第三章电力系统继电保护答案

（1）为了快速切除线路上的各种短路，线路A-B、B-C应在何处配备三段式距离保护，各选用何种接线方式？各选用何种动作特性？答：应在1、2、3、4处配备三段式距离保护；选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式；它们的Ⅰ、Ⅱ段选择具有方向特性的距离保护，Ⅲ段具有偏移特性的距离保护。（2）整定保护1~4的距离Ⅰ段，并按照你选定的动作特性，在一个阻抗复平面上画出各保护的的动作区域。答：线路AB正序阻抗1ABABZZL=0.4×60=24线路BC的正序阻抗1BCBCZZL=0.4×40=16保护1、2的距离保护Ⅰ段.1,2setrelABZKZⅠⅠ=0.85×24=20.4保护3、4的距离保护Ⅰ段.3,4setrelBCZKZⅠⅠ=0.85×16=13.6保护1~4距离Ⅰ段在复阻抗平面上的动作区域如图3-8所示，圆周1、2、3、4分别对应保护1、2、3、4距离Ⅰ段的动作特性。ABC1234RRjXjX图3-8保护1~4距离Ⅰ段的动作特性（3）分别求出保护1、4接地距离保护的最大、最小分支系数。答：对保护11）当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时，有1.maxbK=2.88，1.minbK=1.592）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有1.maxbK=2.88，1.minbK=2.01对保护41）当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时，有4.maxbK=2.26，4.minbK=1.412）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有4.maxbK=1.99，4.minbK=1.53（4）分别求出保护1、4接地距离Ⅱ、Ⅲ段的定值即时限，并校验灵敏度。答：保护1距离Ⅱ段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。（a）当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时，有.11.min.3()setrelABbsetZKZKZⅡⅡⅠ=0.75×（24+1.59×13.6）=34.218（b）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有.11.min()setrelABbtZKZKZⅡⅡ=0.75×（24+2.01×20）=48.15所以取.1setZⅡ=34.2182）灵敏度校验：.134.21824setsenABZKZⅡ=1.43＞1.25，满足灵敏度要求。3）动作时限：与相邻保护3的Ⅱ段配合，有13tttⅡⅡ=0.5+0.5=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。保护1距离Ⅲ段的整定：1）整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，有.min.min.maxLLLUZU=0.911030.3=190.53，.min.1cos()relLsetssresetLKZZKKⅢ.10.83190.531.21.2cos(7530)setZⅢ=155.932）灵敏度校验：（a）本线路末端短路时灵敏度系数为.1(1)155.9324setsenABZKZⅢ=6.50＞1.5（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为.1(2)1.maxsetsenABbnextZKZKZⅢ≥1.2①相邻线路末端短路时灵敏系数。利用（3）中求灵敏系数的结论，只要令BKBCXX,0KX即可，所以有156.056.0056.012.1112.0034.034.012.0034.11121[(1)(1)]31bBCABABABKXXXXXXXXXXXXX当34.1X、56.0minX分别取最小值，而12.1X、12.0X、34.0X分别取最大值时，1bK就取最大值，即当34.1minX=10，56.0minX=20，12.1maxX=25，12.0maxX=30，34.0maxX=30时，有1maxbK=2.88，nextBCZZ=16，.1(2)1.maxsetsenABbnextZKZKZⅢ=2.331.2②相邻变压器灵敏系数校验，此时1maxbK=2.88，nexttZZ=20.1(2)1.maxsetsenABbnextZKZKZⅢ=1.911.2所以灵敏度校验要求。3）动作时限：与相邻设备保护配合，有13tttⅡⅡ=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。保护4距离Ⅱ段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。（a）当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时，有.44.min.2()setrelBCbsetZKZKZⅡⅡⅠ=0.75×（16+1.41×20.4）=33.573（b）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有.44.min()setrelBCbtZKZKZⅡⅡ=0.75×（16+1.53×20）=34.95所以取.4setZⅡ=33.5732）灵敏度校验：.433.57316setsenBCZKZⅡ=2.1＞1.25，满足灵敏度要求。3）动作时限：与相邻保护2的Ⅰ段配合，有13tttⅡⅡ=0.5+0.5=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。保护4距离Ⅲ段的整定：1）整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，有.min.min.maxLLLUZU=0.911030.3=190.53，.min.4cos()relLsetssresetLKZZKKⅢ.40.83190.531.21.2cos(7530)setZⅢ=155.932）灵敏度校验：（a）本线路末端短路时灵敏度系数为.4(1)155.9316setsenBCZKZⅢ=9.74＞1.5（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为.4(2)4.maxsetsenBCbnextZKZKZⅢ≥1.2①相邻线路末端短路时灵敏系数。利用（3）中求灵敏系数的结论，只要令BKBCXX,0KX即可，所以有456.056.0056.034.1112.0012.012.034.0012.11121[(1)(1)]31bABACBCBCKXXXXXXXXXXXXX当12.1X、56.0X分别取最小值，而34.1X、12.0X、34.0X分别取最大值时，1bK就取最大值，即当12.1minX=12.5，56.0minX=20，34.1maxX=20，12.0maxX=30，34.0maxX=30时，有1maxbK=2.21，nextABZZ=24，.4(2)4.maxsetsenBCbnextZKZKZⅢ=2.261.2②相邻变压器灵敏系数校验，此时4maxbK=1.99，nexttZZ=20.4(2)4.maxsetsenBCbnextZKZKZⅢ=2.791.2所以灵敏度校验要求。3）动作时限：与相邻设备保护配合，有42tttⅡⅡ=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。（5）当AB线路中点处发生BC两相短路接地时，那个地方哪些测量元件动作，请逐一列出。保护、断路器正常工作条件下，哪些保护的何段以什么时间跳开了哪些断路器将短路切除。答：当AB线路中点处发生B、C两相短路接地时，接地保护中：B相、C相的接地距离保护的测量元件动作；相间距离保护中，B、C相间距离保护的测量元件动作。保护、断路器正常工作条件下，保护1的B,C相的接地距离保护Ⅰ段、BC相间距离保护Ⅰ段、保护2的B，C相的接地距离保护Ⅰ段、BC相间距离保护的Ⅰ段，将在故障瞬间跳开保护1,2处的断路器，从而将短路故障切除。（6）短路条件同（5），若保护1的接地距离Ⅰ段拒动、保护2处断路器拒动，哪些保护以时间跳开何断路器将短路切除。答：保护1的相间距离保护Ⅰ段将在故障瞬间跳开保护1处的断路器，保护4的距离Ⅲ段延时1s跳开保护4的断路器。（7）假定各保护回路正确动作的概率为90%，在（5）的短路条件下，全系统中断路器不被错误切除任意一个的概率是多少？体会保护动作可靠性应要求到多高？答：假定保护1在发电厂侧还有1套远后备保护，则线路AB中点短路后应该有4个断路器的跳闸回路被4套保护启动，如果各保护回路正确动作的概率只有90%，则全系统中不被错误切除任意一个断路器的概率是P=0.9×0.9×0.9×0.9=0.6561。