继电保护-距离保护习题

1继电保护作业21.下述题图2的网络中，线路正序阻抗为KmZ45.01，若网络采用阻抗保护。试求断路器1QF处保护的第I、II段整定阻抗和灵敏度系数。若可靠系数85.0IIrelIrelKK，电源阻抗7020minSAZ，7025maxSAZ，7015minSBZ，7025maxSBZ，线路长度KmlAB40，KmlBCI70，KmlBCII80，KmlCD40，电源电势KVEEBA115。ABCD1QF2QF3QF4QF5QF8QFAEI6QF7QFBEII解：1)首先，为配合方便，先求出1QF、3QF、6QF处保护第Ⅰ段整定值即：703.154045.085.01ABsetsetZKZⅠⅠ70775.267045.085.013BCsetsetZKZⅠⅠ706.308045.085.026BCsetsetZKZⅠⅠ断路器1QF、3QF、6QF处距离保护第Ⅰ段的动作时间和灵敏度分别为：0631ⅠⅠⅠopopopttt，%85631ⅠⅠⅠsensensenKKK2)断路器1QF处保护第Ⅱ段整定计算1QF处保护的相邻元件为BC线路Ⅰ和BC线路Ⅱ。当1QF处距离保护第Ⅱ段与BC线路Ⅰ的第Ⅰ段相配合时，有：ooIset3BCIIBCIBCIIoIset3BCIBCIIBCIBCII70725.4070775.265.67ZZZZ70775.26ZZZZZ1sBABsAABBCbZZZIIKⅠⅠⅡⅡ3min1setbABrelsetZKZKZ252.1603.02518201ZZZ1BCIIBCIBCIImaxminminsBABsAABBCbZZZIIKⅠ332.2603.01518251ZZZ1BCIIBCIBCIIminmaxmaxsBABsAbZZZK故：70893.49775.2652.11885.01ⅡsetZ当1QF处距离保护第Ⅱ段与BC线路Ⅱ的第Ⅰ段相配合时，有：oIset6BCIIooIset6BCIIBCIBCI706.30ZZ709.36706.305.67ZZZZ378.1547.02518201ZZZ1BCIIBCIBCImaxminIIminsBABsAABBCbZZZIIK70142.516.30378.11885.06min1ⅠⅡⅡsetbABrelsetZKZKZ距离Ⅱ段的动作时间为：stop5.01Ⅱ距离Ⅱ段的灵敏度为：5.177.218893.491ABsetsenZZKⅡⅡ满足灵敏度要求。32．第三章习题4中若母线最小电压eUU9.0min（eU为母线额定电压），8.0IIrelIrelKK，25.1IIIrelK，17.1reK。若线路装三段式阻抗保护且测量元件为圆特性方向阻抗继电器，问：①断路器1QF处各段阻抗保护整定值（包括动作时间）？②断路器1QF处第I、II、III段阻抗保护的灵敏度？③系统在最大运行方式下振荡时，哪些测量元件将发生误动作？为什么？④离断路器1QF保护安装处12Km处发生短路时，求断路器1QF处距离保护第I段测量元件所能承受的过渡电阻最大值。⑤若在离断路器1QF12Km处发生带过渡电阻8arcR的相间短路时，该保护第II、III段阻抗元件是否动作？为什么？ABCDET30km60km80km1QF2QF3QF4QF5QF6QF8QF7QF解：1)、2）计算断路器1QF的各段阻抗保护整定值：a)首先，为配合方便，先求出1QF、3QF、4QF处保护第Ⅰ段整定值即：706.9304.08.01ABsetsetZKZⅠⅠ702.19604.08.03BCsetsetZKZⅠⅠ706.25804.08.04CDsetsetZKZⅠⅠ断路器1QF、3QF、6QF处距离保护第Ⅰ段的动作时间和灵敏度分别为：0431ⅠⅠⅠopopopttt，%80431ⅠⅠⅠsensensenKKKb)断路器1QF处保护第Ⅱ段整定计算1QF处保护的相邻元件为BC线路和变压器T。当1QF处距离保护第Ⅱ段与BC线路的第Ⅰ段相配合时，有：ⅠⅡⅡ3min1setbABrelsetZKZKZ图2习题2的系统接线图4067.2301220111maxminminsBABsAABBABBABABBCbZZZIIIIIIIK48.225122511minmaxmaxsBABsAbZZZK故：70349.41702.19067.2128.01ⅡsetZ当1QF处距离保护第Ⅱ段与变压器T相配合时，有：70523.82701.44067.2128.0min1TbABrelsetZKZKZⅡⅡ距离Ⅱ段的动作时间为：stop5.01Ⅱ取70349.411ⅡsetZ作为距离保护第Ⅱ段的整定值。