電力系統(tǒng)繼電保護(hù)計(jì)算題

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)計(jì)算題作者:日期: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) Kss 1.5，K；i1.25，K；i1.15，K；1.2，Kre0.85， t 0.5s；變壓器采用了無時(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、山段的靈敏度。115 kV。試計(jì)算AB線路各段保護(hù)的啟X s.max16X s. min13115kV A1241620DE I80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&、K2

2、、K3點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)。圖3三相短路計(jì)算結(jié)果如表1所示。(2 )電流保護(hù)I段I I k I I (3)set.1rel K1.max(3 )電流保護(hù)II段短路點(diǎn)KK2K3最大運(yùn)行方式(kA)1.7951.2530.499最小運(yùn)行方式(kA)1.6601.1860.488表1三相短路計(jì)算結(jié)果1.25 1.7952.244(kA) ， t；0(s)11 KI I(3)I set.3 K rel I K 2.max1.25 1.2531.566(kA)， IIIset.1Krl I set.31.15 1.566 -1.801(kA)靈敏度校驗(yàn)：iKLnflKLn1.438(kA)，K：n.1I(2)1

3、 438 *當(dāng) 面二0798，不滿足要求。1.801 -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。II II(3)I set.3 K rel I K 3.maxII II II set.1 K rel I set.31.15 0.499 二 0.574(kA) ， Iset.1 Krei Iset.3 1.15 0.574 二 0.660(kA)靈敏度校驗(yàn)：K；en.1II K1.minI IIset.11 438 1荷二2179，滿足要求。t1Ht3t 0.50.5 1(s)(4 )電流保護(hù)III段i seiiK 111 K rel ss iL maxKre1.

4、2 1.50.850.2=0.433(kA)靈敏度校驗(yàn)：作為本線路的后備保護(hù)sen.1iKl.min罟3二3.321,滿足要求。作為相鄰下一線路的后備保護(hù)Knisen.1(2)K2.min以.11 027 i扇二2372，滿足要求。丄III丄IIIt1t4t t 3(s)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x10.45 / km ;系統(tǒng)阻抗:xMs min20，xNsmin10，xMs maxxNsmax25 ； KelK；l0.85。試對距離保護(hù)1的第I、II段進(jìn)行整定計(jì)算，并校驗(yàn)II段靈敏度。MNP115kV15 0km248 0km5車IA1

5、15kVG：j 3-三、分析計(jì)算題0s。3 解：1 保護(hù) 1 第 I 段：Z；et.119.125； t12 保護(hù) 1 第 II 段：Z；et.230.6； zs；t.1K rel (LmN Z1Kb.minZset.2 )用圖3所示網(wǎng)絡(luò)計(jì)算Kb.mini j n圖3求分支系數(shù)所用網(wǎng)絡(luò)67 5 Kb min- 2.7，則 Z；t1 0.85 (22.5 2.7 30.6) 89.352()25K；n289352 ： 3.971 1.25，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,單位線路長度

6、的阻抗為:X=0.4( /km),Kk =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電流保護(hù)的差別。解:110kV1.線路AB的保護(hù)A速斷保護(hù)dz.AKK1Id .B.max(ZZab)(4 450.4)2.線路AB的保護(hù)A的II段保護(hù)求動(dòng)作電流（與下條線路電流速斷動(dòng)作值配合）I KKI (3)1 dZ arvK2 K1 Id.c.maxE(Zs.mi nZ ABZbc)1.1 1.25 -115/ .32.25(KA)(445 0.4 300

7、.4)動(dòng)作時(shí)間：tA”=0.5ss.min1.25115/ 33.77(KA)靈敏度校驗(yàn)：Klm1.33.線路AB的保護(hù)A的III段保護(hù)I dz.AKK3 g (i )(I f .max )Kh1.2 1.50.85230 0.487(kA)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;Z 1=0.4 Q/km;小=1.2。49 如圖所示，各線路均裝設(shè)距離保護(hù)，試對保護(hù)1的距離川段保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，并求出最小分支系數(shù)。Krel=1.25；K res=1.2；K ss=1;Zl=0.4 Q/km；U loa.min =0.9 X 110KV20km

