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1、电力系统继电保护计算题Prepared on 22 November 2020分析计算题3 在图 1 所示网络中的 AB、BC、BD、DE 上均装设了三段式电流保护；保护均采用了三相完全星形接法；线路AB的最大负荷电流为200A,负荷自启动系数K = 1.5， KI = 1.25， Kii = 1.15， Km = 1.2， K = 0.85， At = 0.5s ；变压器采用了无时限差 ssrelrelrelre动保护；其它参数如图所示。图中各电抗值均已归算至115kV。试计算AB线路各段 保护的启动电流和动作时限，并校验II、III段的灵敏度。图 1 系统接线图图 2 系统接线图3 答：（
2、1）短路电流计算。选取图 3 中的 K 、 K 、 K 点作为计算点。123图3三相短路计算结果如表 1 所示。表 1 三相短路计算结果短路点最大运行方式 （kA）最小运行方式 （kA）（2）电流保护I段Ii = Ki I=1.25 x 1.795 2.244(kA)，ti = 0(s)set.1rel K 1.max1（3）电流保护II段Ii = Ki I=1.25 x1.253 1.566(kA)， Iii = KiiIi = 1.15 x 1.566 1.801(kA)set.3rel K 2.maxset.1rel set .3灵敏度校验：i (2)K1.min二I1.438(kA),
3、2 K 1.min0.798 ，IKii = K1.minsen.1i iiset.11.4381.801不满足要求。与保护 3 的 II 段相配合：保护 3 的 II 段按可伸入变压器而不伸出变压器整定。Iii = Kii I(3)= 1.15 x 0.4990.574(kA)， Iii = KiiIii = 1.15 x 0.574 0.660(kA)set.3 rel K 3.maxset.1 rel set.3灵敏度校验：KIII (2)K l.minsen.1Inset.11.4380.6602.179 ，满足要求。(4)电流保护III段灵敏度校验：作为本线路的后备保护kiiiI(2
4、)K l.miin1.438sen.1Iiii0.4333.321，满足要求。set.1作为相邻下一线路的后备保护KiiiI(2)K 2.minsen.1Iiiiset.11.0270.4332.372 ，满足要求。三、分析计算题3在图1所示网络中装设了反应相间短路的距离保护。已知：线路的正序阻抗x = 0.45G/km ；系统阻抗：x = 200， x = 100， x = x = 250 ；1Ms minNs minMs maxNs maxKi = Kii = 0.85。试对距离保护1的第I、II段进行整定计算，并校验II段灵敏度。rel rel三、分析计算题3解：1保护1第I段： Zi
5、=19.1250 ； ti = 0s。set .112 保护1 第【段：Zi= 30.60 ；Zii = Kii (L z + K Zi )。set.2set .1relM - N 1b.min set.2用图3所示网络计算K 。b.min图3 求分支系数所用网络67.5K = = 2.7，贝U Zii = 0.85 x (22.5 + 2.7 x 30.6) = 89.352(0) b.min25set.1Kii = 89352 3.971 1.25，满足要求。sen.222.5二、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110KV输电线路中，线路AB的负荷电流为175A,系统阻抗为:X
6、s=4, 单位线路长度的阻抗为:X=(/km),Kk =; Kk =Kk=; Kzq=; Kh=。1. 计算：电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护动作值与动作时间。2. 比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。24BQ110kV 45km30km解：1. 线路AB的保护A速断保护2. 线路AB的保护A的II段保护 求动作电流（与下条线路电流速断动作值配合）： 动作时间 ：t =A灵敏度校验：3. 线路AB的保护A的III段保护48. 如图所示，试计算保护1限时电流速断保护的动作电流、动作时限及校验灵敏、rr,I度。已知 K 理 i = ;Z =Q/km; K =。i
7、49. 如图所示，各线路均装设距离保护，试对保护1的距离皿段保护进行整定计算，并求出最小分支系数。K =;K =;K =1Z =Q/km;=X110KVrel res ss ;1五、计算题（共 20 分）在图5-1所示的单侧电源辐射网中，线路AB的保护采用三段式电流保护，采用电流互 感器三相完全星形接线。已知线路AB的最大负荷电流为300A，电流互感器变比为 400/5，在最大和最小运行方式下，KI、K2及K3点发生三相短路时的电流值见下表（均 已折算到电源侧）保护6、7、8的过电流的动作时间分别为s、2 s和s,试计算保护1各 段的动作电流和动作时间,检验保护的灵敏度,同时简述保护1各段的特
