电力系统继电保护计算题

三、分析计算题3在图1所示网络中的AB、BC、BD、DE上均装设了三段式电流保护；保护均采用了三相完全星形接法；线路AB的最大负荷电流为200A，负荷自启动系数1.5ssK，1.25IrelK，1.15IIrelK，1.2IIIrelK，0.85reK，0.5ts；变压器采用了无时限差动保护；其它参数如图所示。图中各电抗值均已归算至115kV。试计算AB线路各段保护的启动电流和动作时限，并校验II、III段的灵敏度。256A134BCDE115kV.max16sX.min13sX2420168042IIIts71IIIts7图1系统接线图图2系统接线图3答：（1）短路电流计算。选取图3中的1K、2K、3K点作为计算点。1K2K3K256A134BCDE115kV242016807图3三相短路计算结果如表1所示。表1三相短路计算结果短路点1K2K3K最大运行方式（kA）1.7951.2530.499最小运行方式（kA）1.6601.1860.488（2）电流保护I段(3).11.max1.251.7952.244(kA)IIsetrelKIKI，10()Its（3）电流保护II段(3).32.max1.251.2531.566(kA)IIsetrelKIKI，.1.31.151.5661.801(kA)IIIIIsetrelsetIKI灵敏度校验：(2)(3)1.min1.min31.438(kA)2KKII，(2)1.min.1.11.4380.7981.801IIKsenIIsetIKI，不满足要求。与保护3的II段相配合：保护3的II段按可伸入变压器而不伸出变压器整定。(3).33.max1.150.4990.574(kA)IIIIsetrelKIKI，.1.31.150.5740.660(kA)IIIIIIsetrelsetIKI灵敏度校验：(2)1.min.1.11.4382.1790.660IIKsenIIsetIKI，满足要求。130.50.51()IIIIttts（4）电流保护III段.1max1.21.50.20.433(kA)0.85IIIIIIrelsssetLreKKIIK灵敏度校验：作为本线路的后备保护(2)1.min.1.11.4383.3210.433IIIKsenIIIsetIKI，满足要求。作为相邻下一线路的后备保护(2)2.min.1.11.0272.3720.433IIIKsenIIIsetIKI，满足要求。143()IIIIIItttts三、分析计算题3在图1所示网络中装设了反应相间短路的距离保护。已知：线路的正序阻抗10.45/xkm；系统阻抗：min20Msx，min10Nsx，maxmax25MsNsxx；0.85IIIrelrelKK。试对距离保护1的第I、II段进行整定计算，并校验II段灵敏度。MN1115kV350kmP80km2345115kV3三、分析计算题3解：1保护1第I段：.119.125IsetZ；10Its。2保护1第II段：.230.6IsetZ；.11.min.2()IIIIIsetrelMNbsetZKLzKZ。用图3所示网络计算.minbK。图3求分支系数所用网络.min67.52.725bK，则.10.85(22.52.730.6)89.352()IIsetZ.289.3523.9711.2522.5IIsenK，满足要求。二、(本题每小题10分，满分20分)如图所示，在110KV输电线路中，线路AB的负荷电流为175A,,系统阻抗为:Xs=4,单位线路长度的阻抗为:X=0.4(/km),Kk’=1.25;Kk’’=Kk=1.15;Kzq=1.5;Kh=0.85。1.计算：电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护动作值与动作时间。2.比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。1.5s110kV45km30km解：1.线路AB的保护A速断保护2.线路AB的保护A的II段保护求动作电流（与下条线路电流速断动作值配合）：动作时间：tA''=0.5s灵敏度校验：3.线路AB的保护A的III段保护48．如图所示，试计算保护1限时电流速断保护的动作电流、动作时限及校验灵敏度。已知K=1.2;Z1=0.4Ω/km;K=1.2。49．如图所示，各线路均装设距离保护，试对保护1的距离Ⅲ段保护进行整定计算，并求出最小分支系数。Krel=1.25;Kres=1.2;Kss=1;Z1=0.4Ω/km;Uloa.min=0.9×110KV)(77.3)4.0454(3/11525.1)(min.)3(max..1'.KAZZEIKIABsBdKAdz)(25.2)4.0304.0454(3/11525.11.1)(min.)3(max..12''.KAZZZEIKKIBCABscdKKAdz3.134.125.2)454.04311523()23(''.max.'.min..AdzABssAdzBdlmIZZEIIK)(487.023085.05.12.1)(max.3.kAIKKKIfhzqKAdz五、计算题（共20分）在图5-1所示的单侧电源辐射网中，线路AB的保护采用三段式电流保护，采用电流互感器三相完全星形接线。已知线路AB的最大负荷电流为300A，电流互感器变比为400/5，在最大和最小运行方式下，K1、K2及K3点发生三相短路时的电流值见下表(均已折算到电源侧).