計(jì)算題繼電保護(hù)整定計(jì)算實(shí)例

整定計(jì)算復(fù)習(xí)試題

一、兩段式過流保護(hù)計(jì)算

如圖所示網(wǎng)絡(luò)，AB、BC、BD線路上均裝設(shè)了三段式電流保護(hù)，變壓器裝設(shè)了差動保護(hù)。已知I段可靠系數(shù)取

1.25,II段可靠取1.15,ID段可靠系數(shù)取1.15,自起動系數(shù)取1.5,返回系數(shù)取0.85,AB線路最大工作電流200A,

時(shí)限級差取0.5s,系統(tǒng)等值阻抗最大值為18Q,最小值為13Q,其它參數(shù)如圖示，各阻抗值均歸算至115kV的有名

值，求AB線路限時(shí)電流速斷保護(hù)及定時(shí)限過電流的動作電流、靈敏度和動作時(shí)間。限時(shí)速斷與下一段配合不行

Arc180。E

fSvL24Q

—少20Q---u1.5s

3i-/

D130QF

16c.y

少1

解：(1)相鄰線路I段保護(hù)動作電流確定

由尸D母線短路電流比C母線大，因此保護(hù)應(yīng)與BD線路配合，D母線最大短路電流為：［注：理論上說AB線

路的II段既要與BC線路I段配合，乂要與BD線路I段配合，由于BD線路的阻抗小于BC線路，所以瞬時(shí)電流速

斷保護(hù)的動作電流必定大于BC線路，因此與BD線路配合后，也會滿足與BC線路配合的要求。］

]15000

jtD.max=1254A

73x(13+24+16)［注：計(jì)算短路電流時(shí)，電壓可采用平均電壓。］

BD線路I段動作電流為：以2=L25xl254=15684

AB線路II段動作電流為：％415x1568=18034

/毆一369A

被保護(hù)線路末端最小短路電流為：2,3x(18+24)

心一〈I

靈敏度為：1803不滿足要求。

改與相鄰線路H段配合，貝小七：同理，由于BD線路H段限時(shí)電流速斷保護(hù)動作電流大于BC線路，囚此應(yīng)與

BD線路H段配合。］

,115000

max=~產(chǎn)=A

73x(13+24+16+130)

=1.3x1.15x363=5434

-1=2.5

543滿足要求。

動作時(shí)間。+X

(2)定時(shí)限過電流保護(hù)

史上x2(X)=4O6A

0.85

%=嘿=&37滿足要求;

近后備靈敏度:

遠(yuǎn)后備靈敏度：/,￡min=2-x-(-1-8--+-2-4-+--2-0-)-=927AK仁〃-一r4±06L一-2Z2288滿足要求。

［注：遠(yuǎn)后備BC線路滿足要求，必然BD也滿足要求，因BC線路阻抗大于BD線路。］

動作時(shí)間：'加=3.55

二、三段式過流保護(hù)計(jì)算

2、如圖所示35kV單側(cè)電源放射狀網(wǎng)絡(luò)，確定線路AB的保護(hù)方案。變電所B、C中變壓器連接組別為Y,dll,且在

變壓器上裝設(shè)差動保護(hù)，線路A、B的最大傳輸功率為P四=9MW,功率因數(shù)cos°二°-9,系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)都裝設(shè)了

自動勵磁調(diào)節(jié)器。自起動系數(shù)取1.3。

12Q

.f

35kVy,dll

I6.3Q30Q

K9.4Q

y,dll

解：暫選三段式電流保護(hù)作為AB線路的保護(hù)方案。

(1)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)

B母線短路最大三相短路電流

廠37頒3KM

,3(6.3+10)［注：發(fā)電機(jī)裝設(shè)自動調(diào)節(jié)勵磁器，計(jì)算短路電流時(shí)，可不考慮衰減。］

〃=K"鼠1.25x1310=1638A

靈敏度檢驗(yàn)：

最小運(yùn)行方式15%處兩相短路靈敏度

in=—理—=演7,

2(9.4+0.15x10)>'即［注：按此計(jì)算能計(jì)算出保護(hù)區(qū)是否達(dá)到最小保護(hù)區(qū)，不能計(jì)算出保護(hù)區(qū)

實(shí)際長度。］因此靈敏度滿足要求。

當(dāng)需要計(jì)算出保護(hù)區(qū)長度時(shí)，可由下面計(jì)算公式求出最小保護(hù)區(qū)長度：

3700037000

------------=16387=_94=19Q

2x(9.4+Zmin)2x1638

A=12XI00%=19%

m,n10

(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)

