继电保护计算题库

1习题1：在所示的35Kv电网中，已知，线路L1长度20公里，线路正序阻抗为0.4欧姆/公里，系统阻抗8欧姆，求线路L1出口，50%，末端三相金属性短路时，流经其保护安装处的短路电流值，并且绘制出随短路点由出口到末端变化时，短路电流的变化曲线。解：XL1:20公里*0.4Ω/km=8Ω;Xs=8ΩL1出口：Id1=8337kv；50%处Id1=48337kv;末端：Id1=88337kv习题2：如图所示网络，各阻抗参数均为归算到110kV侧的有名值。试对保护1进行反应相间短路的电流Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段的一次侧动作电流和继电器动作电流，动作时限和灵敏度。线路阻抗取0.4/km，电流Ⅰ段的可靠系数1.2，电流Ⅱ段的可靠系数1.1kK，电流Ⅲ段的可靠系数2.1kK，返回系数85.0hK，自起动系数1zqK，电流互感器的变比是600/5。一：I段动作电流IIdz1.=Kk*Idmax(最大运方，三相短路时候电流最大）=125.53/115*2.1=4.553kA1〉动作时限t=02〉继电器动作电流IIdzJ1..=IIdz1.*Kjx/na=4553*1/120=37.94A3〉灵敏度：最大运方，三相短路时候，令IIdz1.=1*%maxmin.lXlXxU相所以lmax%=12/)5.5553.43/115(=75.7%50%最小运方，两相短路lmin%=12/)7.6553.43/115*23(=49.4%〉（15-20）%二：II段动作电流35kV20kmL12L2的I段的整定值：IIdz2.=36125.53/115*2.1=1.489kA1〉动作电流：与L2的I段配合，IdzIIdzIKkI2.1.*=1.1*1489=1.638kA2继电器电流1638*1/120=13.65A3灵敏度校验Klm=IIdzlIIdzIXXxUIId1.11.)2(/)max.*23(min.相=3.075/1.638=1.88〉1.254动作时限：0.5秒三：III段1〉动作电流：躲最大负荷电流整定AKfIfhKzqKkIIIIAdz56585.0400*1*2.1max.**.2〉继电器电流：565*1/120=4.71A3〉灵敏度校验：近后备3075/565=5.44〉1.5L2的远后备IIIIAdzllXXXxU.12/)max*23(相=1051/565=1.861.24动作时限2秒习题3：在下图所示的电网中，已知线路L1的I段电流速断的动作电流为700A,III段的动作时限为1.6秒。变压器B装有差动保护，其III段的动作时限为1.1秒，线路L2的最大的输送功率Pmax=9MW，功率因数0.9，最低工作电压Umin=0.95Ue(Ue为电网的额定电压)。自启动系数Kzq=1.3，返回系数Kf=0.85,CT的变比300/5=60，电网的等值电路如图，试整定线路L2的I,II,III段电流保护。其中L2长度20km,正序阻抗8欧姆，线路L1正序阻抗12欧姆，变压器为30欧姆，故障计算电压按照平均电压计算，即37KV，最小系统阻抗7欧姆，最大9欧姆。可靠系数，I段取1.2，II段与相邻线路配合取1.1，与相邻变压器配合取1.3，III段取1.2。答：一：I段动作电流IIAdz.=Kk*Idmax(最大运方，三相短路时候电流最大）=1.2*873/37=1.712kA4〉动作时限t=05〉继电器动作电流IIAdzJ..=IIAdz.*Kjx/na=1712*1/60=28.5AABL1L235kV36〉灵敏度：最大运方，三相短路时候，令IIAdz.=2*%maxmin.lXlXxU相所以lmax%=8/)7712.13/37(=68.75%50%最小运方，两相短路lmin%=8/)9712.13/37*23(=22.75%〉（15-20）%二：II段2〉动作电流：与L1的I段配合，IBdzIIAdzIKkI..*=1.1*700=770A与变压器配合TldIIAdzXXXUKkIKkI2)3(max.min**相=618A取两者较大者770A2继电器电流770*1/60=12.8A3灵敏度校验Klm=IIAdzlIIAdzIXXxUIId.2.)2(/)max.*23(min.相=1092/770=1.42〉1.254动作时限：0.5秒三：III段4〉动作电流：躲最大负荷电流整定Ifh.max=cosmin*3maxUP=9.0*35*95.0*39cosmin*39UMVA=174AAKfIfhKzqKkIIIIAdz32085.0174*3.1*2.1max.**.5〉继电器电流：320*1/60=5.33A6〉灵敏度校验：近后备1092/320=3.42〉1.5L1的远后备IIIIAdzllXXXxU.12/)max*23(相=21.2T的远后备IIIIAdzTlXXXxU.2/)max(相=1.421.2注：此处为何采用三相短路：Yd11变压器，d侧BC短路时候，据前分析，Y侧三相电流不等，Ic=2Ia=2Ib=Id3考虑到可以采用两相三继电器，所以校验灵敏度可以考虑最大相电流所以不必再计算两相短路，直接用三相短路的电流即可4动作时限2.1秒4习题4：已知：如图110kV输电线路中，系统阻抗2.5欧姆，AB线路长度20公里，BC线路长度25公里。CD线路长度34公里。线路单位长度阻抗为0.4欧姆/公里。求取线路CD的I段电流保护，BC的II段电流保护的一次侧动作电流值和动作时限。其中I段保护的可靠系数1.25,II段保护的可靠系数1.15，短路电流计算电压按照平均电压115Kv计算。