国网考试电力系统继电保护习题库

1、欢迎阅读第一章绪论习题1-1在图1-1所示的网络中，设在d点发生短路，试就以下几种情况评述保护1和保护2对四项基本要求的满足情况：(1)保护1按整定时间先动作跳开1DL,保护2起动并在故障切除后返回；(2)保护1和保护2同时按保护1整定时间动作并跳开1DL和2DL ;(3)保护1和保护2同时按保护2整定时间动作并跳开1DL和2DL ;(4)保护1起动但未跳闸，保护2动作跳开2DL;(5)保护1未动，保护2动作并跳开2DL;(6)保护1和保护2均未动作图1-1习题1-1图第二章 电网的电流保护和方向性电流保护一、三段式相间电流保护例题例题2.1欲在图2-1所示的35KV中性点不接地电网中变电所

2、A母线引出的线路AB上，装设三段 式电流保护，保护拟采用两相星形接线。试选择电流互感器的变比并进行I段、II段、III段电流保护的整定计算，即求I、II、III段的一次和二次动作电流(I'dz、I'dzJ、I'd；、I'd；J、Idz、IdzJ)、动作时间(t、t'、't)和I段的最小保护范围lmin%,以及II段和III段的灵敏系数K'lm'、Klm(1)、 Klm(2)。对非快速切除的故障要计算变电所母线 A的残余电压。已知在变压器上装有瞬动保护，被 保护线路的电抗为0.4Q/km,可靠系数取K'k=1.3, K

3、9;k=1.1, Kk=1.2,电动机自启动系数Kzq=1.5, 返回系数Kh=0.85,时限阶段 t=0.5s,计算短路电流时可以忽略有效电阻。其他有关数据按3种方案列于表1中。图 2-1 例题 2.1 图表1三种方案方案系统电抗Xs(Q)线路长度l (km)变压器额定负荷Se fh(MVA)10kV线路保护最长 动作时间tie(s)Se b(MV A)Ud%10.3102X107.5152.520.882 X 7.57.510232152X5.67.581.5解 参见图 2-1。已知 Xs=0.3Q , l =10km, Sb=2X 10 MVA, Ud%=7.5, Sfh=15MVA,

4、t10 2.5So1求电流I段定值(1) 动作电流I'dzI'dz=K'kX I d B max= 1.3X4.97= 6.46 (kA)其中 I d B max= Es/ (Xs+ Xab) = ( 37/<3 ) / (0.3+10X0.4) =4.97 (kA)(2) 灵敏性校验，即求l minl min = 1/ZbX ( (*3/2) Ex/ I dz Xs,max) = 1/0.4X (37/2)/ 6.46 0.3)=6.4 (km)页脚内容欢迎阅读l min % = 6.4/10 x 100% = 64% > 15%2求电流II段定值(1)求

5、动作电流I'dZ为与相邻变压器的瞬动保护相配合，按躲过母线C最大运行方式时流过被整定保护的最大短路电流来整定(取变压器为并列运行)于是Id C max=Es/ (Xs+ Xab+Xb/2) = ( 37/,河)/ (0.3 +4+9.2/2) =2.4 (kA)I'dZ=K k , I d C max = 1.1 X 2.4= 2.64 ( kA)式中 Xb = Ud%X (u2b/ Sb) = 0.075 X (352/10) =9.2 (Q)(2)灵敏性校验K'lm= I d B min/I'dZ =5 2X4.97/2.64 =1.63 > 1.5

6、满足要求(3)求动作时间t (设相邻瞬动保护动作时间为0s)t' = 0+0.5 = 0.5 (s)3求电流III段定值(1)求动作电流I dzI dz=(K k /K h) X K zq X I fhmax=(1.2/ 0.85) X 1.5X 247=523(A)式中 I fhmax=Sfh/ ( J3Ugmin) =15/(73X35) =247 (A)(2)灵敏性校验本线路末端短路时Klm =(V3/2) X4.97)/0.523=8.22>1.5 满足要求相邻变压器出口母线C (变压器为单台运行)三相短路时I d C max = Es/ (Xs+ Xab + Xb) =

7、 ( 37/V3 ) / (0.3+4+9.2) = 1.58 (kA)考虑C点短路为y, d11接线变压器后短路，当该点为两相短路时，对所研究的保护动作最不利，又因保护接线采用两继电器式两相星形接线，故有t (2)/d /o 1 (3)】 d min (1/2) 1 d C min故 Klm =0.5X 1580/523 =1.5 > 1.2 满足要求如采用三继电器式两相星形接线，灵敏系数还可提高1倍。4.求电流互感器变比及继电器动作电流(1)求电流互感器变比：按两台变压器在运行时为最大工作电流的计算条件，故I g , max =2Sb/'3 ueX 1.05 = (2X10/