8、Q-n20km 77 Ic50km J% =0.55LlOK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)的電流值見下表（均已折算到電源側(cè)）.保護(hù)6、7、8的過電流的動(dòng)作時(shí)間分別為1.5s、2s和0.9 s，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)簡述保護(hù)1各段的特點(diǎn)圖5-1表5-1短路電流值短路點(diǎn)K1K2K3最大運(yùn)仃方式下三相短路電流（A）30001250650最小運(yùn)行方式

9、下三相短路電流（A）25001040500解：1 保護(hù)1的無時(shí)限電流速斷（4 分）一次動(dòng)作電流為1 oper.1KrellK.1.maxK繼電器動(dòng)作電流為g.oper.1con I1 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的無時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流oper.2KrelIK.2.max保護(hù)1的限時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)與保護(hù)2的無時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流相配合整定oper.1KrelIoper.2繼電器動(dòng)作電流Kcong.oper.1I oper.1Fa動(dòng)作時(shí)限t1t2t 0.5s嚴(yán)）靈敏度校驗(yàn)Ksen -k應(yīng)大于1.31 oper.13 .過電流保護(hù)（6分）保護(hù)1的

10、過電流保護(hù)為I oper.1Krel Kss |1.maxK res繼電器動(dòng)作電流| g.oper.1 壘I oper.1“TA動(dòng)作時(shí)限按階梯型時(shí)限特性為t 1 t 2 t t 42 t靈敏度校驗(yàn)：（4分）嚴(yán)）作為本線路的近后備保護(hù)Ksen -SnL，應(yīng)大于1.51 oper.1作BQ線路的后備保護(hù)Ksen|k.2.min1.2oper.1作變壓器的后備保護(hù)Ksen1/、31 k.3.minI oper.1，應(yīng)大于1.2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乙 0.4 /km，所示的網(wǎng)絡(luò)中,已知，線路每公里的正序E10.5/.3kV,X0 3s.

11、maxX s.min0.3 ,1 A B. L max阻抗150A。Krel1.25, Krel 1.1, Krel1.2, Kss=1.8, Kre0.85, t30.5s試對保護(hù)1進(jìn)行三段式電流保護(hù)的整定計(jì)算。（14分）15km丄iiit3=0.5s解：1、保護(hù)1電流I段整定計(jì)算(1)求動(dòng)作電流1 set.1K rel 1 k.B.max(2)靈敏度校驗(yàn),3 E310.5 103（0.20.4即求最小保護(hù)范圍。1.25一 1804.27A10)lminl AB|ii minN 21 set.1Q co-65.2%15%,310.5 1030.3)6.52km3 1804.27滿足要求（3）

12、動(dòng)作時(shí)間：tl 0s（1分）2、保護(hù)1電流II段整定計(jì)算（1）求動(dòng)作電流1 set.1K rel 1 set.2Krel (Krel 1 k.C .max )1.1 1.2510.5 103, 3(0.20.4 25)817.23A(2 分)（2）靈敏度校驗(yàn)1 k.B.min sen1 set.110.5 103.3(0.3 0.4 10)817.231.49 1.3滿足要求。（2 分）（3）動(dòng)作時(shí)間：t1 t2 0.5 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K rel K ss |1.2 1.5（1分）B 丄 max0.85150317.65Aset.1Kre（2

13、）靈敏度校A交驗(yàn)310.5 103近后備：KsenI2k.B.min,3(0.3 0.4 10)3.84 1.3I set.1317.65310.5 103遠(yuǎn)后備：KsenI2k.C.min 3(0.3 0.4 25)1.6 1.2I set.1317.65滿足要求。（1分）滿足要求。（2分）（3）動(dòng)作時(shí)間0.5 0.51.5s（1分）2、如圖3，已知：網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗Z 1=0.45 Q /km，阻抗角L65咱65。線路上采用三段式距離保護(hù)，其第I、II、65K 2sIII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sen 65，保護(hù)2的延時(shí)t2 2s，線路AB、BC的最大負(fù)荷電

