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) 1.5, K： 1.25 , K： 1.15, K；e； 1.2, Kre 0.85, 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115kv。試計(jì)算AB線路各段保護(hù)的啟動(dòng)電流和動(dòng)作時(shí)限，并校驗(yàn) II、III段的靈敏 度。1 s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K3點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)。K2、三相短路計(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)K1K2K3最大運(yùn)行方式(kA

2、 )最小運(yùn)行方式(kA )(2)電流保護(hù)I段L.1Ke/Mmax1.251.795 B 2.244(kA),t10(s)(3)電流保護(hù)II段lSet.3KU.max1.251.253 B1.566(kA),1；3 4二g1.15 1.566 B1.801(kA)(2)靈敏度校驗(yàn)：lK21.min由iKMn1.438(kA) , kS；m勺叫 一38B0.798,不滿足要求。2I set.1 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。I Set3KriW.max1.15 0.499 B 0.574(kA) , I S；tjK： L31.15 0.574 B

3、 0.660(kA).(2)靈敏度校驗(yàn)：KS11士4 受8B2.179,滿足要求。Iset.1 0.660tiIt3IIt 0.5 0.5 1(s)(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)I S；t.1KIII K rel ss 一 I L maxKre1.2 1.50.850.2B0.433(kA)KSeIn.1與叫 1438B3.321,滿足要求。I set10.433I作為相鄰下一線路的后備保護(hù)KSe,上？ 1.027B2.372,滿足要求。IsIet.i0.433'III . III t4t 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)

4、。已知:線路的正序阻抗Xi 0.45 /km ；系統(tǒng)阻抗:xMs min20,XNs min10,XMs maxxNs max25 ； K，KJ0.85 。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。1 15kV5 0km三、分析計(jì)算題3解：1保護(hù)1第I段:ZSet.119.125； t1I0S。2保護(hù)1第II段：zSet.230.6；ZSet.1 K/(Lm NZ1Kb.minZsIet.2)。用圖3所示網(wǎng)絡(luò)計(jì)算Kb.min。67.525圖3求分支系數(shù)所用網(wǎng)絡(luò)Kb.min2.7 ,則 zS；t.10.85 (22.5 2.7 30.6) 89.352()心2孩岐971普5,

5、滿足要求。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?,單位線路長度的阻抗為：X=(?/km),Kk ' =; Kk '' =Kk=; Kzq=; Kh=。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。110kV 45km 30km解：1 .線路AB的保護(hù)A速斷保護(hù)dz.AKki ld3B.max(Zs.minZab)1.25115 八 3(4 45 0.4)3.77(KA)2 .線路AB的保護(hù)A

6、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） ：''dz.AK K2K K1(3) d.c.maxE(Zs.min Zab Zbc)1.1 1.25115/3(4 45 0.4 30 0.4)2.25(KA)動(dòng)作時(shí)間：tA” =靈敏度校驗(yàn):Klm(3115 3 )2 4 0.4 452.251.34 1.33.線路AB的保護(hù)A的III段保護(hù)Kk3 Kz12 15Idz.A ； (I*)230 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 _ .IA * ¥im150km囿二;Z1=Q/km; K 閹=

7、37人蹤一Z miiri-" liClll49 .如圖所示，各線路均裝設(shè)距離保護(hù)，試對(duì)保護(hù)1的距離田段保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，并求出最小分支系數(shù)。Kei =;Kres=;Kss=1；Z產(chǎn)Q/km產(chǎn) X 110KV田 20km 團(tuán)i 呀五、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s、 2 s和s ,試計(jì)算保

8、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).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的無時(shí)限電流速斷(4分)一次動(dòng)作電流為I oper.1 Krel I K.1.max繼電器動(dòng)作電流為I g .oper.1I 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I K Ioper.2 rel K.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1 oper

9、.1 Krel 1 oper.2繼電器動(dòng)作電流K conI g.oper.1I oper.1nTA動(dòng)作時(shí)限t1t2t 0.5s應(yīng)大于一，I，一 靈敏度校驗(yàn)Ksen I cI oper.13 .過電流保護(hù)（6分）保護(hù)1的過電流保護(hù)為Ioper.1Krel Kss 11.max KresKcon%Aoper.1繼電器動(dòng)作電流I gopen g . opei .動(dòng)作時(shí)限按階梯型時(shí)限特性為t 1 t 2 t t 4 2t靈敏度校驗(yàn)：（4分）作為本線路的近后備保護(hù)K Isen iC ,應(yīng)大于Ioper.1作BQ線路的后備保護(hù)Ksenk.2.minoper.1作變壓器的后備保護(hù)Ksen1/ 3 3I普&#

10、39;JI 3 ,應(yīng)大于I oper.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)Z1 0.4 / km , e1.1, Krel 1.2, Kss= 1.8, Ki ess10.5/ 3kV,e 0.85, e1、如圖2所示的網(wǎng)絡(luò)中，已知，線路每公里的正序阻抗Xs.max 0.3 /所. 0.3 ,IAB.Lmax 150人。1.25,5t30.5s。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)10km15km解：1、保護(hù)1電流I段整定計(jì)算(1)求動(dòng)作電流I set.1KrelIk.B.max1.2510.5 1033(0.2 0.4 10)1804.27