8、 %'； 3 X 35) X 1.05= 346 (A)取 n1=400/5(2)继电器动作电流I段I'dz J=KjxX I'dz/ n1=6.46X 103/80 = 80.75 (A)II段I'd； j=2.64X 103/80 = 33 (A)III段Idz j = 523 / 80 = 6.54 (A)5求当非快速切除故障时母线 A的最小残压非快速保护的动作区最靠近母线A的一点为电流I段最小保护范围的末端，该点短路时母线 A的残余电压为Ucy = I d , l min % , X AB页脚内容欢迎阅读式中 Id = E/ (Xs + l min% X

9、ab)故 Ucy =E l min% , Xab/ (Xs + l min% - XAB )按残余电压定义，即可得出计算 Ucy%的公式Ucy%= Ucy/E= lmin%.XAB/ (Xs + l min% , Xab)本题已计算出 lmin% = 64%,而 Xab = 0.4X 10 = 4Q, Xs= 0.3Q 故Ucy% =(0.64X4) / ( 0.3+4X0.64) X 100%= 87.5%其他方案可类推例题2.2在图2-2所示网络中，试对线路AB进行三段式电流保护的整定(包括选择接线方式，计 算保护各段的一次动作电流、二次动作电流、最小保护范围、灵敏系数和动作时间，选出主要

10、继电器型号规范)。已知线路的最大负荷电流Ifh max=100A,电流互感器变比为300/5,保护2的过电 流保护动作时间为2.2s,母线A、B、C等处短路时流经线路 AB的短路电流计算值如表2,有关短 路电流计算值为(kA)图2-2例题2.2图表2短路电流计算值工,短路点短路电流、运行方式、ABC最大运行方式5.341.5250.562最小运行方式4.271.424;0.548解：1 .接线方式的选择由于35KV为中性点非直接接地电网，而所给定的线路AB的相邻元件也是线路(不含变压器)，故三段保护均初步选择为两相星形接线。2 .整定计算(1) I 段1)动作电流的整定：根据前述整定计算公式I

11、 dz= K k，I d B max显然，此处应取I dBmax= 1.525KA (线路AB末端，即线路BC首端的最大三相短路电流)，取可 靠系数K'k=1.3,于是保护的一次动作电流为I'dz 1 = 1.3X 1.525 = 1.983 (KA)由于采用两相星形接线，Kjx=1 ,故保护的二次动作电流，即继电器的动作电流为I'dz J= Kjx I'dz/n1 = 1.983X 103/ (300/5) =33 (A)选用DL 11/50型电流继电器，或电流 DL-21c、DL-31等新型继电器，其动作电流 的整定范围为12.550A2)灵敏性校验：此处为

12、求最小保护范围，根据前述公式l min =1/ZbX(T3/2) - Ex/I，dz - Zs,max)式中Zs,max为系统阻抗，尚为未知数，根据题设A点短路电流数据，可以求出A点背后等值电源(即系统)的等值阻抗：最大运行方式时Zs,min (37/<3 ) /5.34=4 ( Q)最小运行方式时Zs,max (37/<3 ) /4.27= 5 ( Q)式中37为35KV电网的平均额定线电压，于是可求最大运行方式下的最小保护范围为页脚内容欢迎阅读l min max= (1/0.4) X (收 / 2 乂 (37/收)/1.983 4) = 13.3 (km)此处取线路阻抗Zb=

13、0.4 Q/km 最小运行方式下的最小保护范围为 l min mim= (1/0.4)义(37 / 2/1.983 5) = 10.8 (km) l min max% l min max/ Iab X 100% = 13.3/25X 100%=53.2% > 15% l min min% = l min min/lAB X 100% = 10.8/25X 100%=43.3% > 15% 均满足要求3)动作时间的整定t=0s但为躲管型避雷器放电，应选取DZS-117型中间继电器做为出口继电器，该继电器具有 4个常开触点，固有动作时间为0.06s,并假定操作电源为220V直流。(2)

14、 II 段1) 动作电流整定：线路AB的保护II段应与相邻线路的保护I段配合，故I ' dZ - 1 = K ' k 'I 'dz - 2 / Kfz显然，此处Kfz=1 (无分支),而I'dz-2应按线路BC末端C点最大短路电流来整定，即：I'dz 2 =K'k I d C max=1.3X 0.562=0.73(kA)于是 I'dZ 1=1.1X0.73=0.8(kA)此处取K'k '=1.1，因为主要目的在于配合.继电器的动作电流I'dZj= Kjx I'dZ1/n1=0.8X 103 / (

15、300/5) = 13.4 (A)选用DL-11/20型电流继电器，或其他类似的新型电流继电器，其动作电流的整定范围为520 A2) 灵敏性校验：已知本线路末端最小运行方式下三相短路时流过本保护的电流为1.424 A,考虑两相短路电流一般为三相短路电流的4/ 2倍(当Z1 =Z2时)，故Klm= Id min(B)/ P dZ 1= <3 / 2 X 1.424 / 0.8 =1.54 > 1.5满足要求。3) 动作时间的整定：根据前述，本保护为与相邻元件电流I段一一无时限(t=0s)电流速断保护相配合，故可取t'j0.5s (t'1'= t'2 +