14、流均為400A，負(fù)荷的自起動(dòng)系數(shù) Kss 2,繼電器的返回系數(shù) Kre 1.2并設(shè)Krel 0.85，Krel 1.15，負(fù)荷的功率因數(shù)COs D 0.9，變壓器采用了能保護(hù)整個(gè)變壓器的無時(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）解:H 30kmK jBeT 115/,3kVXsAmin 10XsAmax 2062kmT10 38kmEB 115/,3kVXsB.min 30 XsBmax 40T2ZT1 ZT2 84.71、距離保護(hù)1第I段：動(dòng)作阻抗.Zset1Krei Z AB 0.85 0.45 30 11-16(1 分)2、保

15、護(hù)1的第II段（分兩種情況）：（1）與相鄰線路配合：Krel（ZAB K rel K b min ZBC ）Zset1(1 分)K b min(XsAmin ZAB)(10135() (40XsB max1) 1.59(2 分)Zset 10.8（13.5（2）與變壓器支路配合：0.85 1.59 0.45 38)29.29(1 分)Zset1KZabK rel Kb minKb minX( sA minZABXsB max1)(110 13.5( 1)40分）1.59(2 分)Zset 10.7(13.50.71.5984)42.442(1 分)對以上兩種情況，取較小者，所以：Zset1 2

16、9.29(1 分)靈敏度:Kzset aKse n29.29動(dòng)作時(shí)間:0.5s( 1 分)靈敏度:ZAB13.52.171.5滿足要求。（1分）Zset 1zL minK山K Krel re sscos(Ld)， ( 1分）z,L minU l min0.9110142.89I L max,30.4，（1 分）Kre1.2Kss2K；el1.155Dcos 1 0.925.8Zset1142.8966.811.15 1.2p2 cos(6525.8)（ 2 分）3、距離保護(hù)1的第III段：采用方向阻抗繼電器,（1）考慮本線路末端:sen近Zseti 66.81石354.93 1.5(1 分)（

17、2）考慮相鄰元件a：相鄰線路末端K八Zset 1set遠(yuǎn)ZAB十 Kb maxZBC，（1 分）八,20 13.5Kb max（亠尹 AB1)(1)2.12XsBmin30（1分）Ksen 遠(yuǎn)Zset166.811.341.2ZAB十 Kb maxZBC13.5+2.1217.1滿足要求。（1分）b :相鄰變壓器低壓側(cè)出口Zset 1Ksen 遠(yuǎn)ZAB 十 Kb maxZT（1分）Kb maxn(X sA max Z AB1)(20 13.5 1)XsB min30KZset166.81sen遠(yuǎn)ZAB十 Kb maxZT13.5+2.12 84.7不滿足要求，認(rèn)為III段不能作為變壓器的后備保

18、護(hù)2.12(1分)0.33 1.2(1 分)動(dòng)作時(shí)間：t1t2t 2 0.5 2.5s（ 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；el=1.2，Z1=0.4/ km。K.B.maxK.B.max=1.2 X 1.66kA =1.99kAZs.max) / Z127.24km1. 解:嗨口 1.66kAZs min 乙I AB12 0.4 70Lmin%=38.91%15%，11 =0s80km2.解:Zset.2K；elZ BC K1 Lbc0.85 0.45 8030.6K b.min1 2 Xs1.min ZAB1 1X s2.max12045 5012.725Zset.1K rel ( ZAB + K b.min Zset.20.85 (22.52.7 30.6)89.35KIIsen.2Zsit.1 =89.35=3 97 ZAT=25 =.1.25，滿足要求。1、如圖所示網(wǎng)絡(luò)，已知：Krel=1.2 , Kre=0.85 ,忑$=1.3，最小運(yùn)行方式下K2、K3點(diǎn)的三相短路電流分別為1100A、490A，線路AB正常時(shí)流過的最大負(fù)荷電流lL