電力系統(tǒng)繼電保護(hù)計(jì)算題

1、三、分析計(jì)算題3 在圖1 所示網(wǎng)絡(luò)中的AB 、BC、BD、 DE上均裝設(shè)了三段式電流保護(hù)；保護(hù)均采用了三相完全星形接法；線路AB的最大負(fù)荷電流為200A，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)Kss1.5 ， K relI1.25 ， K relII1.15 ， K relIII1.2 ， K re0.85 ，t0.5s；變壓器采用了無(wú)時(shí)限差動(dòng)保護(hù)；其它參數(shù)如圖所示。圖中各電抗值均已歸算至動(dòng)電流和動(dòng)作時(shí)限，并校驗(yàn)II 、 III 段的靈敏度。115kV。試計(jì)算 AB 線路各段保護(hù)的啟圖 1 系統(tǒng)接線圖圖 2 系統(tǒng)接線圖3 答：（ 1 ）短路電流計(jì)算。選取圖 3 中的 K1 、 K 2 、 K3 點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)。圖 3三

2、相短路計(jì)算結(jié)果如表1 所示。表 1三相短路計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)最大運(yùn)行方式1.7951.2530.499（ kA ）最小運(yùn)行方式1.6601.1860.488（ kA ）（2）電流保護(hù)I 段I setI.1 K relII K(3)1.max1.251.795 B 2.244(kA)， t1I0( s)（ 3 ）電流保護(hù)II 段I setI.3 K relII K(3)2.max1.251.253 B 1.566(kA)， I setII.1K relIII setI.31.15 1.566 B 1.801(kA)(2)3(3)III K(2)1.min1.438靈敏度校驗(yàn)： I K 1.min2I

3、K1.min1.438(kA) ， K sen.1I setII.11.801B 0.798 ，不滿足要求。與保護(hù) 3的 II 段相配合：保護(hù)3的II段按可伸入變壓器而不伸出變壓器整定。I setII.3 K relIII K(3)3.max1.150.499 B 0.574(kA)， I setII.1K relIII setII.31.15 0.574 B 0.660(kA)III K(2)1.min1.438 B 2.179 ，滿足要求。靈敏度校驗(yàn)： K sen.1III set.10.660（ 4 ）電流保護(hù) III 段靈敏度校驗(yàn)：作為本線路的后備保護(hù)K sen.1IIII K(2)1

4、.min1.438B 3.321，滿足要求。I setIII.10.433作為相鄰下一線路的后備保護(hù)K sen.1IIII K(2)2.min1.027 B 2.372，滿足要求。I setIII.10.433三、分析計(jì)算題3在圖1 所示網(wǎng)絡(luò)中裝設(shè)了反應(yīng)相間短路的距離保護(hù)。已知：線路的正序阻抗x1 0.45 / km ；系統(tǒng)阻抗：xMs min20， xNs min 10 ， xMs max xNs max 25 ； K relIK relII0.85 。試對(duì)距離保護(hù)1 的第 I 、II 段進(jìn)行整定計(jì)算，并校驗(yàn) II 段靈敏度。三、分析計(jì)算題II0s 。3 解： 1 保護(hù) 1 第 I 段： Z

5、 set.1 19.125； t12保護(hù)1第II段： Z setI.230.6 ； Z setII.1K relII(LMN z1K b.min Z setI.2) 。用圖 3所示網(wǎng)絡(luò)計(jì)算 Kb.min。圖 3求分支系數(shù)所用網(wǎng)絡(luò)Kb.min67.52.7 ，則 Z setII.10.85 (22.52.730.6) 89.352()25K senII.289.352B 3.9711.25，滿足要求。22.5二、 (本題每小題10 分，滿分 20 分 )如圖所示，在110KV 輸電線路中，線路AB 的負(fù)荷電流為175A,系統(tǒng)阻抗為 :Xs=4, 單位線路長(zhǎng)度的阻抗為 :X=0.4(/km),Kk

6、 =1.25;Kk =Kk=1.15; Kzq=1.5;Kh=0.85。1. 計(jì)算：電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作值與動(dòng)作時(shí)間。2. 比較不完全星形接線兩繼電器方式與三繼電器方式過(guò)電流保護(hù)的差別。1.5s110kV45km30km解：1. 線路 AB 的保護(hù) A 速斷保護(hù)2. 線路 AB 的保護(hù) A 的 II 段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間： t A ''=0.5s靈敏度校驗(yàn)：求動(dòng)作電流（與下條線路電流速斷動(dòng)作值配合）：3. 線路 AB 的保護(hù) A 的 III 段保護(hù)48 如圖所示， 試計(jì)算保護(hù)1 限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限及校驗(yàn)靈敏度。已知 K=1.2;Z1 =0.

