=25.2N6500,Zab=18N6500n

Kim=[Zdz.A"

/cos（m-J）]/[Zab/COS（Im-：

-1.87cos（65°

-65°

）/cos（65°

-65°

=1.871.5

（3）

归=0.91101000八「的

If.max400，