继电保护计算举例.docx
《继电保护计算举例.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《继电保护计算举例.docx（75页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
继电保护计算举例
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。
A
B
C
180Ω
E
24Ω
20Ω
1.5s
D
130Ω
F
16Ω
2s
解：
（1）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。
]
IkD.max
115000
1254
A
3
（13
24
16）
[注：
计算短路电流时，电压可采用平均电压。
]
I
1.25
1254
1568A
BD线路Ⅰ段动作电流为：
Iop2
AB线路Ⅱ段动作电流为：
IopII
1
1.15
1568
1803A
3
115000
1369A
Ik,min
被保护线路末端最小短路电流为：
2
3（1824）
Ksen
1369
1
1803
灵敏度为：
不满足要求。
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。
]
IkF.max
115000
363A
（13
24
16
130）
3
IopII
11.31.15
363
543A
1369
2.5
Ksen
543满足要求。
动作时间topII
1topII
2
t
（2）定时限过电流保护
IopIII
1
1.15
1.5
200
406A
0.85
Ksen
1369
3.37
406
近后备灵敏度：
满足要求；
IkE.min
115000
927
2.28
2
927AK
sen
406
远后备灵敏度：
（182420）
满足要求。
[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。
]
动作时间：
top1
3.5s
2、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Ｐ
max＝9MW,
功率因数cos
0.9，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。
10Ω
12Ω
30Ω
6.3Ω
30Ω
9.4Ω
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
（3）
37000
1310A
Ik.max
3（6.3
10）
[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。
]
Iop
Kre.lIk（.3）max
1.25
1310
1638A
灵敏度检验：
最小运行方式
15％处两相短路灵敏度
（2）
37000
1697
Ik.min
2（9.4
0.15
10）
＞Iop[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。
]因此灵敏度满足要求。
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：
37000
1638
Zmin
37000
2（9.4
Zmin）
9.41.9
，
21638
Lmin
1.9
100%
19%
10
（2）限时电流速断保护
1）1）按躲过接在
B母线上的变压器低压侧母线短路整定
（3）
37000
461A
Ik.max
3（6.3
10
30）
Iop
（3）
1.3
461600A
Kma.Ik.max
2）2）与相邻线路瞬时电流速断保护配合
I
（3）
37000
755A
k.max
3（6.3
10
12）
Iop
1.15
1.25
755
1085A
选以上较大值作为动作电流
则动作电流为1085A。
3）3）灵敏度检验
I
（2）
37000
954A
k.min
2（9.4
10）
Ksen
954
<1.25
1085
改用与变压器低压侧母线短路配合，选用动作电流
600A。
[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。
]
954
Ksen
1.59
＞1.25
600
动时间取1s。
（3）定时限过电流保护
Iw.max
9
103
174A
3
0.95
350.9
[注：
计算式中的
0.95系数考虑电压降低
5%时，
输送最大功率。
]
Krel
.Kss
Iw.max
1.21.3174
Iop
319A
Kre
0.85
灵敏度校验
1）按本线路末端最小二相短路电流校验
Ksen
954
2.99
319＞1.5[注：
线路只能按两相短路条件校验灵敏度。
]2）按相邻线路末端最小两相短路电流校验
（2）
37000
Ik.min
589A
2（9.41012）
589
Ksen
1.85
319
＞1.2
3）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）
（3）
37000
432A
Ik.min
3（9.4
1030）
[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。
]
432
1.
35
Ksen
319
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。
3、网络如所示，已知：
线路AB（A侧）和BC均装有三段式电流保护,它们的最大负荷电流分别为120A和100A,负荷的自起动系数均为1.8；线路AB第Ⅱ段保护的延时允许大于1s；可靠系数
KrelI
1.25,KrelII
1.15，KrelIII
1.2
，Krel
1.15
（躲开最大振荡电流时采用）,返回系数
Kre
0.85；A
电源的XsA.max
15,
XsA.min
