國網(wǎng)考試電力系統(tǒng)繼電保護

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 國網(wǎng)考試電力系統(tǒng)繼電保護 專業(yè)WORD. 第一章緒論 習題 1-1在圖1-1所示的網(wǎng)絡中，設在d點發(fā)生短路，試就以下幾種狀況評述保護1和保護2對四項基本要求的滿足狀況： （1）保護1按整定時間先動作跳開1DL,保護2起動并在故障切除后返回； （2）保護1和保護2同時按保護1整定時間動作并跳開1DL和2DL； （3）保護1和保護2同時按保護2整定時間動作并跳開1DL和2DL； （4）保護1起動但未跳閘，保護2動作跳開2DL； （5）保護1未動，保護2動作并跳開2DL； （6）保護1和保護2均未動作 圖1-1 習題1-1圖 其次章電網(wǎng)的電流保護和方向性電流保護

2、 一、三段式相間電流保護 例題 例題2.1欲在圖2-1所示的35KV中性點不接地電網(wǎng)中變電所A母線引出的線路AB上，裝設三段式電流保護，保護擬采用兩相星形接線。試選擇電流互感器的變比并進行I段、II 段、III段電流保護的整定計算，即求I、II、III段的一次和二次動作電流（Idz、IdzJ、Idz、IdzJ、I dz、I dzJ）、動作時間（t、t、t）和I段的最小保護圍l min%，以及II段和III段的靈敏系數(shù)Klm、K lm(1)、K lm(2) 。對非快速切除的故障要計算變電所母線A的剩余電壓。已知在變壓器上裝有瞬動保護，被保護線路的電抗為0.4/km，可靠系數(shù)取Kk=1.3，Kk=

3、1.1，K k=1.2，電動機自啟動系數(shù)K zq=1.5，返回系數(shù)K h0.85，時限階段t=0.5s，計算短路電流時可以忽視有效電阻。其他有關數(shù)據(jù)按3種方案列于表1中。 圖2-1 例題2.1圖 表1 三種方案 解參見圖2-1。已知X s=0.3，l =10km， S B=210 MVA， U d%=7.5， S fh=15MVA， t102.5s。 1 求電流I段定值 （1）動作電流Idz IdzKkdBmax1.34.976.46（kA） 其中dBmaxE S/（X sX AB）（37/3）/（0.3100.4）4.97（kA）(2) 靈敏性校驗，即求l min l min = 1/Z b

4、(（3/2)E x/ Idz X s,max) = 1/0.4 ( (37/2) / 6.46 0.3)=6.4 (km) l min % = 6.4/10 100% = 64% 15% 2 求電流II段定值 (1) 求動作電流Idz 為與相鄰變壓器的瞬動保護相協(xié)同，按躲過母線C最大運行方式時流過被整定保護的最大短路電流來整定（取變壓器為并列運行）于是 dCmaxE S/（X sX ABX B2）（37/3）/（0.349.2/2）2.4（kA） IdzKkdCmax 1.12.42.64（kA） 式中X B U d%（U2B / S B） 0.075（35210）9.2（） （2）靈敏性校驗

5、 K lm =dBmin / Idz 3/ 24.972.64 1.63 1.5滿足要求（3）求動作時間t（設相鄰瞬動保護動作時間為0s） t = 0+0.5 = 0.5 (s) 3 求電流 III段定值 （1）求動作電流I dz I dz =(K k /K h )K zq I m ax fh =(1.2/ 0.85)1.5247=523(A) 式中 I m ax fh =S fh /（3U m in g ）=15/（335）=247（A） （2）靈敏性校驗 本線路末端短路時 K lm (1) =(3/2) 4.97)/0.523=8.221.5 滿足要求相鄰變壓器出口母線C（變壓器為單臺運行

6、）三相短路時 專業(yè)WORD. （3）dCmax E S/（X sX ABX B）（37/3）/ (0.3+4+9.2) = 1.58（kA） 考慮C點短路為y，d11接線變壓器后短路，當該點為兩相短路時，對所研究的保護動作最不利，又因保護接線采用兩繼電器式兩相星形接線，故有 （2）dmin (1/2)（3）dCmin 故K lm (2) = 0.51580523 1.5 1.2 滿足要求 如采用三繼電器式兩相星形接線，靈敏系數(shù)還可提高1倍。 4. 求電流互感器變比及繼電器動作電流 (1) 求電流互感器變比：按兩臺變壓器在運行時為最大工作電流的計算條件，故 gmax 2S B3 U1.05 （2

7、10335）1.05346（） 取n1=400/5 （2）繼電器動作電流 I段 IdzJK jxIdz/ n1=6.46103/80 = 80.75（） II段IdzJ =2.64103/80 = 33（） III段I dzJ = 523 / 80 = 6.54（） 5 求當非快速切除故障時母線A的最小殘壓 非快速保護的動作區(qū)最靠近母線A的一點為電流I段最小保護圍的末端，該點短路時母線A 的剩余電壓為 U cy = I d l min%X AB 式中I d（Xl min%X AB） 故U cy = l min%X AB（Xl min%X AB） 按剩余電壓定義，即可得出計算U cy%的公式 U