7、4/km;K=1.2。49 如圖所示，各線路均裝設(shè)距離保護(hù)，試對(duì)保護(hù)Krel =1.25;Kres =1.2;Kss =1 ;Z1 =0.4 /km;U1 的距離 段保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，并求出最小分支系數(shù)。×loa.min=0.9110KV五、計(jì)算題（共20 分）在圖 5-1 所示的單側(cè)電源輻射網(wǎng)中，線路 AB 的保護(hù)采用三段式電流保護(hù)，采用電流互感器三相完全星形接線。已知線路 AB 的最大負(fù)荷電流為300A ，電流互感器變比為400/5，在最大和最小運(yùn)行方式下，K1 、 K2 及 K3 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的電流值見(jiàn)下表(均已折算到電源側(cè)).保護(hù) 6、7、8 的過(guò)電流的動(dòng)作時(shí)間分別為1.

8、5、 2和 0.9,試計(jì)算保護(hù)1 各段的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間,檢驗(yàn)保護(hù)的靈敏度,同時(shí)簡(jiǎn)述保護(hù)1 各段的特點(diǎn) .表5-1短路電流值短路點(diǎn)K1K2K3最大運(yùn)行方式下三相短路電流（A ）30001250650最小運(yùn)行方式下三相短路電流(A)25001040500圖 5-1解： 1保護(hù)1 的無(wú)時(shí)限電流速斷（ 4 分）一次動(dòng)作電流為I oper.1K rel I (3)K .1.max繼電器動(dòng)作電流為I g.oper .1K con I oper .1nTA2保護(hù) 1 的限時(shí)電流速斷保護(hù)（6 分）先計(jì)算出保護(hù)2 的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流保護(hù) 1 的限時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)與保護(hù) 2 的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作

9、電流相配合整定繼電器動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)限 t1t2t0.5s靈敏度校驗(yàn) KsenI (2)k.1.min應(yīng)大于 1.3Ioper.13過(guò)電流保護(hù)（ 6 分）保護(hù) 1 的過(guò)電流保護(hù)為I oper.1K rel K ss I1.maxK res繼電器動(dòng)作電流I g .oper.1KconI oper .1nTA動(dòng)作時(shí)限按階梯型時(shí)限特性為靈敏度校驗(yàn)：（4 分）t 1t2tt42 t作為本線路的近后備保護(hù)K senI (2)k.1.min，應(yīng)大于 1.5Ioper .1作 BQ線路的后備保護(hù)K senI (2)k.2.min，應(yīng)大于 1.2Ioper .1作變壓器的后備保護(hù)K sen1/3I (2)k.3

10、.min，應(yīng)大于 1.2Ioper.1靈敏度應(yīng)滿足要求，如果不滿足，采取措施提高靈敏度。四、計(jì)算題（共38 分）1、如圖2所示的網(wǎng)絡(luò)中，已知，線路每公里的正序阻抗Z10.4/ km ，E10.5/3kV,X s.max0.3，X s.min0.3,I A B. L max150A 。K rel1.25， K rel1.1， K rel1.2，K ss1.8，K re0.85， t30.5s。試對(duì)保護(hù)1 進(jìn)行三段式電流保護(hù)的整定計(jì)算。（ 14 分）圖 2解： 1、保護(hù) 1 電流 I 段整定計(jì)算（ 1）求動(dòng)作電流（ 2）靈敏度校驗(yàn)，即求最小保護(hù)范圍。滿足要求（ 3） 動(dòng)作時(shí)間： t1 0s（1 分

11、）2、保護(hù) 1 電流 II 段整定計(jì)算（ 1）求動(dòng)作電流（2 分）（ 2）靈敏度校驗(yàn)滿足要求。（ 2 分）（ 3）動(dòng)作時(shí)間： t1t20.5 0.5s （ 1 分）2、保護(hù) 1 電流 III 段整定計(jì)算（ 1）求動(dòng)作電流（1 分）（ 2）靈敏度校驗(yàn)近后備：滿足要求。（ 1 分）遠(yuǎn)后備：滿足要求。（ 2 分）（3）動(dòng)作時(shí)間：t1t30.5 0.5 1.5s （1 分）65o 。線路上采用三段式距離保護(hù)，其第2、如圖 3，已知：網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗Z1=0.45 /km ，阻抗角 LI、II 、III段阻抗元件均采用 0°接線的方向阻抗繼電器，繼電器的最靈敏角sen65o ，保護(hù) 2 的延時(shí)