解：Idz.CDI=kkIIdl.D(3)=1.256.131085.23115kV动作时限0sIdz.BCII=KkIIIdz.CDI=1.15Idz.CDI动作时限0.5s习题7：在下图所示的网络中，变压器都是yd11型接线。为保护1进行零序II段电流保护的整定，可靠系数取1.1。已知保护3的零序I段的动作电流为1.2KA，动作时限为0秒，d点为保护3的零序I段的实际保护范围末端，该点发生接地短路时，所有断路器全部投入时的数值，流经1，4，3号保护的零序电流分别为0.5kA，0.7kA，1.2kA，4DL断开时的数值，流经1，4，3号保护的零序电流分别为1.2kA，0kA，1.2kA。保护1所在线路的末端发生接地短路时流过保护1的最小零序电流为2.5kA。解：Idz.1II=KKmin.03.fzIdzKI=1.1×12.1kA=1.32kA;0.5s(其中Kofz.min=1.3.DLDLII=kAkA2.12.1=1,短路点为d2，运方为4DL断开时)：Klm=1.min.dzIIDLII=kAkA32.15.2=1.9习题8：下图为中性点不接地电网的单线接线图。1，2，3号线路分别长10公里，20公里，10公里。图中所接电容为各相对地的分布电容，线路每相对地电容为0.025*10-6F/km，频率为50HZ，4123dCABD5发电机定子绕组每相对地电容0.25×10-6F，电源相电压10/3kV，以A相电源电压为参考向量。当3号线路发生d点单相接地时，计算：1〉故障点各相对地电压和零序电压3〉接地点的电流3〉3号线路的零序电流保护的整定值（取可靠系数1.5）解：L1每相对地电容：0.025*10-6F/km*10km=0.25*10-6F；L2每相对地电容：0.025*10-6F/km*20km=0.5*10-6F：L3每相对地电容：0.025*10-6F/km*10km=0.25*10-6F:发电机每相对地电容：0.25*10-6；在故障点各相对地电压：AdU=0；150150...100003jjAABBdeeEEEU；150150...100003jjAACCdeeEEEU接地点电流DLI.=3CU=61025.025.00.525.05023103kV=6.8AL3的整定值：3.LdzI=33LkCUK=61025.050231035.1kV灵敏度：7.225.0*5.15.025.025.05.132133LLLFLKLcmCCCCCKCCK习题11：如图所示，110kV输电线路中，线路AB的最低母线电压按照90%额定电压计算，最大负荷电流为335安，负荷电流功率因数为cosφ=0.8，线路AB装设距离保护，其接线方式为零度接线。自启动系数Kzq=1.5，返回系数Kfh=1.15，距离保护距离III段的可靠系数取1.25。其最大动作灵敏角为75度。CT变比1200/5，PT变比110kV/100V。计算：阻抗继电器分别采用全阻抗继电器和方向阻抗继电器，该距离保护第III段的一次侧整定阻抗，阻抗继电器的测量阻抗并且画出其动作特性，指明动作区域。L1L2L3CABD6解：17133531109.0max.min.minAkVIUZfhfhfh采用全阻抗圆：795.115.125.1171minzqfhkfhIIIzdkkkZZ；24.1711002407979.PTCTIIIzdJnnZ采用方向阻抗圆：100)cos(minfnlmzqfhkfhIIIzdkkkZZ；其中lm=75°；Ψfn=arccos0.8=37°；8.21100.PTIIIzdJnnZCT习题12：如图所示，110kV输电线路中，线路AB长度25公里，BC长度36公里，CD长度18公里。单位长度线路阻抗为0.4欧姆/公里。线路AB装设相间短路距离保护，其接线方式为零度接线。阻抗继电器采用方向阻抗继电器。距离保护I段的可靠系数0.85。其最大动作灵敏角为75度。CT变比1200/5，PT变比110KV/100V。计算：该距离保护I段的一次侧整定阻抗，动作时限，阻抗继电器的测量阻抗并且画出其动作特性，指明动作区域。解：一次侧整定阻抗：5.81085.0*.ABkIABzdZkZ；75，t=0s;二次侧继电器阻抗值VkVnnZPTCTIABzdJ100110512005.85.8..习题14：在方向高频保护中，采用灵敏和不灵敏的两套电流启动元件，由于比较灵敏的用作启动发信的启动元件，在正常负荷状态下不应动作，可靠系数可以取1.2，返回系数0.85，比较不灵敏的启动元件用来启动跳闸回路，他的灵敏性比灵敏的启动元件低1.5倍，如果已知被保护线路的最大负荷电流是200A，试选择较灵敏和不灵敏启动元件的一次动作电流。灵敏元件：;353.28285.0200*2.1AIdz不灵敏元件：AAIdz53.423353.282*5.1习题15：在图示网络中，在线路AB上装设相差动保护，以Em为参考相量，En滞后Em为60度，Zm阻抗角70度，Zn阻抗角90度。电流互感器和保护装置本身的角误差分别为7度和15度。线路全长400公里。试求：CABD71闭锁角的整定值，保护的闭锁区和动作区2当d点发生三相短路时，两侧保护能否同时动作？（计算时不考虑线路长度变化时引起的两侧电流相位的变化，裕度角取15度）答：闭锁角0000006115610040022610022ybl保护的闭锁区000061180,61180即00241,119保护的动作区00119,0或者00360,241当d点发生三相短路时，M侧电流超前N侧电流80度。M侧相位差000012661004002280M；位于闭锁区N侧相位差00007861004002280N位于动作区所以当d点发生三相短路时，两侧保护不能同时动作，会相继动作1在一个降压变电所内装有三台变压器，已知：变压器参数：35／6.