16、 t=0.5s)。选取DS-111型时间继电器，假定操作电源为直流 220V。其时限整定范围为0.11.3S。(3) III 段1)动作电流的整定：根据有关整定计算公式I dz = Kk , Kzq /Kh , I fh maxI dz = (1.2X2 / 0.85)X100=282 (A)I dz j = KjxXIdz/ n1 =282 / 60 = 4.7 (A)选用DL-11/10型电流继电器或其他类似的继电器，其整定范围为2.510A2)灵敏性校验：取本线路末端 B点短路时流过本保护的最小两相短路电流做为计算电流，故Klm (1)= I()d , B - min / I dz =

17、(V3 / 2) X 1.424X 103/ 282=4.37 > 1.5保护相邻线路时的灵敏性，取相邻线路BC末端C点短路时流过本保护1的最小两相短路电流作为 计算电流，故Klmg = Id c min / I dz=(石 / 2) X 0.548X103/ 282=1.68 > 1.2均满足要求。3)动作时间整定：根据阶梯原则，在此，过电流保护的动作时间应与相邻线路BC的保护2配合，即t1 = t2 + t=2.2+0.5= 2.7 (s)页脚内容欢迎阅读选用DS-112型时间继电器，其动作时间整定范围为 0.253.5s取操作电源为直流220V习题2-1图2-3示网络中，已知

18、线路 AB的最大负荷电流I fh max = 100 A ,电流互感器变比为300/5, 保护2的过电流保护动作时间为2.5 S,母线A处短路时，最大和最小三相短路电流分别为5.34kA和4.27kA。每公里线路正序阻抗为 0.4Q ,取<=1.3, K； = 1.2,鼠=<2,0=0.85 , &q，。试对 kq线路AB进行三段式电流保护的整定(包括：一次、二次动作电流，最小保护范围，灵敏系数和动 作时间)。图2-3习题2-1图2-2如图2-4所示网络中，Kk.2, Kzq。试问：如按KhH.85求出保护1的过电流保护的整定值，而实际电流继电器Kh.6时，分析在什么情况下

19、保护1会出现误动作。图2-4习题2-2图2-3如图2-5所示网络中，线路AB电源端装有三段式电流保护，线路 BC装有二段式电流保护，均 采用不完全星形接线方式，系统参数如图示，线路AB和BC的最大负荷电流分别为2.3A和2A,线路BC的过电流保护动作时限为3秒，负荷自起动系数均为1。试计算：(1)线路AB和BC各段电 流继电器的动作电流I".和时间继电器的动作时限tpu。(2)求出无时限电流速断的保护范围和校验R、田段的灵敏度。(KrIei =1.2 , K= K/= 1.1)E''=380/V3V,X； =10Q,Xb =10Q E'为发电机相电压，X；为5

20、/5 2DL 5/5图2-5习题2-3图2-4在图2-6所示网络中，线路AB BG BD上均装设了三段式定时限电流保护，变压器采用了保 护整个变压器的无时限差动保护，并已知：(1)保护采用完全星形接线方法；(2) d(3)线路AB的最大负荷电流为200A,负荷自起动系数Kzq=1.5；(4)其他参数如图示，图上设备电抗值均为归算到115KV的欧姆数；页脚内容欢迎阅读(5) K=1.25, K= K1=1.15.(6)发电机电势和电抗为 E'' =115/ T3KV,X；max =18Q,X；min =3图2-6习题2-4图试计算：线路AB各段保护的Ipu、Ksen(或l1)和t

21、pu.2-5在图2-7所示网络上，各断路器采用了定时限电流保护，并已知：图2-7习题2-5图(1)保护1和4均采用不完全星形三继电器接线方式，保护5采用不完全星形两继电器的接线方 式；(2)线路AB和BC的最大负荷电流分别为190A和120A,负荷自启动系数分别为2.5和2.3 ;(3) IK =(4)其他参数均如图示，图上各电抗均为归算到35KV下的欧姆数；试计算：(1)保护4和5过电流保护的I* Ksen和tpu；(2)如Ksen不满足要求时，可采取什么措施？2-6在图2-8所示网络中，已知：(1)线路AB的A侧和BC均装设三段式定时限电流保护，其最大负荷电流分别为120A和100A,负荷