12、t 22s ，線路 AB 、BC的最大負(fù)荷電流均為400A ，負(fù)荷的自起動(dòng)系數(shù)K ss 2,繼電器的返回系數(shù)Kre1.2，K relI0.85，并設(shè)K relII1.15 ，負(fù)荷的功率因數(shù)cosD0.9 ，變壓器采用了能保護(hù)整個(gè)變壓器的無(wú)時(shí)限縱差保護(hù)。試求：距離保護(hù) 1第 I 段的動(dòng)作阻抗，第II段、第III 段的靈敏度與動(dòng)作時(shí)間。 （ 24 分）圖 3解： 1、距離保護(hù)1 第 I 段：動(dòng)作阻抗：Zset 1K relIZ AB0.85 0.45 30 11.16（ 1分）2、保護(hù) 1 的第 II 段（分兩種情況） ：（1）與相鄰線路配合：Zset 1 K relII (Z ABK relIK

13、 b min Z BC )（1分）K b min( X sA minZAB1)(1013.51)1.59（2 分）X sB max40Zset 10.8(13.50.851.590.45 38)29.29（1 分）（ 2）與變壓器支路配合：Zset 1K relII (Z ABK relI K b minZT )（1分）2Kb min(X sA minZAB1)1013.51)1.59X sB max(40（2 分）Zset 10.7(13.50.71.5984.7 ) 42.44（1 分）2對(duì)以上兩種情況，取較小者，所以：Zset129.29（1 分）靈敏度：K senZsetIIA29.2

14、92.171.5Z AB13.5滿足要求。（ 1 分）動(dòng)作時(shí)間： t II0.5s （ 1 分）3、距離保護(hù)1 的第 III 段：采用方向阻抗繼電器，Zset 1ZL minK relIII Kre K ss cos(LD)，（1分）ZL minU L min0.9110142.89I L max30.4， (1分)K re1.2 ， K ss2 ， K relIII1.15 ，Dcos 1 0.925.8，142.8966.81Zset 125.8o )1.15 1.2 2 cos(65o（2 分）靈敏度：（ 1）考慮本線路末端：Zset 166.814.93 1.5Ksen 近13.5Z

15、AB（ 1分）（ 2）考慮相鄰元件a：相鄰線路末端Zset 1K set 遠(yuǎn)ZAB Kb max ZBC， （ 1 分）K b max( X sA maxZ AB1) (2013.51)2.12X sB min30，（1 分）K sen遠(yuǎn)Zset 166.811.341.2K b max ZBC滿足要求。（ 1 分）ZAB13.52.12 17.1b：相鄰變壓器低壓側(cè)出口Ksen遠(yuǎn)Zset 1Z ABKb max ZT（1 分）K b maxX sA''maxZ AB1)2013.51)2.12(30X sB''min（1 分）Ksen遠(yuǎn)Zset166.810.

16、331.2K b max ZTZ AB13.52.12 84.7（1 分）不滿足要求，認(rèn)為III段不能作為變壓器的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間： t 1t 2t2 0.52.5s（1 分）五、計(jì)算題（本大題共 2 小題，每小題13 分，共 26 分）1、如圖所示網(wǎng)絡(luò) ，試計(jì)算保護(hù)1 電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限及最小保護(hù)范圍。已知： K relI=1.2 ，Z1 =0.4 / km 。1. 解：I setI.1K relI I =1.2 ×1.66kA =1.99kAL min%=38.91%>15% ， t I1 =0s2、如圖所示，各線路均裝有距離保護(hù)，Z1 =0.45/ km ， K relIK relII =0.85 ，試對(duì)保護(hù)1 的距離段進(jìn)行整定計(jì)算。2. 解：K senII.2ZsetII.1 =89.35=3.97 1.25，滿足要求。ZAB22.51、如圖所示網(wǎng)絡(luò)，已知：K relIII =1.2 ， K re =0.85 ， Kss =1.3 ，最小運(yùn)行方式下 K 2、K 3 點(diǎn)的三相短路電流分別為 1100A、490A ，線路 AB 正常時(shí)流過(guò)的最大負(fù)荷電流I Lmax =174A 。試計(jì)算保護(hù) 1 定時(shí)限保護(hù)的動(dòng)作電流 ，并校驗(yàn)靈敏系數(shù)。2、如圖所示，各線路均裝有距離保護(hù)，Z1 =0.4 / km ， K relI =0.85 ，