20；B电源的XsB.max20
，
XsB.min
25；其它参数如图。
试决定：
线路
AB（A侧）各段保护动作电流及灵敏度。
40Ω
24Ω
解：
1、求瞬时速断电流保护动作电流及灵敏度
AB线路是双电源的线路，因此动作电流必须大于流过
A侧开关可能的最大电流。
[注：
不考虑采用方向元件时。
]
1）1）
A电源在最大运行方式下
B母线最大三相短路电流
（3）
115000
Ik.max
1210A
3（1540）
2）2）B电源在最大运行方式下，A母线最大三相短路电流
（3）
115000
1110A
Ik.max
3（20
40）
3）3）
AB电源振荡时,流过A侧开关最大电流为
（3）
2
115000
1770A
Ik.max
3（15
20
40）
[注：
计及两侧电源相位差为
180时振荡电流为最
大。
]
所以：
Iop
1.15
1770
2040A
E
115
3
XL.min
Xs.min
10
2Iop
2
208.19
2040
XL.min
100%
8.19
100%20.48%
XAB
40
>15％
（2）求限时电流速断保护动作值和灵敏系数
（3）
115000
1720A
Ik.max
55
20
3[（
55
）
24]
20
Iop.B
1.25
1720
2150
A
求最小分支系数
Kb.min
：
[注：
由于有电源助增，流过保护安装处的短路电流不等于
短路点总短路电流，因此需要计及分支影响，求保护动作值时应采用最小分支系数。
]
Kb.min
1
15
40
3.2
25
Iop
Krel
Iop.B
1.15
2150
Kb.min
773A
3.2
Ksen
115
103
1.25
2
60
773
（3）求定时限过电流保护动作电流及灵敏度
Iop
1.2
1.8
305A
0.85
120
动作电流为：
Ksen
115
103
3.14
近后备灵敏度为：
260
305
＞1.5满足要求。
当作为远备保护时，应采用
C变电站母线两相短路的最小短路电流，并计及分支电流
影响，分支系数应计最大值。
Kb.max
20
40
4
最大分支系数为：
1
20
[注：
计算灵敏系数时应采用最大分支系数。
]
X
20
40
39
20
40
总阻抗为：
（2）
115
103
1470A
最小两相短路电流为：
Ik.min
2
39
Ksen
1470
1.21
远后备灵敏度为：
4
305
＞1.2满足要求。
4、如图所示网络中，已知：
电源等值电抗X1
X2
5
，X0
8
；线路AB、BC的电抗X1
0.4/km，
X01.4/km；变压器T1
额定参数为
31.5MVA，110／6.6kV，Ｕk＝10.5％，其它参数如
图所示。
试决定线路AB的零序电流保护的第Ⅰ段、第Ⅱ段、第Ⅲ段的动作电流、灵敏度和
动作时限。
T2
20kmΩ
50km
T1
解：
1、计算零序电流
线路AB：
X1
X2
0.4
20
8
；X0
1.420
28
；
线路BC：
X1
X2
0.4
50
20
；X0
1.4
50
70
；
变压器
T1：
X1
X2
0.105
1102/31.5
40.33
。
求B母线短路时的零序电流：
X1
X2
13
，X0
36
因为X0
＞X1
，所以Ik（10）
＞I
k（10
.1）
故按单相接地短路作为整定条件，
两相接地短路作
为灵敏度校验条件。
[注：
可通过比较正序总阻抗与零序总阻抗的大小，选择单相接地或两
相接地短路作为保护动作电流的计算条件。
]
（1.1）
Ik1
X2
Ik0
X2
X0
[
注：
按变压器不接地运行计算
。
]
Es
X2
X1
X2
.X0
X2
X0
X2
X0
＝
115000
13
780A
13
36
13
36
3（13
）
＝
13
36
[注：
用正序等效定则求出零序量。
]
（1.1）
37802340A
3Ik0
Ik
（1）0
115000
1070A
3（13
13
36）
[注：
求单相接地短路时，零序电流。
因零序电
流等于正序电流。
]
（1）
3
1070
3210A
3Ik0
在线路AB中点短路时，
X1
X2
9
，X0
22
3
Ik（1.0
1）
115
10
9
9
1250
A
3（9
9
22
22
9
）
22
（1.1）
3
1250
3750A
3Ik0
B母线的三相短路电流
（3）
115000
Ik.B
5110A
3（58）
求母线C短路时的零序电流：
X
3I
1
X2
33
，X0
106
（1.1）
3
115000
33
k0
33
106
33
813A
3（33
106
33
106
）
（1）
3
115000
3Ik0
3（33
1158A
33106）
2、各段保护的整定计算及灵敏度校验
（1）
（1）零序Ⅰ段保护：
I
Iop
1.25×3210＝4010A
单相接地短路：
4010
3
115000
3（258
2
0.4L1.4L）[注：
按某点单相接地短路时，
3倍零序电
流等于保护定值，即可求出保护区。
]
所以
L14.4km＞0.5
20km[注：
此值即为最大保护区长度。
]
两相接地短路：
4010
3
115000
3（5
0.4L
16
21.4L）[注：
16为电源零序阻抗的
2倍。
]
所以
L＝9km＞0.2×20km[注：
此值即为最小保护区长度。
]
（2）零序Ⅱ段保护：
IopII
1.151.2511601670A
Ksen
2340
1.4
1670
满足要求。
＞1.3
动作时限：
t0IIp0.5s
（3）零序Ⅲ段保护
因为是110kV线路,可不考虑非全相运行情况,按躲开末端最大不平衡电流整定：
III
0.5
0.1
5110
480A
Iop1.251.5
Ksen
2340
4.9
480
近后备：
满足要求。
Ksen
813
1.69
480
远后备：
满足要求。
III
III
动作时限：
top.A
top.B
t
0.5
0.51s
5、网络参数如图所示，已知：
系统等值阻抗
Ω／km，阻抗角
XA10，X
升级会员 