1)1)按躲過接在B母線上的變壓器低壓側(cè)母線短路整定

「3700?！?46M

V3(6.3+10+30)

鼠=1.3x461=6004

2)2)與相鄰線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)配合

⑶_37000

"一百(6.3+10+⑵

lop=1.15x1.25x755=1085A

選以上較大值作為動作電流，則動作電流為I085A。

3)3)靈敏度檢驗(yàn)

37000…A

---------=954A

2(9.4+10)

954

1085<1.25

改用與變壓器低壓側(cè)母線短路配合，選用動作電流600A。［注：按基本配合原則，護(hù)il兌出BC線路H段動作電

流，由于從網(wǎng)絡(luò)參數(shù)可以看出，與相鄰變壓器配合的動作電流大于與相鄰線路配合的動作電流，所以可以直接選取

與相鄰變壓器配合，但應(yīng)注意的是，此配合方式已經(jīng)是H段與I【段配合了。］

954

^,,=—=1.59

6(X)>1.25

動時(shí)間取lSo

⑶，定時(shí)限過電流保護(hù)

,9xl03

=174A

iv,.max—/T八八一—一八八

V3x0.95x35x0.9［注：計(jì)算式中的0.95系數(shù)考慮電壓降低5%時(shí)，輸送最大功率。］

/K向KpL2xl.3xl74=3］9A

即Kre"皿、0.85

靈敏度校驗(yàn)

I)按本線路末端最小二相短路電流校驗(yàn)

K=空=299

319'>1.5|注：線路只能按兩相短路條件校驗(yàn)靈敏度。］

2)按相鄰線路木端最小兩相短路電流校驗(yàn)

/心=37000—的A

*-m，n2(9.4+10+12)

—=1.85

319>1,2

3)按相鄰元件變壓器低壓側(cè)母線短路校驗(yàn)(電流保護(hù)接線按兩相三繼電器方式)

37000

二432A

73(9.4+10+30)

［注：保護(hù)采用兩相三繼電器接線時(shí)，靈敏校驗(yàn)值應(yīng)采用三相短路電流值。］

K皿途T35

保護(hù)時(shí)限按階梯原則，比相鄰元件后備保護(hù)最大動作時(shí)間大一個時(shí)限級差△t。

三、三段式過流保護(hù)計(jì)算

3、網(wǎng)絡(luò)如所示，已知：

線路AB(A側(cè))和BC均裝有三段式電流保護(hù)，它們的最大負(fù)荷電流分別為120A和100A,負(fù)荷的自起動系數(shù)均為

1.8；線路AB第H段保護(hù)的延時(shí)允許大于1s；可靠系數(shù)必，"25,K勺=1.15,K胃=12,K驍=1.15(躲開最大

振蕩電流時(shí)采用)，返回系數(shù)七，二0-85；A電源的XsAmax=15C,Xs.mm=2(K2；B電源的Xwmax=20O,

解：1、求瞬時(shí)速斷電流保護(hù)動作電流及靈敏度(雙電源考慮躲開最大振蕩電流)

AB線路是雙電源的線路，因此動作電流必須大于流過A側(cè)開關(guān)可能的最大電流。［注：不考慮采用方向元件時(shí)。］

1)1)A電源在最大運(yùn)行方式下,B母線最大三相短路電流

2ax=J"000=121OA

73(15+40)

2)2)B電源在最大運(yùn)行方式下，A母線最大三相短路電流

fH5000=I11M

73(20+40)

3)3)AB電源振蕩時(shí)，流過A側(cè)開關(guān)最大電流為

2x115000=177M

,3(15+20+40)［注：計(jì)及兩側(cè)電源相位差為180°時(shí)振蕩電流為最大。］

所以：/叩=1.15x1770=20404

X=X

線路BC：\2=0.4x50=200,Xo=1.4x50=700.

x=x2

變壓器Tl：\i=0.105X110/31.5=40.33QO

求B母線短路時(shí)的零序電流：

XI乙=X匕乙=13Q,Xox=36Q

r(l)j(l.l)

因?yàn)閄OE>X6,所以9。＞9。故按單相接地短路作為整定條件，兩相接地短路作為靈敏度校驗(yàn)條件。［注:

可通過比較正序總阻抗與零序總阻抗的大小，選擇單相接地或兩相接地短路作為保護(hù)動作電流的計(jì)算條件。］

<???_J4乂2￡

A0一?人［人

X2E+X0I［注：按變壓器不接地運(yùn)行計(jì)算。］

E、.X”

X?Xzf.XofX21+Xoz

=11+X°￡

?J2一^-=7804

百(13+竺2)13-36

=13+36［注：用正序等效定則求出零序量。I

3川J=3x780=2340A

噌="5000——二moA

73(13+13+36)［注：求單相接地短路時(shí)，零序電流。因零序電流等于正序電流。］

3/累=3xl070=3210A

在線路AB中點(diǎn)短路時(shí)，X］￡=X2￡=9C,X0I=22Q

Z；；J)="5"。；x'一=1250A

^9x229+22

9+22

3%)=3x1250=3750A

B母線的三相短路電流

5000

I旌=I?=51104

求母線C短路時(shí)的零序電流：

2=33C,X0E=IO6C

3xll5(XX)33

3-X—±—=S\3A

)33+106

.)=3xll5(XX)=1|58A

73(33+33+106)

2、各段保護(hù)的整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)

(I)(1)零序I段保護(hù)：

=1.25X3210=4010A

單相接地短路：

4010=亍—3XU5(X)0_______

J3(2X5+8+2X0.4L+1.4L)［注：按某點(diǎn)單相接地短路時(shí)，3倍零序電流等于保護(hù)定值，即可求

出保護(hù)區(qū)。］

所以L=14.軟機(jī)＞0.5x20k叫注：此值即為最大保護(hù)區(qū)長度。］

兩相接地短路：

4010=7—3X115000_______

j3(5+0.4L+16+2xl.4L)［注：］6為電源零序阻抗的2倍。J

所以L=9km＞0.2X20km［注：此值即為最小保護(hù)區(qū)長度。］

⑵零序H段保護(hù)：C=L15XL25XU60=1670A

K=陋=14

由1670,>1.3滿足要求。

動作時(shí)限：琛，二°5s

(3)零序n【段保護(hù)

因?yàn)槭荱OkV線路，可不考慮非全相運(yùn)行情況，按躲開末端最大不平衡電流整定:

/^,=1.25xl.5xO.5xO.lx511O=48OA

K=幽=49

近后備：由4801滿足要求。

K=%=169

遠(yuǎn)后備：5-480一,滿足要求。

動作時(shí)限：琮八=琛8+A/=0.5+0.5=1s

五、零序保護(hù)第二段計(jì)算(二)

如圖所示網(wǎng)絡(luò)，已知以=￡。="°/6&匕電源A的電抗XI=X2=20C,XO=31.45Q,電源D的電抗XI=

X2=12.6Q,X°=25Q,所有線路%=0-4C/"?,X0=L4Q/km,可靠系數(shù)一=L25,4=1.15。試確定線

路AB上A側(cè)零序電流保護(hù)第H段動作值，并校驗(yàn)靈敏度。

A

19kmB63km￡

38km

-------x

解：A側(cè)零序II段應(yīng)與BC和BD的零序保護(hù)的I段配合，取大值作為整定值。

1、與BC線路配合：

X^1^11^+25.2=39。

以―20+7.6+12.6+15.2

_(31.43+26.6)(25+53.2)

XMy---------------------------+oo.Z—］21.3M2

0131.43+26.6+25+53.2

因X°￡>X|￡,應(yīng)采用單相接地的零序電流。

^3x110000=9^

,3(2x39+⑵.51)［注：短路點(diǎn)總零序電流。］

BC線路保護(hù)I段動作電流為

匕=1.25x955=11904

分支系數(shù)：

3%呢955

1.74

3/⑴25+53.2

人0,955x

25+53.2+31.43+26.6［注：為求流過保護(hù)安裝處的零序電流，即保護(hù)能測量到的

零序電流。|

AB線路保護(hù)II段整定值為

小1.15x1190/1.74=7864［注：保護(hù)安裝處實(shí)際的零序電流比短路點(diǎn)的小。］

2、與線路BD的零序電流配合時(shí)

1)不加方向元件時(shí)，動作電流必須躲過母線D或B接地短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流。

12.6x(20+7.6+15.2)…八

--------------------=9.73L2

X|￡=X21=12.6+20+7.6

V25x(53.2+31.43+26.6)”

25+53.2+3543+26.6

流入接地短路點(diǎn)的零序電流為

3xUOxlO3

3雋4780A

75(2：x9.73+20.41)