8、 cy% U cy l min%X AB（Xl min%X AB） 此題已計算出l min%64，而X AB0.410 4, X s = 0.3故 U cy% （0.644）（0.3+40.64）10087.5 其他方案可類推 例題2.2在圖2-2所示網(wǎng)絡中，試對線路AB進行三段式電流保護的整定（包括選擇接線方式，計算保護各段的一次動作電流、二次動作電流、最小保護圍、靈敏系數(shù)和動作時間，選出主要繼電器型號規(guī)）。已知線路的最大負荷電流I fhmax100，電流互感器變比為300/5，保護2的過電流保護動作時間為2.2s，母線A、B、C等處短路時流經(jīng)線路AB的短路電流計算值如表2，有關短路電流計算

9、值為（kA） 圖2-2 例題2.2圖 專業(yè)WORD. 表2 短路電流計算值 解： 1.接線方式的選擇 由于35KV為中性點非直接接地電網(wǎng)，而所給定的線路AB的相鄰元件也是線路（不含變壓器），故三段保護均初步選擇為兩相星形接線。 2.整定計算 （1）I段 1）動作電流的整定：根據(jù)前述整定計算公式 IdzKkdBmax 顯然，此處應取dBmax1.525KA（線路AB末端，即線路BC首端的最大三相短路電流），取可靠系數(shù)Kk1.3，于是保護的一次動作電流為 I dz1 = 1.31.525 = 1.983 (KA) 由于采用兩相星形接線，K jx=1 , 故保護的二次動作電流，即繼電器的動作電流為I

10、dzJK jxIdzn11.983103（300/5）33（A） 選用DL11/50型電流繼電器，或電流DL-21c、DL-31等新型繼電器，其動作 電流的整定圍為12.550A 2）靈敏性校驗：此處為求最小保護圍，根據(jù)前述公式 l min = 1/Z b(3/ 2)E x/ Idz Z s,max) 式中Z s,max為系統(tǒng)阻抗，尚為未知數(shù)，根據(jù)題設A點短路電流數(shù)據(jù)，可以求出A點背后等值電源（即系統(tǒng)）的等值阻抗： 最大運行方式時Z s,min （37/3）5.344（） 最小運行方式時Z s,max （37/3）4.275（） 式中37為35KV電網(wǎng)的平均額定線電壓，于是可求最大運行方式下的

11、最小保護圍為 l minmax（1/0.4）（3 / 2 （37/3）1.983 4）13.3（km） 此處取線路阻抗Z b = 0.4/km 最小運行方式下的最小保護圍為 l minmim（1/0.4）（37 / 21.983 5）10.8（km） l minmax%l minmax / l AB 100% = 13.3/25100%=53.2% 15% l minmin% = l minmin/ l AB 100% = 10.8/25100%=43.3% 15% 均滿足要求 3）動作時間的整定 t=0s 但為躲管型避雷器放電，應選取DZS-117型中間繼電器做為出口繼電器，該繼電器具有4個

12、常開觸點，固有動作時間為0.06s，并假定操作電源為220V直流。 專業(yè)WORD. 專業(yè)WORD. （2）II 段 1） 動作電流整定：線路AB 的保護II 段應與相鄰線路的保護I 段協(xié)同，故 I dz 1K k I dz 2 / K fz 顯然，此處K fz 1（無分支），而I dz 2應按線路BC 末端C 點最大短路電流來整定，即: I dz 2 K k d C max 1.30.562=0.73(kA) 于是I dz 11.10.73=0.8(kA) 此處取K k =1.1,由于主要目的在于協(xié)同. 繼電器的動作電流 I dz J = K jx I dz1n1=0.8103 （300/5）

13、13.4（A ） 選用DL-11/20型電流繼電器，或其他類似的新型電流繼電器，其動作電流的整定圍為520 A 2） 靈敏性校驗：已知本線路末端最小運行方式下三相短路時流過本保護的電流為 1.424 A ，考慮兩相短路電流一般為三相短路電流的3 / 2倍（當Z 1 Z 2時），故 K lm = I d min(B)/ I dz 1= 3 / 2 1.424 / 0.8 =1.54 1.5 滿足要求。 3） 動作時間的整定：根據(jù)前述，本保護為與相鄰元件電流I 段無時限（t=0s ）電流 速斷保護相協(xié)同，故可取t 0.5s (t 1 = t 2 + t=0.5s)。選取DS-111型時間繼電器，假

14、定操作電源為直流220V 。其時限整定圍為0.11.3S 。 （3）III 段 1） 動作電流的整定：根據(jù)有關整定計算公式 I dz = K K K zq /K h fh max I dz = (1.22 / 0.85)100=282（A ） I dz J = K jx I dz / n 1 =282 / 60 = 4.7（A ） 選用DL-11/10型電流繼電器或其他類似的繼電器，其整定圍為2.510A 2） 靈敏性校驗：取本線路末端B 點短路時流過本保護的最小兩相短路電流做為計算電流，故 K lm （1）= I (2) d B min / I dz = (3 / 2) 1.424103 / 282=4.37 1.5 保護相鄰線路時的靈敏性，取相鄰線路BC 末端C