8、点.表 5-1 短路电流值短路点K1K2K3最大运行方式下三相短路电流（A）30001250650最小运行方式下三相短路电流（A）25001040500图 5-1解：1保护1的无时限电流速断（4分）一次动作电流为11=K Ioper.1relK .l.max继电器动作电流为11= KconI Ig .oper .1noper .1TA2保护 1 的限时电流速断保护（6 分）先计算出保护 2 的无时限电流速断保护动作电流 保护1的限时电流速断保护应与保护2的无时限电流速断保护动作电流相配合整定 继电器动作电流动作时限 t ii =t i + At 二 0.5s12灵敏度校验K = 1k丄min应
9、大于senI iioper.13过电流保护（6 分）保护1的过电流保护为I= KsIoper.1K1.maxres继电器动作电流I III= KconI IIIg .oper.1noper.1TA动作时限按阶梯型时限特性为t m = t III + At二t III + 2At1 2 4灵敏度校验：（4 分）作为本线路的近后备保护K = 1k丄min，应大于sen I IIIoper . 1作BQ线路的后备保护K= 1k2min，应大于sen I IIIoper . 1作变压器的后备保护K= 3Ik.3.min，应大于senI IIIoper.1 灵敏度应满足要求，如果不满足，采取措施提高灵敏
10、度。四、计算题（共 38 分）1、如图2所示的网络中，已知，线路每公里的正序阻抗Z = 0.40/km, E = io.5/ J3kvX= 0.30, X = 0.30, I = 150A。1申.，s.maxs.minAB.L maxKI 二 1.25，KII 二 1.1，Kiii 二 1.2, K =1.8, K = 0.85, tiii 二 0.5s。relrelrelssre3试对保护 1进行三段式电流保护的整定计算。（14分）图2解：1、保护1电流I段整定计算（1）求动作电流（2）灵敏度校验，即求最小保护范围。满足要求（3）动作时间:丁 0s（1分）2、保护1电流II段整定计算（1）求
11、动作电流（ 2 分）（ 2）灵敏度校验满足要求。 （2分）（3）动作时间:丁 t2+ 5 二 5s （1 分）2、保护1电流III段整定计算（1）求动作电流1 分）2）灵敏度校验近后备：满足要求。（1 分）远后备：满足要求。（2 分）（3）动作时间:in 二 tIII+ 0.5 + 0.5（ 1分）132、如图3,已知：网络的正序阻抗Z=Q/km，阻抗角申厶二65。线路上采用三段式 距离保护，其第I、II、III段阻抗元件均采用0接线的方向阻抗继电器，继电器的 最灵敏角申sen二65，保护2的延时t2II= 2s，线路AB、BC的最大负荷电流均为 400A，负荷的自起动系数K = 2,继电器的
12、返回系数Kre = 12并设Kel二5， K：1二U5，负荷的功率因数C0S申D = 0.9，变压器采用了能保护整个变压器的无时 限纵差保护。试求：距离保护1第I段的动作阻抗，第II段、第III段的灵敏度与动作时间。（24分）图3解：1、距离保护1第I段：动作阻抗：雹-1 - X Zab 二 085 x 0.45 x 30 二 口1602、保护1的第II段(分两种情况)：( 1)与相邻线路配合：Zii = Kii (Z + Ki K Z )(1 分)set-1rel ABrel b-min BC(丄刀丿X + Z10 +13.5K (sA minAB +1) = (+1) =1.59b-min
13、X40sB-maxZ ii 0.8(13.5 + 0.85 X 1.59 x 0.45 x 38) 29.29 0 set-1(2)与变压器支路配合：Zii Kii (z + Ki K 红)set-1rel AB rel b-min 2( 1 分)X + Z10 +13.5 一K (sA min AB +1) (+1) 1.59b-minX40sB-max2 分)1 分)1 分)2 分)84.7ZII = 0.7（13.5 + 0.7 X1.59 x） = 42.440set-12对以上两种情况，取较小者，所以：今厂29290（1 分）灵敏度：1 分)Z II29.29set-A 二二 2.17 1.5ZAB13.5满足要求。（ 1 分）动作时间：tn = 0.5s （1分）3、距离保护1的第III段：采用方向阻抗继电器，ZL-mInKsenZ IIIset-1KiiiK K cos 甲)(i 分)rel re ssL DZ二 ULmr 二 0.9x110 二 142.890-10仁ax紐 x 0.4，(1 分)K = 1.2 K = 2 Km = 1.15re ss relP = cos-10.9 = 25.8 D，ss142.89Z hise1.15xl.2x2xcos（65 25.8 ）66.810（2 分）灵敏度：（1）