3x110x1()3

3明；二3769A

73(9.73+2x20.41)

流過BD線路的零序電流為

4780x25

3//==877A

25+53.2+31.43+266

3*25+53器226.6》"

當(dāng)母線B接地短路時(shí)：

_(31.43+26.6)(25+53.2)

X|E=X2E=]3.8C,人工-31.43+26.6+25+53.2

流入短路點(diǎn)的零序電流為：

<)=3x110x10-=3i3M

73(2x13.8+33.31)

<|)=JxHOxlQ-=237M

73(13.8+2x33.31)

電源ED側(cè)流過BD線路B側(cè)的零序電流為

3醛二3I3OX⑶.43+266)=]33M

人°25+53.2+31.43+26.6

3%:2730x(3143+26.6)

人°25+53.2+31.43+26.6

在BD線路B端出口接地短路時(shí)，由電源E人側(cè)流過保護(hù)的零序電流為

3/⑴kO.AH=3130-1330=18004

J1kO.AB=2370-1010=1360/1

/叩二1.25、1330=16664［注：不加方向元件時(shí)，既要考慮正方向短路，也要考慮反方向短路。］

采用這個定值后,在顯然R端出口處兩相接地短路時(shí)，保護(hù)不可能動作△因此應(yīng)加方向元件，

2）加方向元件后，BD線路保護(hù)的I段按躲開母線D接地的最大零序電流整定

4=1.25x877=10904［注：加方向元件后，只要考慮正方向短路。j

線路AB的H段動作電流^=L15x1090=12544

定值取1254A。

k1360

=----=1.U8

靈敏度：1254<1.3

可采用與BD線路的H段配合，BD線路的II段可按末端有足夠靈敏度整定，即

=694/1.3=5344

AB線路II段動作電流4=1?15x534=614A

口1360…

K=----=2.22

靈敏度614

fit_i.

動作時(shí)間“一”

六、零序保護(hù)第一段計(jì)算（三）

如圖所示雙電源網(wǎng)絡(luò)中，已知線路的阻抗M=°-4C/k〃?，X0=}AQ/kmt兩側(cè)系統(tǒng)等值電源的參數(shù)為：相電

'。義=。。試決定線路呱兩側(cè)零序

勢EM=EN=\15/gkV,XIH=X2M=5Q,X1N=X2N=10Q,X0“=8Q,15

電流速斷保護(hù)I段的整定值及保護(hù)范甩。

X.y=X.y=5^x3^4=4.36C

IL二5+34

XM3=7.4Q

°~8+99

由于X()￡>X|￡故按單相接地條件整定。

(1)流入接地點(diǎn)短路電流為

3噌=3x115x1()3tI/■

73(2x4.36+7.4)

3x115x10

3聯(lián)=103964

73(4.36+2x7.4)

（2）流過保護(hù)2的零序電流為

裕=黑冷川

3明；I0396x85A

107

2、N母線短路時(shí)

Xi*=X可=29X10=7.44。

,i■-29+10

X0￡=^^=12.9C

92+15

(1)流入接地點(diǎn)短路電流

3xll5xl03

3%=7I7OA

技2x7.44+12.9)

3X115X.Q-=5992/1

73(7.44+2x12.9)

(2)流過保護(hù)I短路電流

7170x15

3/必)==ioo5A

107［注：用分流公式計(jì)算。］

3-鏟8.

=1.25x1(X)5=］256A

3、保護(hù)1的I段動作值

4、保護(hù)2的I段如不加方向元件，動作值與保護(hù)1相同。^2=1-25x1005=1256A

5、保護(hù)區(qū)長度

3x115x1()3J5+84T.4L,

1256=

8(X；z+2X￡)、。￡［注：求何處發(fā)生兩相接地短路的零序電流等于保護(hù)定值。|

(5+0.44)(10+24-0.44)_170+IL6L、-0.16L；

X”

5+24+1039［注：求X處接地短路正序總阻抗。］

(8+1ALX)(15+84-1ALX)792+129.4Lr-1.96L；

8+84+15107［注：求X處接地短路時(shí)零序總阻抗。］

聯(lián)立求解即可求出保護(hù)1保護(hù)長度Lx,求保護(hù)2方法同上。

七、距離保護(hù)三段計(jì)算已用

網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如圖所示，已知：

系統(tǒng)等值阻抗力=1℃,X8.min=30C、最大阻抗為無窮大；線路的正序阻抗Z1=0.45Q/km,阻抗角

6=65。、線路上采用三段式距離保護(hù)，阻抗元件均采用方向阻繼電器，繼電器最靈敏角化?！?65。；保護(hù)B的皿

段時(shí)限為2s；線路AB、BC的最大負(fù)荷電流〃m"=400A,負(fù)荷自起動系數(shù)為2,負(fù)荷的功率因數(shù)cos。=°.9；變

壓器采用差動保護(hù)，變壓器容量2X15MV<4、電壓比11()/6.6ZV、電壓阻抗百分?jǐn)?shù)a%=10.5%.