22、的自起动系数均为1.8 ;(2)线路AB的A侧II段保护的延时允许大于1秒；(3)其他参数如图示；(4)取 K0I=1.3 K=K=1.2 .图2-8 习题2-6图试计算：线虫& AB的A侧各段保护的I pu和Ksen(或l )。2-7如图2-9为线路一变压器组网络，网络参数如图示。在线路AB装有二相三继电器式无时限电流速断保护，试计算能否保护线路 AB的全长？已知x=0.4C/km (取热=1.25)图2-9习题2-7图2-8在图2-10所示网络中，试分析断路器1DL保护的最大和最小运行方式。图2-10习题2-8图2-9在图2-11所示网络中，试分析断路器1DL 4DL和9DL保护的

23、最大和最小运行方式。其中发电机 1 为：Smax =100MW,Smin =50MW ,发电机 2 为：Smax = 50MW ,Smin = 25MW图2-11习题2-9图2-10在图2-12所示的几种网络中，无时限电流速断保护的整定条件(系统运行方式、短路类型、短路点)是什么(每个电源均为两种运行方式)？图2-12习题2-10图2-11在图2-13所示两相三继电器连接中，电流互感器二次极性连接是否正确？试分析在发生三相短路及AC两相短路时，流过继电器1、2、3中的电流？图2-13习题2-11图2-12在整定电流保护第田段时，为什么必须考虑返回系数？在整定I、R段时是否需要考虑？为页脚内容欢

24、迎阅读 什么?2-13在这一章里使用了各种系数，如 K同、Kre、Kss、Ksen、KcoDKb等，说明其含意及在整定计算中的作用。二、方向电流保护2-14如图2-14为单电源环网，各断路器均装有过电流保护。 试求环网中各过电流保护的动作时间， 并判断哪些过电流保护可以不装方向元件。图2-14习题2-142-15已知功率方向继电器采用90“接线方式，线路阻抗角，=60试问：该继电器的内角a、最大灵敏角%是多少；用的表示的动作范围是多少；当正向三相短路时，可以使继电器动作的线路阻抗范围。2-16在图2-15所示网络中，断路器2处装有三相式方向性过电流保护，方向元件采用90二接线方式， 最大灵敏角

25、为45 变压器阻抗角为90该变压器Y侧为无穷大电源。试分析在丫小11接线变压器 侧发生BC两相短路时，过电流保护2的动作情况。图2-15习题2-16图2-17在图2-16所示的双端电源网络中，每个断路器均装设有过电流保护，各变电站出线端的保护如图示，且1DL 6DL为发电机过流保护，应与相邻线路保护配合，试确定：（1）断路器1DL- 6DL的保护动作时限；（&=0.5秒）（2）断路器1DL-6DL的保护中那些应装方向元件以保证选择性？其规律是什么？图2-16习题2-17图2-18 图2-17为单端电源环网，断路器1DL-11DL均装设有过电流保护，试确定断路器1DL8DL的保护动作时限

26、（& =0.5秒），那些保护需装方向元件才能保证选择性？图2-17习题2-18图1丁- I If2-19画出功率方向继电器的90接线，在采用90°接线时，继电器的a角取何值为好？ / 1。2-20 90 接线方式的功率方向继电器在两相短路时有无死区？为什么？X二、112-21试分析90接线的功率方向继电器在发生单相接地故障时（大接地电流系统），故障相继电器能否正确动作？2-22方向电流保护不用电流测量元件可否？为什么？2-23在图2-18所示的方向电流保护交流回路展开图中，其极性接线是否正确（以指向线路方向为 正）？把错误地方改正过来。图2-18习题2-23图三、三段式接地电

27、流保护例题例题2.3在图2-19所示110KV网络中，已知：页脚内容.、一一 .一 ” " (1)电源的等值电抗 X1.s = X2s = 5c,X0.s=8c；(2) 线路 AB 和 BC 的电抗 xi=0.4G /km,X0=1.4C/km;(3) 变压器Ti的额定参数为31.5 MVA ,110/6.6KV.Uk%=10.5% ,其他参数如图示；（4）取 K ' l = 1 .25 , K5 ID I试计算：线路AB的零序电流保护I、n、m=1 .15动作电流，n、m 段灵敏度及动作时限B LdT1E图2-19例题2.3图解：首先计算参数：线路AB的电抗：X1 = X2

28、 = 0.4X20 =80建X0= 1.4X20 = 28 11线路 BC 的电抗：X1 = X2 = 0.4X50 =20。X0 = 1.4X 50 = 70 'J变压器的电抗：10 10.5 1102X T1 = X T2 =40.2 口31500(DI段整定计算:根据(2.0)1 0I (1)1 02 X”Xn2X八X1，因为X八=X0.S+ X0.ab = 8+28 =36 X1- = X1S + XAB= 8+5=13- 所以可知武下40） 故应根据K来整定动作电流，根据 k（2.0）来校验灵敏度（保护范围）当在母线B处发生K时 I贝1 I0.PU.A =1.25 3 107