保护6、7、8的过电流的动作时间分别为1.5ｓ、2ｓ和0.9ｓ,试计算保护1各段的动作电流和动作时间,检验保护的灵敏度,同时简述保护1各段的特点.表5-1短路电流值短路点K1K2K3最大运行方式下三相短路电流（A）30001250650最小运行方式下三相短路电流(A)250010405001ABIIIIII2765YN，d118K1K2K3图5-1解：1．保护1的无时限电流速断（4分）一次动作电流为(3).1.1.maxoperrelKIKI继电器动作电流为..1.1congoperoperTAKIIn2．保护1的限时电流速断保护（6分）先计算出保护2的无时限电流速断保护动作电流(3).2.2.maxoperrelKIKI保护1的限时电流速断保护应与保护2的无时限电流速断保护动作电流相配合整定.1.2operreloperIKI继电器动作电流..1.1congoperoperTAKIIn动作时限120.5ttts灵敏度校验(2).1.min.1ksenoperIKI应大于1.33．过电流保护（6分）保护1的过电流保护为.11.maxrelssoperresKKIIK继电器动作电流..1.1congoperoperTAKIIn动作时限按阶梯型时限特性为1242ttttt灵敏度校验：（4分）作为本线路的近后备保护(2).1.min.1ksenoperIKI，应大于1.5作BQ线路的后备保护(2).2.min.1ksenoperIKI，应大于1.2作变压器的后备保护(2).3.min.11/3ksenoperIKI，应大于1.2灵敏度应满足要求，如果不满足，采取措施提高灵敏度。四、计算题（共38分）1、如图2所示的网络中，已知，线路每公里的正序阻抗试对保护1进行三段式电流保护的整定计算。（14分）图2解：1、保护1电流I段整定计算（1）求动作电流（2）灵敏度校验，即求最小保护范围。满足要求10.4/kmZ，10.5/3kV,E.max0.3sX，.min0.3,sX.max150AABLI。1.251.11.2relrelrelKKK，，，1.8ssK＝，0.85reK，30.5ts。123ABC10kmt3III=0.5s15km3.1..max10.5101.251804.27A3(0.20.410)setrelkBIKI3min.max1.1131310.510()(0.3)6.52km20.4231804.27ssetElXzImin6.5265.2%15%,10ABll（3）动作时间：（1分）2、保护1电流II段整定计算（1）求动作电流（2分）（2）灵敏度校验满足要求。（2分）（3）动作时间：（1分）2、保护1电流III段整定计算（1）求动作电流（1分）（2）灵敏度校验近后备：满足要求。（1分）远后备：满足要求。（2分）（3）动作时间：（1分）2、如图3，已知：网络的正序阻抗Z1=0.45Ω/km，阻抗角。线路上采用三段式距离保护，其第I、II、III段阻抗元件均采用0°接线的方向阻抗继电器，继电器的最灵敏角，保护2的延时，线路AB、BC的最大负荷电流均为400A，负荷的自起动系数继电器的返回系数并设，，负荷的功率因数，变压器采用了能保护整个变压器的无时限纵差保护。试求：距离保护1第I段的动作阻抗，第II段、第III段的灵敏度与动作时间。（24分）10ts120.50.5tts65L65sen22ts2,ssK1.2reK，0.85IrelK1.15IIrelKcos0.9D3.1.2..max10.510()1.11.25817.233(0.20.425)AsetrelsetrelrelkCIKIKKI3..min.1310.51023(0.30.410)1.491.3817.23kBsensetIKI.1.max1.21.5150317.650.85ArelsssetABLreKKIIK3..min.1310.51023(0.30.410)3.841.3317.65kBsensetIKI3..min.1310.51023(0.30.425)1.61.2317.65kCsensetIKI130.50.51.5tts图3解：1、距离保护1第I段：动作阻抗：（1分）2、保护1的第II段（分两种情况）：（1）与相邻线路配合：（1分）（2分）（1分）（2）与变压器支路配合：（1分）（2分）（1分）对以上两种情况，取较小者，所以：（1分）灵敏度：满足要求。（1分）动作时间：（1分）3、距离保护1的第III段：采用方向阻抗继电器，，（1分），(1分)，，，，（2分）灵敏度：38km62kmABCD30km115/3AEkV.min10sAX.max20sAX115/3BEkV.min30sBX.max40sBX11284.7TTZZT1T2210.850.453011.16IsetrelABZKZ1min()IIIsetrelABrelbBCZKZKKZminminmax1013.5(1)(1)1.5940sAABbsBXZKX10.8(13.50.851.590.4538)29.29setZ1min()2IIITsetrelABrelbZZKZKKminminmax1013.5(1)(1)1.5940sAABbsBXZKX184.70.7(13.50.71.59)42.442setZ129.29setZ29.292.171.513.5IIsetAsenABZKZ0.5IItsmin1cos()LsetIIIrelressLDZZKKKmi