試求保護(hù)A各段動作阻抗，靈敏度及時(shí)限。

ABC

——------------------b

解：1、保護(hù)A第1段動作阻抗

Z"=0-85x0.45x30=11,480^^距離保護(hù)【段的動作時(shí)間為瞬時(shí)動作,可靠系數(shù)的取值即為保護(hù)區(qū)長

度，因此，不必計(jì)算保護(hù)區(qū)。］

2、保護(hù)A第II段動作阻抗用與線路和變壓器兩者配合再比較

(I)與保護(hù)B第1段配合

Z,中卡=0.85x0.45x38=14.54Q

分之系數(shù)K〃最小值的情況是X&maxnoc時(shí)，即B電源斷開，幣=1。［注：應(yīng)考慮分支的影響。］

z叩.A=Km(ZQ\B+KbZmB)

=0.85(0.45X30+14.54)=23.83Q

(2)與變電所B降壓變壓器的速動保護(hù)配合

=*f(Z,A8IK理『.min)［注：變壓器最小阻抗應(yīng)計(jì)及并列運(yùn)行情況，且電壓應(yīng)采用主抽頭電壓。］

由于Z「=10x10.5x11()2/］5xl()3=84.70

Z-*m.miinn=g—=42.35

所以Z°P-A=。7(045x30+42.35)=39.09C

取二者較小值為動作阻抗，即4,踹=2383Q

“23.83?”

K婷—=1.77

靈敏度：0.45x30>1.5滿足要求。

保護(hù)動作時(shí)間為：*=4。

3、保護(hù)A第III段動作阻抗

z=______22^_______

“A七兩小3?85(%“-％)［注：取電壓為。-9八是考慮電壓產(chǎn)生波動時(shí)，輸送功率不變.］

_______________0.9x110_____________

-V3xl.25xL15x2x0.4cos(65°-26°)

=63.96。

其中：a=cos"0.9=26。

63.96

K“n=4.73

靈敏度：（1）近后備13.5

“30+10+13.5…

KL=-1?/O

（2）還后備30［注：遠(yuǎn)后備保護(hù)可不考慮相鄰變壓器。］

Z]LAB+K/，,max4L8c

=63.96/(13.5+1.78X17.1)

=1.31>1.2滿足要求。

動作時(shí)限：t=2+0.5=2.5s

八、距離保護(hù)的最大、最小分支系數(shù)

網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如圖所示，已知，線路正序阻抗4二°45。球，〃，平行線路70公〃、MN線路為40公〃，距離I段保護(hù)可

靠系數(shù)取0.85。M側(cè)電源最大、最小等值阻抗分別為Z.w.max=25C、Z,M.mm=20C；N側(cè)電源最大、最小等值阻抗

分別為Z.w.max=25C、Z.w.min=15O,試求MN線路M側(cè)距離保護(hù)的最大、最小分支系數(shù)。

解：1。最大分支系數(shù)：（1）最大助漕系數(shù)

K二Zwmax+ZMN+2川區(qū)出=25+40x0.45+15=?93

U,HlaxI4

ZsN.min15［注：電源取最小方式，助增電源取最大方式］

（2）最大汲出系數(shù)

顯然，當(dāng)平行線路只有一回路在運(yùn)行時(shí)，汲出系數(shù)為1。

總的最大分支系數(shù)為%=K〃助勺汲=3.93x1=3.93。［注：汲］II系數(shù)最大值為1。］

2.最小分支系數(shù)為：（1）最小助增系數(shù)

由助增系數(shù)公式可得

k_Z$,w.min+ZMN+^sMmax_20+40X0.45+25_,

-

八AminJ-77一乙?乙

ZsMmax25［注：電源取最大方式，助增電源取最小方式］

（2）最小汲出系數(shù)