11、A(2)靈敏度校驗(yàn)，即求最小保護(hù)范圍min1 , 3 E (: z12 I set.1X s.max )(10.5 100.3) 6.52km0.4 2. 3 1804.27l minl AB6.521065.2% 15%,足要求(1分)(2)靈敏度校驗(yàn)(3)動(dòng)作時(shí)間：t1 0s(1分)2、保護(hù)1電流II段整定計(jì)算(1)求動(dòng)作電流I set.1K rel I set.2Krel ( K rel I k.C .max )1.1 1.25310.5 10.3(0.2 0.4 25)817.23A(2分)(2)靈敏度校驗(yàn)Ksenk.B.minI set.1,310.5 1032、3(0.3 0.4

12、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I set.1KrelKssKreA B.L max1.2 1.50.85150317.65A310.5 103K I k.B.min 2,3(0.3 0.4 10)Ksen 3.841.3近后備：點(diǎn)317.65滿足要求。(1分)310.5 103/ IkC.min 2, 3(0.3 0.4 25)Ksen 1.61.2遠(yuǎn)后備：&317.65滿足要求。(2分)t1t30.5 0.5 1.5s(1分)(3)動(dòng)作時(shí)間：2、如圖3,已知：網(wǎng)

13、絡(luò)的正序阻抗Z1=Q/km,阻抗角L 65°。線路上采用三段式距離保護(hù)， 其第I、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sen 65°,保護(hù)2的延時(shí)t22s,線路AR BC的最大負(fù)荷電流均為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)C 0.85,1.15,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）圖3臼 30kmE7 115/ ,3kVXsAmin 10X .20八sAmaxEb

14、 115/ 3kVXsB.min 30XsBmax 40B解：1、距離保護(hù)1第I段:動(dòng)作阻抗：Zset1 K： Zab 0.85 0.45 3011.16（1分）2、保護(hù)1的第II段(分兩種情況)：(1)與相鄰線路配合:Zset1 K：（Zab KrIelKbminZBC）（1分）Kbmin4魯。1） （10-13 1） 1.59X sB max40（2分）Zset1 0.8（13.5 0.85 1.59 0.45 38） 29.29（1分）(2)與變壓器支路配合:Zset1Cl （Zab KlKbminZT）（1分）Kb minX（一sAmin ZABX r 八 sB max1）（*1.59

15、（2分）Zset10.7（13.5 0.7 1.59847） 42.442（1分）靈敏度:對(duì)以上兩種情況，取較小者，所以:Zset129.29（1分）(1分)ZIIsetAKsenZAB29.29 2.17 1.513.5滿足要求。(1分)動(dòng)作時(shí)間：tII0.5s （1 分）3、距離保護(hù)1的第III段：采用方向阻抗繼電器,KreZset1Zset1ZLminKe；KreKssCOS（ ld）,（1 分）ZLminU L minIL max0.9 1100.4142.89（1分）2,Kss 2IIIK rel1.151cos 0.9 25.8142.891.15 1.2 2 cos（65o 25

16、.8o）66.81（2分）靈敏度:(1)考慮本線路末端:KZset1sen近ZAB鬻4931.5（1分）(2)考慮相鄰元件a：相鄰線路末端Kset 遠(yuǎn)Zset1Zab+ KbmaxZBCKb max(XsAmax ZabX _八 sB min1)(20 13.5301)2.12,(1 分)Ksen 遠(yuǎn)Zset166.81Zab+ KbmaxZBC13.5+ 2.12 17.11.34 1.2滿足要求。（1分）b:相鄰變壓器低壓側(cè)出口Ksen 遠(yuǎn)Zset1ZAB+LmaxZT(1分)K.b max(-''一sA max Z ABY八 sB min1)20 13.5301) 2.1

17、2(1分）Ksen 遠(yuǎn)Zset1ZAB+KbmaxZT66.810.33 1.213.54 2.12 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：t1 t2t 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:Z產(chǎn) /km。Kiel 二115/ 3 kV A70km1.解:K.B.maxZs minZs.min=12 QZs.max=18。Z1l AB115000/ 3 1.66kA12 0.4 70II. K I ,I,一 set.1 rel

18、1 K.B.max,八3 ELmin(-2- TT2 I set.1二xZs.max)/Z127.24kmLmin% = %>15 %t1=0S2、如圖所示，各線路均裝有距離保護(hù)，乙=/km, Kl Kr；l=,試對(duì)保護(hù)1的距離2段進(jìn)行整定計(jì)算。2.解:Zset.2CiZbcK】ZiLbc0.85 0.45 80 30.6K b.min以 Xs1.min ZabI 1Xs2.max20 0.45 50 1 2.725ZsIet.1K；el(ZAB+Kb.minZset.20.85 (22.5 2.7 30.6) 89.35K；n2 Zkl = 89竺=3.97 1.25,滿足要求。 Zab22.51、如圖所示網(wǎng)絡(luò)，已知： K；el=, Kre = , Kss=,最小運(yùn)行方式下 1100A、490A,線路AB正常時(shí)流過的最大負(fù)荷電流 iLmax=174人 電流，并校