距离Ⅱ段的灵敏度为：5.1446.312349.411ABsetsenZZKⅡⅡ满足灵敏度要求。c)断路器1QF处保护第Ⅲ段整定计算因为测量元件为方向元件，所以距离保护第Ⅲ段的整定值应按以下条件整定：第一，躲过最小负荷阻抗LsetLerelsetIUKZcos9.031max1ⅢⅢ其中：269.0cosarL，70set故：70875.1892670cos35.01159.08.0311ⅢsetZ第二，与相邻线路距离保护第Ⅱ段相配合：ⅡⅢⅢ3min1setbABrelsetZKZKZ而：7068.396.251248.04'min3ⅠⅡⅡsetbBCrelsetZKZKZ故：70215.7568.39067.2128.01ⅢsetZ应取70215.721ⅢsetZ作为距离保护第Ⅲ段的整定值。5取距离Ⅲ段的动作时间为：stop5.21Ⅲ。距离Ⅲ段的灵敏度为：当作为近后备时：5.1268.612215.751ABsetsenZZKⅢⅢ；当作为远后备时：2.1052.12448.212215.75max1BCbABsetsenZKZZKⅢⅢ；作为近后备保护时，可满足灵敏度要求；作为线路BC远后备保护时，不满足灵敏度要求。可考虑取70875.1891ⅢsetZ作为距离保护第Ⅲ段的整定值，此时远后备保护的灵敏度为：2.1655.22448.212875.189ⅢsenK，满足要求。3)当系统在最大方式下发生振荡时：180时，保护安装处的测量阻抗为：ZmZ21min其中：351.025122020minminminsBABsAsAZZZZm705.87057351.021minZ因为ⅢⅡⅠ111minsetsetsetZZZZ，故距离保护Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段均会误动。4)当1QF保护安装处12km处发生带过渡电阻的相间短路时，此处阻抗为距离保护Ⅰ段定值的一半，即阻抗端点位于距离保护Ⅰ段动作圆曲线的原点。故过渡电阻要不大于距离保护Ⅰ段定值的一半，即：8.4fR5)当过渡电阻8fR时，测量阻抗为：07.25645.10511.4642.970sin4.01270cos4.0128jjZm沿25.070方向的第Ⅱ段、Ⅲ段的动作阻抗分别为：07.2527.2907.2507.2570cos349.411ⅡopZ607.2543.13407.2507.2570cos875.1891ⅢopZⅢⅡ11opopmZZZ，即保护Ⅱ段、Ⅲ段阻抗元件均会动作3.7110kV系统如图所示，maxminmaxmin20152520SASASBSBZZZZ、、、，各线路均装有距离保护，线路正序阻抗为Z1=0.4Ω/km，流过线路AB的最大负荷电流为600A，负荷功率因数为0.85，线路阻抗角070K。试对保护1的距离保护各段进行整定计算。(8.0IIrelIrelKK、2.1relK、5.1ssK、2.1reK、52ts，各段均采用方向圆特性阻抗继电器)答：（1）Ⅰ段：10.8300.49.6setrelABZKZ，10ts。（2）Ⅱ段：20.8500.416setrelBCZKZ，minmaxminmax1512252.0825sAABsBbsBZZZKZ1min20.8122.081636.2setrelABbsetZKZKZ120.5ttts1136.23.0212setsenABZKZ满足要求。（3）Ⅲ段0arccos0.8532L73min10.911010/356cos6001.21.51.2cos7032LsetrelssresetLZZKKK11564.6612setsenABZKZ近，满足要求minmaxmaxmin2024202.620sBABsAbsBZZZKZ11max560.8712202.6setsenABBCbZKZZK远，不满足要求，可增大整定阻抗，同时增加阻抗限制措施。1523ttts3.12对0º接线的相间方向阻抗继电器，当加入继电器的电压和电流相位差mmIUarg为65º和85º时，测得的动作阻抗均为12.5Ω。计算该阻抗继电器的整定阻抗和最大灵敏角。答：阻抗继电器动作特性如图，可知数值相等的动作阻抗是关于整定阻抗对称的，所以可得：0008565752sen根据方向阻抗继电器动作阻抗和整定阻抗的关系可得：0012.512.7cos(7565)setZ