29、0 =4020 A确定I段保护范围L1=KrelKaper,kst f(3)K max3I0灵敏度满足要求欢迎阅读先计算出母线A、线路AB中点及母线B发生K、k(2时的母线A处K时：3I/A =11.07 KAk (2.0)时：3I02A0) =9.5KA母线AB中点K时：3I01)=4.98KAk(2.0)时：3I02.0) =3.75KA母线B处K时:3I01B =3.21KAk(2.0)时:3I02B0) =2.34KA根据上面数据绘制出3Io = f(l )曲线如下： 并把 lo.pu.A = 4.02KA画在图 2-20±0图2-20零序短路电流曲线图由图2-20可见:I段

30、保护最大范围Lmax =14km为全长的70% (单相接地时)最小保护范围Lmin = 9.2km ,为全长的46% (两相接地短路时)(2) R段保护整定计算：保护B I段的动作电流：I0.pu.B = Ki .310皿* .母线C上单相接地时的最大零序电流为：故 I0.pu.B =1.251159%450A则 1 0 . pu . B 一 k rel . 1 0 . pu .B=1.15X1450 = 1670 A灵敏度校验：在母线B上两相接地短路时3 I (2.0)2340K sen = II = = 1.4 > 1.25 (满足要求) I0.pu.A1670(3) m段保护整定计

31、算：lll不考虑非全相运仃时：0 . pu . A k rel .I unb . max最大外部三相短路电流为:则 I OIL A = 1.25 > 1.5 M 0.5 父 0.1 父 5110 = 480 A .在母线B上两相接地短路时的灵敏度：K SeIn = 2340 = 4.88 A 1.25(满足要求)480在母线C上两相接地短路时的灵敏度：因为(2.0)0.C115000.3(33 106 106)=270A所以KSen =2区0 =1.68 >1.25 (满足要求)480(4) n> m段的动作时限：习题2-24试分析零序电流和电压的特性，并回答以下问题： 中性

32、点直接接地电网中，零序方向元件的最大灵敏角为多少？方向元件是否存在死区？方向 元件的工作角度和故障类型、故障点远近及过渡电阻有何关系。不接地电网中，零序方向元件的最大灵敏角为多少？故障线路和非故障线路的零序电流和功 率方向有什么区别。零序电压和故障远近有何关系。 中性点直接接地系统和中性点不直接接地系统往往使用一样的方向元件，使用应采取什么措施？2-25在图2-21所示的网络中，已知(1)电源等值电抗:X1s|_max X2s_max 20,x1s|_min = x2s_main = 15.(2)线路电抗：x1 =0.4C/km;x0 =1.4C/km。 变压器Ti的中性点接地，其额定参数为：

33、(4)变压器T2、丁3中性点不接地，它们额定参数为；, I二-(5)在不同运行方式下K和K(2,0)时的I0 (A)计算结果如下表;【注】系按平均 计算的。(6)C、的别故障类型最大运行方式一(1) 下K在最小运行方式 ,.(2.0)下K母线A (相当于A，点)670745线虫& AB中点402358r母线b287236母线C194150母线E208162.5表中I 0值电压115KV在母线BD E、F 处I K m ax 今为 1070、810、381、851、390A;(7)线路ABBGBECD EF上 CT变比分别为：120、80、80、20、20;(8)其他参数如图示。欢迎阅读

34、最大运行方式最小运行方式K（1）K（2' °）KK（2 ' 0）母线A (相当F A，点)625756566710线路AB中点337339316328母线B212207202204母线C101.5：11297109母线E144.5126140122.5流I 0|_pu r和 t0_pu ；图2-21习题2-25图试计算：(1)保护3 及5的继电器动作电(2)保护2及4是否须装无时限零序电流速断保护(I段)？为什么？其R段、 田段的I 0|_puj和 t°_pu(3)保护1各段保护的 I 0|_pu_r K sen、和 t0_|pu ?2-26在习题2-25的

35、网络中，假设变压器T2的中性点直接接地，并已知：(1) T2接地时，在不同运行方式下，各点在K和K(2'0)时，流经保护1的I0 (安)计算结果如下 表：注:表中Io系按115KV计算所得。(2)在最大(小)运行方式下，母线发生 K、K(2L0)时，流经保护1及T2的零序电流为：(3)保护1各段的IoLpu与习题2-25相同。试计算：(1)保护1各段的Ksen和tpu；(2)保护1各段要不要装方向元件？为什么？(3)列表比较T2接地与不接地时，保护1的灵敏度，可得到什么结论？2-27大接地电流网发生单相接地短路时，零序电流的大小和分布主要与什么有关？2-28分别在图2-22所示系统中画