由式最小汲出系數(shù)公式可知，平行線路的阻抗可化為長度進(jìn)吁計(jì)算，則得

_ZNP「zxet+ZiVP2_14（）-0.85X7O_

Ahmjn=-----------------=--------------=U.J/J

Zg+Z即2140［注：平行線路速斷保護(hù)區(qū)可根據(jù)可靠系數(shù)決定。］

總的最小分支系數(shù)為K〃E=K〃助時(shí)汲=2.52x0.575=1.35［注：在既有助增，也有汲出時(shí)，可分別求出各自的分支

系數(shù)，它們的乘積為總分支系數(shù)。］

九、分析振蕩計(jì)算

如圖所示雙電源系統(tǒng)中，ZL=50Z75°C,ZM=30N75°Q；ZN=20Z75°Q,母線M側(cè)距離保護(hù)接線方式

為線電壓兩相電流差的方向阻抗繼電器，保護(hù)采用方向阻抗繼電器，其第I段的整定阻抗Z.W=40Q,靈敏角

叫=75°,EM=EN。問：

（1）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，兩電勢相角差為6=157.4。時(shí)，阻抗繼電器會不會誤動？

(2)系統(tǒng)振蕩時(shí)，若兩電勢相角差為6=136.4。時(shí)，繼電器會不會誤動作?

(3)若系統(tǒng)振蕩周期為L5s,繼電器誤動作的時(shí)間是多少？

解：(1)6=157.4°時(shí)，振蕩電流為：

$，，Lloo*”［注：當(dāng)兩側(cè)電勢相等時(shí)，計(jì)算振蕩電流的公式。］

UM=Ew_ZMiswi

Z1n=[(0.5-〃?)-W.5c吟Zx

ZM3

Zs10

z,”=［(0.5-言QTO.5ag當(dāng)157一4°］X100/5。

4K4

=0.2236e-Cx仙/夕=22.36^°

角度為48.4°時(shí)阻抗繼電器動作值為：

Zop=40cos(75°-48.4°)=35.7Q>22.36。［注：由于測量阻抗角與靈敏角不同，因此要判斷保護(hù)是否誤動,

應(yīng)求出動作阻抗。］

方向阻抗繼電器會誤動作。

(2)當(dāng)6=136.4°時(shí)

=(0.2-xl(X)/5°

=28.3/°°

Zop=40cos(75°-30°)=28.3Q

方向阻抗繼電器處臨界動作狀態(tài)。

(3).繼電器誤動時(shí)間：

A6=(180°-136.4°)*2=87.2°［注：距離保護(hù)臨界動作狀態(tài)即為圓特性邊界，誤動區(qū)中點(diǎn)在180°處，乘2

即為誤動區(qū)間。］

△b丁二87.2。X1.5

礪360°=0.363s

十、距離保護(hù)計(jì)算并分析動作情況

網(wǎng)絡(luò)如圖所示，已知：網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗Z|二°-4C/女〃，線路阻抗角=65。，A、B變電站裝有反應(yīng)相間短路的

二段式距離保護(hù)，它的I、II段測量元件均系采用方向阻抗繼電器1：試求A變電站距離保護(hù)動作值(I、II段可靠系

數(shù)取0.8)。并分析:

(1)當(dāng)在線路AB距A側(cè)55K〃和65%〃?處發(fā)生相間金屬性短路時(shí)，A變電站各段保護(hù)的動作情況。

(2)當(dāng)在距A變電站30內(nèi)〃處發(fā)生A=12C的相間弧光短路時(shí)，A變電站各段保護(hù)動作情況。

(3)若A變電站的電壓為115kV,通過變電站的負(fù)荷功率因數(shù)為0.9,問送多少負(fù)荷電流時(shí)，A變電站距離保護(hù)

II段才會誤動作？

ABC

I75kmI50km.

