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1、418 图4.1所示系统中，发电机以发电机变压器组方式接入系统，最大开机方式为4台机全开，最小开机方式为两侧各开1台机，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。其参数为：图4.1 系统示意图；，；，；线路阻抗，线路阻抗角均为，负荷功率因数角为；，变压器均装有快速差动保护。试解答：(1) 为了快速切除线路上的各种短路，线路A-B、B-C应在何处配备三段式距离保护，各选用何种接线方式？各选用何种动作特性？答：应该在1，2，3，4处配备三段式距离保护；选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式；它们的I，II段选择具有方向特性的距离保护，III选用具有偏移特性的距离保护。(2) 整定保护14的距
2、离I段，并按照你选定的动作特性，在一个阻抗复平面上画出各保护的动作区域。答：线路AB的正序阻抗 线路BC的正序阻抗 保护1，2的距离I段 保护3，4的距离I段 保护14距离I段在阻抗复平面上的动作区域如图4.1.1所示，圆周1、2、3、4分别对应保护1、2、3、4距离I段的动作特性：图4.1.1 保护14距离I段的动作特性(3) 分别求出保护1、4接地距离II段的最大、最小分支系数；答：对保护1：（I）当与相邻下级线路距离保护I段相配合时，（II）当与相邻变压器的快速保护相配合时，对保护4：（I）当与相邻下级线路距离保护I段相配合时，（II）当与相邻变压器的快速保护相配合时，(4) 分别求出保
3、护1、4接地距离II、III段的定值及时限，并校验灵敏度。答：保护1距离II段的整定：（1）整定阻抗：按下面两个条件选择1）当与相邻下级线路距离保护I段相配合时2）当与相邻变压器的快速保护相配合时所以取（2）灵敏度校验：，满足灵敏度要求。（3）动作时限：与相邻保护3的II段配合，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。距离III段的整定：（1）整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定取，和，于是（2）灵敏度校验：1）本线路末端短路时灵敏系数：2）相邻设备末端短路时灵敏系数：a、 相邻线路末端短路时灵敏系数利用问题(3)中求灵敏系数的结论，只要令即可当X34.1、X56.0分
4、别取最小值，而X12.1、X34.0、X12.0分别取最大值时，K1b就取最大值即当时，b、 相邻变压器末端短路时灵敏系数此时，所以灵敏度校验满足要求。（3）动作时限：与相邻设备保护配合，它能同时满足与相邻线路保护和相邻变压器保护的配合要求。保护4：距离II段的整定：（1）整定阻抗：按下面两个条件选择1）当与相邻下级线路距离保护I段相配合时2）当与相邻变压器的快速保护相配合时所以取（2）灵敏度校验：（3）动作时限：与相邻保护2的I段配合，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。距离III段的整定：（1）整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定取，和，于是（2）灵敏度校验：1
5、）本线路末端短路时灵敏系数：2）相邻设备末端短路时灵敏系数：a、 相邻线路末端短路时灵敏系数当X12.1、X56.0分别取最小值，而X34.1、X12.0、X34.0分别取最大值时，K4b就取最大值即当时，b、 相邻变压器末端短路时灵敏系数此时，所以灵敏度校验满足要求。（3）动作时限：与相邻设备保护配合，它能同时满足与相邻线路保护和相邻变压器保护的配合要求。(5) 当AB线路中点处发生BC两相短路接地时，哪些地方的哪些测量元件动作，请逐一列出。保护、断路器正常工作情况下，哪些保护的何段以什么时间跳开了哪些断路器将短路切除？答：当AB线路中点处发生BC两相短路接地时，接地距离保护中：B相，C相的
6、接地距离保护的测量元件动作；相间距离保护中：BC相间距离保护的测量元件动作；保护、断路器正常工作情况下保护，保护1的B，C相的接地距离保护I段、BC相间距离保护I段、保护2的B，C相的接地距离保护I段、BC相间距离保护的I段，将在故障瞬间跳开保护1，2处的断路器，从而将短路切除。(6) 短路条件同（5），若保护1的接地距离I段拒动、保护2处断路器拒动，哪些保护以何时间跳开何断路器将短路切除。答：保护1的相间距离I段将在故障瞬间跳开保护1处的断路器，保护4的距离III段延时1s跳开保护4处的断路器。(7) 假定各保护回路正确动作的概率为90，在（5）的短路条件下，全系统中断路器不被错误切除任意一
7、个的概率是多少？体会保护动作可靠性应要求到多高。答：假定保护1在发电厂侧还有1套远后备保护，则线路AB中点短路后应该有4个断路器的跳闸回路被4套保护起动，如果各保护回路正确动作的概率只有90，则全系统中不被错误切除任意一个断路器的概率P为：422系统如图4.2，母线C、D、E均为单侧电源。图4.2 简单电力系统示意图全系统阻抗角均匀为，s，系统最短振荡周期s。试解答：（1） G1、G2两机电势幅值相同，找出系统的振荡中心在何处。答：在系统各部分的阻抗角都相等的情况下，振荡中心的位置就位于阻抗中心处：，即在AB线路的中点。（2） 分析发生振荡期间母线A、B、C、D电压的变化规律及线路BC电流的变
8、化。答：母线A，B：由于母线C，D都是单端电源，其电压和母线B电压的变化规律一样，线路BC电流的变化跟随B母线电压的变化规律。（3） 线路BC、CD、DE的保护是否需要加装振荡闭锁，为什么？ 答：不需要，线路BC、CD、DE都是单端电源，在保护处所得出来的测量阻抗不受振荡的影响。（4） 保护6的II段采用方向阻抗特性，是否需要装振荡闭锁。答：保护6的II段方向阻抗特性及测量阻抗的变化轨迹如图4.2.1所示：图4.2.1 振荡对距离保护的影响系统振荡时测量阻抗变化轨迹线是G1G2的垂直平分线，所以动作特性圆的半径为16，这样使测量阻抗进入动作圆的角度为，使测量阻抗离开动作圆的角度为故停留在动作区
9、内的角度为。若振荡为匀速振荡，在最短振荡周期的情况下，停留在动作区域内的时间为，小于II段的整定时间0.4s，所以在最短振荡周期振荡的情况下，距离II段不会误动，可以不加振荡闭锁。但是，如果振荡周期加长，测量阻抗停留在动作区域之内的时间也将加长，II段将有可能误动，在整定时间为0.4s的情况下，允许最长的振荡周期为：，即振荡周期不超过1.16s时II段不会误动，超过时可能误动。为了保证可靠性，最好还是经过振荡闭锁。427 系统及保护配置如题4.2，保护6的I、II段都采用方向阻抗特性，在距离A母线20处发生经15的过渡电阻短路，超前相位角、两种条件下，问保护6的I、II段动作情况。答：题目已知：，又：（为故障点电压）（1）超前相位角时；所以：图4.3(a) 动作特性与测量阻抗如图4.3(a)所示，在相角26.520方向上，II段的边界值，测量阻抗Zm将落在保护6的I、II段动作特性圆的圆外，所以保护6的I、II段都不动作。（2）超前相位角时；而故得图4.3(b) 动作特性与测量阻抗如图4.3(b)所示，由于在-10.940相角方向上的测量阻抗与保护6的I、II段动作特性圆没有交点(除原点以外)，测量阻抗落在动作特性圆的圆外，所以保护6的I、II段都不动作。