36、出单相接地短路时零序电流的分布。2-29在大接地电流电网中，为什么要将零序功率方向继电器的电压线圈反极性接到零序电压滤过 器的出口上？图2-22习题2-28图2-30在图2-23所示的零序过电流保护的接线图中，三个电流互感器的极性如图示。问接线是否 正确？在正常运行情况下保护装置是否会误动作？图2-23习题2-30图2-31零序功率方向继电器有无死区？为什么？2-32中性点不接地和中性点经消弧线圈接地电网中，在发生单相接地时，其零序电容电流分布的 特点是什么？2-33在接地保护的计算中，考虑各元件的零序网络时，为什么对大接地电流系统一般只计及线路 的零序阻抗而忽略线路对地容抗，而对小接地电流系

37、统则只计各元件对地的容抗而忽略线路的零序 阻抗？页脚内容第三章电网的距离保护例题例题3.1图3-1所示网络中，设各线路均装有距离保护，试对点 1处的距离保护I、II、III段进行整 定计算，即求各段动作阻抗 Z'dz、Z'dZ、Zdz,动作时间t、t'、' t和校验其灵敏性，即求lmin%、 K' mKlm(1)、Klm(2)0已知线路AB的最大负荷电流Ifhmax = 350A,cos(|)=0.9,所有的线路阻抗Zb=0.4Q/km,阻抗角小1 = 70°,自启动系数Kzq= 1,正常时母线最低电压 Ufh min = 0.9V,其他有关

38、参数已注在图上。图3-1例题3.1图解1.有关元件阻抗的计算AB 线路的正序阻抗ZAB=Zb 1ab=0.4X 30=12 (Q)BC 线路的正序阻抗ZBC=Zb 1bc=0.4X 60=24 (Q)变压器的阻抗ZB=Ud% - U2JSb = 0.105X 1152/31.5= 44.1 (Q)2.距离I段的整定(1) 动作阻抗 Z dz 1 = 0.85 Zab =0.85X12 =10.2 (Q)(2)动作时间(实为保护装置的固有动作时间)t'=0(s)(3)l min% = Z'dz 1 /Zab X 100% = 85%3.距离II段的整定(1)动作阻抗。按照下列两个

39、条件选择：1)与相邻线路保护3 (或保护5)的I段配合Z'dz 1=0.8(ZAB + Kfz min Z'dZ 3)式中 Z'dz 3= 0.85 Zbc = 0.85X 24 = 20.4 (Q )Kfz min为保护3的I段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数。如图1所示。 图1计算II段定值时求Km min的等值电路当保护3I段末端d1点短路时，分值系数可按下式求出Kfz = I2/ Ii = (Xsi + Zab + Xs2)/ Xs2 (1+0.15) Zbc / 2 Zbc = (Xsi+ Zab)/ Xs2+1) 1.15 / 2 可看出，为了使Kf

40、z=Kfzmin为最小，XS1应选用可能最小值，即X ' s1 . min ,而Xs2应选用 可能最大值，即X's2. max,而相邻线路的并列平行二分支应投入，因而Kfz min = (20+12) / 30 + 1) / 1.15 / 2 = 1.19因而，II段的定值为Z'dz 1 = 0.8(12+1.19X 20.4) = 29 (Q)2)按躲开相邻变压器低压侧出口d2点短路整定，即与相邻变压器瞬动保护(其差动保护)配合Z' dz 1=0.7(ZAB + Kfz-min Zb)Kfz min为在相邻变压器出口 d2点短路时对保护1的分支系数，由图1可见

41、，当d2点短 路时Kfz min = (X ' s1 min+ Zab) / X ' s2 max + 1=(20+12) / 30 + 1 = 2.07于是Z'dl 1 = 0.7(12+2.07X 44.1) = 72.2 (Q)此处取K'k = 0.7是因为变压器的电抗计算值一般误差较大.取以上两个计算结果中较小者为定值，即取 Z'd；-1 = 29 (Q)(2)灵敏性校验。按本线路末端短路求灵敏系数K' im = Zz 1/ Zab = 29/12 = 2.42 > 1.5 满足要求(3)求动作时间。与相邻I段瞬动保护配合t'

42、;1'= t'3+ At= t'5+ At= t'B + t=0.5 (s)4.距离III段的整定页脚内容欢迎阅读(1)动作阻抗。按躲开最小负荷阻抗整定Zdz= (1 / Kk Kzq Kh ) Zfh min = ( 1/1.2X 1.1 X 1)义 163.5 = 118.5 ( Q)式中 Zfh min = Ufh min / Ifh max =(0.9X110 /V3)/0.35 = 163.5 (。)取 Kk = 1.2, Kh = 1.15, Kzq = 1取方向阻抗继电器的最灵敏角(I)lm=(|)fh= 70o,当cos(|)fh= 0.9时，小