-------------------------------------------———

解：1、保護(hù)A第I段整定值

Z(/pA=0.8x0.4x75=240

保護(hù)A第n段整定值

Z叩B=0.8x0.4x50=160

Z叩工=0.8(0.4x75I16)=36.8。

1)在55公〃處短路測量阻抗為Z,”=0.4x55=22C；

2)在65A〃z處短路測量阻抗為工僧=0.4x65=260。

保護(hù)A的I段不動作，II段會動作。

2、在30公〃經(jīng)過渡電阻攔=142的弧光短路的測量阻抗為

穿=2/儼

乙=4￡十0.5勺注：相間短路，過渡電阻值每相取一半。］

=30x0.40/65°+0.5x12

=15.556加，注：測量阻抗及角度］

Z：P=24COS@50-446)=22.5>655［注：取整定阻抗角。皿=65、

Z\=36.8cos65°44.6°)=乂5>1555

故保護(hù)A的【、H段均會動作。

3、求使II段誤動的負(fù)荷電流

_1

(pL=cos0.9=25.8°

負(fù)荷阻抗為36-8cos(65'-25.8,)=28.5時(shí)，方向阻抗繼電器就會誤動。［注：由整定阻抗求出動作阻抗。］

,I10/V3

I.=-----------=2.32攵A

誤動時(shí)的負(fù)荷電流為:28.5

卜一、常規(guī)縱差動保護(hù)計(jì)算(一)

如圖所示的降壓變壓器采用DCD-2(或BCH-2)型構(gòu)成縱聯(lián)差動保護(hù)，已知變壓器的參數(shù)為15MVA,3511土2.5%)/6.6攵V,

接線，歸算到的系統(tǒng)最大電抗*最小電抗匕.*=。低壓側(cè)最大

Uk=8%,Y,dll6.6kVs.max=0.289%0/730

負(fù)荷電流為1060A。試求動作電流/叩、差動線圈匝數(shù)1%、平衡線圈匝數(shù)也，和靈敏度Kc”。

Y△

解：1、確定基本側(cè)

(1)變壓器一次額定電流

,15

1二248A

N73x35

l)35kV側(cè)：

15

IN=\3\5A

75x6.6

2)6.6kV側(cè)：［注：求額定電流應(yīng)用變壓器實(shí)際額定電壓。］

(2)電流互感器變比

1)35kV側(cè)計(jì)算變比及選用變比

75x248600

'^TA.cal5;選月〃以一方［注：6是由丁變壓器高壓側(cè)采用三角形接線。］

1500

nT.

2)6.6kV側(cè):選用5

(3)電流互感器二次電流

_V|x248_

2V-120"?［注：退為接線系數(shù)。］

1)35kV側(cè):

2N=—=4.38A

2)6.6kV側(cè):2N300

選用變壓器低壓側(cè)作為基本側(cè)。［注：二次電流大的一側(cè)為基本側(cè)。］

(4)求低壓母線二相短路歸算到基本側(cè)的短路電流

6a2

x_=0.08x—=0.211Q

15［注：計(jì)算時(shí)應(yīng)將所有參數(shù)都?xì)w算至基本側(cè)。］

乂2=0.173+0.21l=0.384Q

-二9420A

2、基本側(cè)動作電流計(jì)算值確定

(1)按躲過外部短路條件

IoP=1.3(1X0.1+0.05+0.05)X9420=2450A

(2)按躲過勵磁涌流

Iop=1.3X1315=1710A

(3)按CT二次斷線條件

IOP=1.3X1060=1378A

選一次計(jì)算動作電流％，?，“/=24504［注：計(jì)算動作電流應(yīng)取三條件的最大值。］

3、確定基本側(cè)差動線圈匝數(shù)

2450。/

;----=8.16A

二次計(jì)算動作電流叩《"3'30

-^9_=735

W/=

工作線圈計(jì)算匝數(shù)：8.16'匝［注：為防止保護(hù)誤動，工作線圈整定值應(yīng)小于或等于計(jì)算值。］

選用差動線圈整定值為叱，皿=6匝、平衡線圈整定值為=1匝

^=3=8.564［注：由于計(jì)算值與整定值不同，所以實(shí)際動作電流不等于計(jì)算值。］

繼電器實(shí)際動作電流

一次動作電流為：“=8.56x300=2468A

4、確定35kV側(cè)平衡線圈及工作線圈叱數(shù)

l2nb

=7X(438/3.57)-6

=2.6匝［注：按四舍五入方法確定非基本側(cè)平衡線圈匝數(shù)，這樣產(chǎn)生的不平衡才是最小的。］

按四舍五入原則取非基本側(cè)的平衡線圈匝數(shù)為W成曉=3匝

非基本側(cè)工作線圈為W，“，M=9匝

5、計(jì)算以,

2.6-3=

頌『=2.6+6-0.465V0.05［注：相對誤差應(yīng)取絕對值。］

所以不必重算動作電流。

6、校驗(yàn)靈敏度

在6.6kV側(cè)兩相短路最小短路電流為

6300

]=6300A

A.min273(0.289+0.211)

歸算至35kV側(cè)的短路電流為

,6300x6.3g一

'max_37-［注：因電源在高壓側(cè)，所以單電源變壓器求靈敏系數(shù)時(shí)，應(yīng)歸算至電源側(cè)。］

35kV側(cè)流入繼電器的電流為

7員1075.