43、fh= 25.8°,故整定阻抗Zzd= Zdz /cos 3 1m- f =118.5/ cos (7(°-25.8o)=165.3 (Q)(2)灵敏性校验(求灵敏系数)。当本线路末端短路时Kim(1)= Zzd /Zab = 165.3 / 12 = 13.7 > 1.5 满足要求当相邻元件末端短路时：1 )相邻线路末端短路时Kim (2) = Zzd /(Zab + Kfh max , Zbc)式中Kfh max为相邻线路BC末端短路时对保护1而言的最大分支系数。该系数如图2所示。图2效验III段灵敏系数时求Kfz，max的等值电路可按下式计算Kfh max =

44、I2/I1 = (X's1max+ZAB)/ X's2 min+ 1 = (25+12)/25 + 1 = 2.48此时，XS1取可能最大值，即取Xs1 = X's1.max, XS2应取可能最小值XS2= X ' s2. min ,而相邻 平行线路处于一回线停运状态(这时分支系数为最大)。于是 Kim(2)= 165.3/(12+2.48X 24) = 2.31 > 1.2 满足要求2)相邻变压器低压侧出口d2点短路时求灵敏系数的公式同上，但此时的最大分支系数为Kfh max x = I2/I1 = 2.48 (与线路时相同)故灵敏系数为Kim(2)=

45、Zzd /(Zab + Kfh max Xb) = 165.3/ (12+2.48X44.1) =1.36 > 1.2 满足要求(3)动作时间t1 = t8 + 3 , At或 t1 = t10+ 2 - At取其中较长者为t1 = 1.5+2X0.5= 2.5 (s)习题3-1在图3-2所示网络中，断路器2装设三段式距离保护，距离继电器采用方向阻抗元件。已知：每公里线路正序阻抗为0.4Q ,线路AB的最大负荷电流I fh max =850 A ,线路阻抗角飞9。°,负荷功 ", I率因数cos%H.95,变压器装瞬时动作的差动保护，电源SA的ZAmaxg,ZAmin

46、 =1公；电源SB的 ! ,ZBmax =00Q, ZBminW0口，取Kk H.85 , Kk 48 ,限=1.3 , 1 H2 ,仆=1.2。试确定保护 2各段保护的整定阻抗和灵敏系数。图3-2习题3-1图3-2已知阻抗Za的Zb如图3-3所示。1 .在复平面上画出下列方程所描述的阻抗继电器的动作特性。mZ, Z-90 :arg-a <270一 Zj 一90 _argJZ N0ZJ Zb(3) 60 :二 Zj Za : 240 '_ Zj _页脚内容欢迎阅读(4) 120 '二 J Za <240 '图3-3习题3-2图2 .根据动作方程1,拟定出电压

47、形成回路及比较回路的原理框图。3-3在图3-4所示网络中，如系统发生振荡，试：1 .指出振荡中心位于何处，并分析保护1、保护4的I段和R段及保护2和保护3的I段中有哪些保 护要受振荡的影响。2 .求可能使保护1距离R段的测量元件误动的6角的范围及其误动时间，确认该段保护能否误动。(计算中取Kk=0.85,对R段的定值按保护本线末端灵敏系数为1.5来整定，动作时间取0.5秒，系统电势Em =En ,振荡周期取2秒,线路阻抗。，。由,全系统阻抗角均等于70工)图3-4习题3-3图3 .在图3-4所示网络中，设保护1的距离II段的定值为60欧，动作时间为0.5秒，动作特性为方向阻抗圆，系统电势Em

48、/0，全系统的阻抗角均取70度，如系统发生振荡，试：二-二 7 1二、7 二一二(1) 确定振荡中心，使保护1距离II段起动的6角的范围。(2) 确定使保护1距离R误动作最小振荡周期。3-4试分析和比较过电流保护、全阻抗特性距离田段、方向阻抗特性距离田段的灵敏系数。3-5已知被比较的两电气量分别为：* * *.* * *U 1 = kuU J +kI I J ,U 2 = ku U J -kI I J1 .当比较两电气量的幅值时，可以构成何种继电器？此时其动作条件是什么？动作特性是什么？(已知arg三=30o)kI2 .当比较两电气量的相位时，可以构成何种继电器？此时其动作条件是什么？动作特性

49、是什么？3-6电力系统振荡和故障有何区别？距离保护如何克服振荡的影响？3-7试说明为什么距离保护在整定动作阻抗时采用最小分支系数，而在进行灵敏系数校验时采用最大分支系数？3-8在图3-5所示网络中，已知：(1)网络的正序阻抗 乙=0.45。/km,阻抗角 =65°T K i!，(2)采用三段式距离保护，第I、II段测量元件和第III段起动兼测量元件均采用00接线的方向阻抗继电器，最大灵敏角中mLs=650；(3)保护的延时特性呈阶梯型，|_1=0.5秒,保护3的1：|_8=2秒；(4)线路AB、BC勺最大负荷电流ILmax=400A,负荷自起动系数Kss = 2 ,负荷的功率因数co

50、s中=0.9 ;(5)变压器采用了能保护整个变压器的无时限纵联差动保护；(6)其他参数如图示；(7) CT变比为nCT =400/5,PT变比为 平/1/。".33页脚内容欢迎阅读试计算：)；第11段、第III段的灵敏度(KS：n、：)与动作时限(、t；U)；保护A段的动作阻抗(zPu、z：u、zPU及保护A各段的继电器动作阻抗.(设Kti =1.15 Kre =1.2)图3-5习题3-8图3-9在习题3-8中，如果线路阻抗角 久=750,方向阻抗继电器的最大灵敏角仍为中ms = 650,试求保护A的III段的灵敏度(KSM)?3-10在图3-6的网络上，已知： 图3-6习题3-10

51、图(1)线路正序阻抗Z1 =0.45C/km;(2)在平行线路上也装设距离保护作为主保护；(3)网络参数如图示；(4) Kel = 4 =0.85。试计算：(1)距离保护A的zL zPu3和此分(2)距离保护 B 的 zpLB、zPuLB和K：en_B3-11在习题3-10所示的网络中，如双回线的长度不等，其中一回线80 km,另一回线70 km,试计算 距离保护A的zk和kS-3-12在图3 - 7所示的双端电源系统中，母线M侧装有00接线的(AL)方向阻抗继电器，其整定 I AB A B , 1丁- I IF ?阻抗Zset =6建、中set =700,且设Em = En其他参数如图示.试

52、求： . I 7 ''图3-7习题3-12图(1)振荡中心位置，并在复数坐标平面上画出测量阻抗振荡轨迹；(2)继电器误动作的角度(句、(用解析法或作图法均可)；(3)当系统的振荡周期T=1.5秒时，继电器误动作的时间.3-13何谓阻抗继电器的测量阻抗(Zm),整定阻抗(Zset)和动作阻抗(Zpu)?就方向阻抗继电器说明 它们之间的关系和区别。3-14欲使阻抗继电器的动作条件为27002arg心至900 ,试分别写出全阻抗，方向阻抗及偏移阻抗 Zd特性的动作方程并在其特性园上画出其向量关系。3-15写出图3-8所示动作特性园的相位比较原理的动作方程，并拟订出其原理接线。图3-8

53、习题3-15图页脚内容欢迎阅读3-16利用两种比较原理的互换关系，把题 3-14写成用比较绝对值原理表示的动作方程。3-17全阻抗继电器有无死区？为什么？3-18方向阻抗继电器为什么要引入极化电压？记忆回路工作原理和引入第三相电压的作用是什 么？.3-19极化电压U p的相位和系统频率变化对方向阻抗继电器的动作特性有何影响？3-20何谓阻抗继电器的精确工作电流？为什么要求短路时加于继电器的电流必须大于lamin ?3-21什么是00接线、-300接线、带零序电流补偿的00接线？各种接线方式适用于保护哪些故障类型？3-22系统振荡对距离保护有什么影响？试以距离保护为例说明，振荡闭锁装置是如何将保

54、护闭锁的？3-23过渡电阻对阻抗继电器的影响在长线路大？还是在短线路大？3-24三段式距离保护的整定原则与三段式电流保护的整定原则有何异同？3-25试分析距离保护第III段，当按躲最大负荷整定时，采用全阻抗与方向阻抗继电器，在被保护线路上发生金属性短路其灵敏度有何不同？当被保护线路阻抗角啊=65°其负荷功率因数角cos中=0.9时，采用方向阻抗继电器比全阻抗继电器灵敏度提高了百分之几？第四章 输电线纵联保护习题4-1采用电流起动的高频闭锁方向保护中为什么装设两个灵敏度不同的起动元件？装设时间元件t1、t2的作用是什么？.4-2试分析说明采用I1 + KI2作为操作电流的优点。_00.

55、04-3在图4-1所示的系统中，设Em =En£70 , Zm=Zmfj60 , ZN=Zn£j90。线路长l =400公里，当I I在线路上发生K时，试：I I(1)选择闭锁角P;(2)分析线路两侧的相差高频保护的动作行为。图4-1习题4-3图4-4在图4-2所示网络中，线路AR BC两侧均装有相差动高频保护，设电流互感器角度误差为7°,-* . “o . ”o . ”。保护装置操作元件角度误差为15：电源电势Em =ENej60,ZM =Zm ej70 ,Zn =ZNej90。试画出当BC线路上D点发生三相短路时，二线路两端保护的操作电流及发、收信号的波形图，并指出各侧保护测得的高频信号间断角是多少？图4-2习题4-#图页脚内容欢迎阅读4-5在图4-3所示网络中，线路AB两侧装有相差动高频保护，设电流互感器角度误差为7°,保护cc。rc。-c。装置操作元件角度误差为15O,电源电势En =EMe60 ,Zm =ZMej7° ,Zn = Z n ej9°。线路长度l=400km,试求出当AB线路上D点发生三相短路和两相短路