I,=----------=15.5A

'120

35KV側(cè)繼電器動作電流

—=6.67A

op.r9

保護(hù)的靈敏度為：=15.5/6.67=2.3滿足要求。

十二、常規(guī)縱差動保護(hù)計(jì)算(二)

水輪發(fā)電機(jī)上裝設(shè)了DCD-2(BCH-2)繼電器構(gòu)成高靈敏接線的縱差保護(hù)，已知：發(fā)電機(jī)參數(shù)：PN=3200MW,

Ux=6.3Kv；M=366.5A,°=0區(qū)X：=°”；電流互感器變比％A=400/5。試確定保護(hù)整定參數(shù)及靈敏度。

解：1、求平衡線圈

60x80

喉=11.9

1.1x366.5匝

取平衡線圈匝數(shù)叱由，=1°匝［注：因差動繼電器y-繞組最大值為2。匝。］

2、求差動線圈

因?yàn)槠胶饩€圈整定值與計(jì)算值不等，因此：

60x8()

%+10=21.9

1.1x366.5匝

取差動線圈匝數(shù)叱/"=2。匝

3、繼電器動作電流

,60_.

如”小A

4.靈敏度

V3xlx366.5,,

K5=-------------=0.0

2x0.2x3x80>2滿足要求。

十三、常規(guī)縱差動保護(hù)計(jì)算(三)

某一水電站升壓變壓器采用DCD-2(BCH-2)差動保護(hù)，系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖8-2所示。己知：變壓器參數(shù)：SN

=12500kVA,38.5(1+2X2.5%)/6.3kV,%=7.5%,聯(lián)接方式為丫，dll；阻抗均歸算到平均電壓為37kV側(cè)歐

姆值分別為：系統(tǒng)X$.min=6。、Xs.max=l。。；變壓器右=8.2。；發(fā)電機(jī)乂.=32.8Q、Xamax=68.50。求

變壓器差動保護(hù)參數(shù)整定計(jì)算及靈敏度。

解：1、短路電流計(jì)算

(1)發(fā)電機(jī)母線三相短路系統(tǒng)送到短路點(diǎn)的最大、最小短路電流為

產(chǎn)—504.4A

4.max

j3(6+8.2)［注：在低壓側(cè)母線短路時(shí)的電路電流。1

,_37000_I177.

“1(10+8.2)

(2)變壓器高壓母線三相短路發(fā)電機(jī)送到短路點(diǎn)的最大、最小短路電流為

37000_=689A

.max

73(22.8+8.2)［注：在高壓側(cè)母線短路時(shí)的電流電流。］

_37000_2785A

1kininl-ZZO.j/l

石(68.5+8.2)

2、確定基本側(cè)

變壓器一次額定電流

12500

Nh=~~r=-=187.5A

高壓側(cè):73x38.5

獸=U46A

75x6.3

低壓側(cè)

選擇電流互感器變比:

73x187.5324.75

〃7Uhral二

變壓器高壓側(cè)電流互感器計(jì)算變比為R55；選用400/5。

1146

變壓器低壓側(cè)電流互感器計(jì)算變比為TALcal5；選用1500/5。

二次額定電流計(jì)算：

,324.75,”46

I=------=4.06A=----=3.82A

高壓側(cè)：7N80低壓側(cè)：小300

由計(jì)算結(jié)果可知，應(yīng)選35kV側(cè)為基本側(cè)。

3、保護(hù)動作電流計(jì)算值

(1)按躲過外部短路產(chǎn)生的最大不平衡電流條件

It>p=L3x(lxO.l+0.05+0.05)x1504.4=391A

(2)按躲過勵磁涌流條件

/叩=1.3x187.5=244A

(3)按躲電流互感器二次回路斷線條件

%=1.3x187.5=2444

選用保護(hù)計(jì)算動作電流I°p=391A

4、確定基本側(cè)工作線圈匝數(shù)

&…L?=8.47A

加入繼電器計(jì)算電流為P80

叱=ft=7.08

工作線圈計(jì)算匝數(shù)為8.47匝

選用工作線圈匝數(shù)為叱…二7匝、其中差動線圈叱,皿=6匝、平衡線圈固?=1匝。

—=8.57A