电力系统继电保护技术 第3版 习题答案 许建安 继保计算题

第3章1、图示单电源线路,已知线路的最大传输功率为,,系统最小阻抗为、最大阻抗为；电流互感器变比300/5,,,求线路阶段式电流保护动作值及灵敏度。图中阻抗均归算至有名值。答:Ｉ段动作电流，最小保护区，Ⅱ段动作电流，灵敏度，动作时间1s。Ⅲ段保护动作值，近后备灵敏度，远后备线路灵敏度，远后备变压器两相三继灵敏度1.26。2、图示单电源线路变压器组,降压变压器上装有差动保护。线路长度为,每公里阻抗，变压器额定容量，,变比，系统最大短路容量，最小短路容量，求AB线路无时限电流、电压联锁速断保护动作值及灵敏度。已知,。答:动作电流，动作电压，灵敏度1.51。3、图示网络,AB、BC、BD线路上均装设了三段式电流保护,变压器装设了差动保护。已知Ⅰ段可靠系数取,Ⅱ段可靠取,Ⅲ段可靠系数取,自起动系数取1.5,返回系数取0.85,AB线路最大工作电流200A,时限级差取,系统等值阻抗最大值为,最小值为,其它参数如图示,各阻抗值均归算至的有名值,求AB线路限时电流速断保护及定时限过电流的动作电流、灵敏度和动作时间。答:限时电流速段保护:动作电流，灵敏度，动作时间；过电流保护：动作电流，近后备灵敏度3.37，远后备灵敏度2.28，动作时间。4、图示网络，已知A电源，，B电源，，Ⅰ段的可靠系数取，Ⅱ段取，Ⅲ段可靠系数取，，自起动系数，AB线路最大负荷电流，所有阻抗均归算至有名值。求AB线路A侧Ⅱ段及Ⅲ段电流保护的动作值及灵敏度(不计振荡)。答:Ⅱ段保护动作电流，灵敏系数值；Ⅲ段保护动作电流，近后备灵敏系数，远后备灵敏系数。5、求图示线路的电流速断保护动作值及灵敏度。已知系统最大阻抗为，最小阻抗为，可靠系数取1.25，AB线路阻抗为。被保护线路末端最大三相短路电流为动作电流最大保护区为，最小保护区，6、图示双电源网络，两电源最大、最小的电抗为、、、；线路AB和BC的电抗为，，试决定母线C短路时，求AB线路的A侧保护的最大和最小分支系数。答:7、图示网络中,电源最大、最小两等值电抗为、，线路电抗为，、，且＞。试定平行线路同时运行情况下母线C短路时，对AB线路电流保护配合的最大、最小分支系数。答:8、求图示网络方向过电流保护动作时间，时限级差取。并说明哪些保护需要装设方向元件。答:；s；；；；；；；。保护2、3、4、6、7应加方向元件。10、单电源环形网路,在各断路器上装有过电流保护,已知时限级差为。为保证动作的选择性,确定各过电流保护的动作时间及哪些保护要装设方向元件。答:（或）；；；；；（或）；；；；；。保护2、4、6、7、９应加方向元件。11、如图示输电网路,在各断路器上装有过电流保护,已知时限级差为。为保证动作的选择性,确定各过电流保护的动作时间及哪些保护要装设方向元件。答:；；；；；；；；保护1、2、3、5、6应加方向元件。12、图示网络，在线路侧装有接线的功率方向继电器，其内角为,若引入功率方向继电器的电压互感器二次侧相断线，试分析功率因数为和时功率方向继电器误动作的可能性。答:功率因数0.8时不会误动；0.9时会误动。13、图示网络，已知电源线电势为，系统及线路阻抗角相等，侧电源等值阻抗为、线路阻抗为、线路阻抗为、侧电源等值阻抗为。若和上装有瞬时电流速断保护,其整定值按躲开最大短路电流整定,可靠系数取1.2。求系统失步而发生振荡时,装在和上的电流速断保护会不会误动。答:保护2不会误动;保护4会误动。14、图示网络，已知电源线电势为，电源正、负序电抗为，零序为；电源正、负序电抗为，零序电抗；所有线路的单位公里正、负电抗，零序电抗。Ⅰ段可靠系数取,Ⅱ段可靠系数取。试确定线路上侧零序电流第Ⅱ段整定值并校验灵敏度。解：侧零序Ⅱ段应与和的零序保护的Ⅰ段配合，取大值作为整定值。1、与线路配合线路正、负、零序阻抗为、线路正、负、零序阻抗为、线路末端接地短路故障时，正、负、零序总阻抗为因＞，应采用单相接地的零序电流。保护2动作零序速断保护动作电流为分支系数为因此，保护1的Ⅱ段零序电流整定值为2、与线路的保护3的零序电流速断配合时（1）不加方向元件时，动作电流必须躲过母线或接地短路时可能出现的最大零序电流。母线接地短路故障时的等效阻抗为接地短路故障点的零序电流为流过保护3的零序电流为当母线接地短路时，等效总阻抗为接地短路故障点的零序电流为电源侧流过保护侧的零序电流为在保护3的出口端接地短路时，由电源侧流过保护侧零序电流为动作电流采用这个定值后，在相邻线路侧出口处两相接地短路时，保护不可能动作。因此应加方向元件。（2）加方向元件后，保护3的Ⅰ段按躲开母线接地的最大零序电流整定，即保护1的Ⅱ段线路的侧保护的限时零序电流速断保护的定值取1254A。灵敏度：＜1.3可采用与相邻线路侧保护的Ⅱ段配合，侧保护的Ⅱ段可按末端有足够灵敏度整定，即保护3动作电流保护1动作电流保护灵敏系数为保护动作时间。15、图示网络，已知线路的阻抗，。电源线电势为，电抗，，，。试确定线路两侧零序电流速断保护的整定值。()答:侧动作电流1256Ａ；侧不加方向元件动作电流1256Ａ。16、确定图示网络各断路器相间短路及接地短路的定时限过电流保护动作时限,时限级差取。答:过电流保护：；；；；；零序过电流保护：；；；；。17、在某变电站中装有零序电流保护，已知：零序电流保护继电器整定值为4.5，正常时，负荷电流，线路阻抗，，零序电流滤过器变比为400/5，系统等值电抗，。求：(1)正常时，若零序电流滤过器的副方有一相断线，零序电流保护会不会误动?(2)零序电流保护在输电线路上单相接地时保护区有多少公里?答:(1)误动；(2)。18、某变电站装设了零序功率方向继电器。已知系统的等值电抗，在变电站母线上三相短路的短路电流为，单相接地短路时零序电流，零序功率方向继电器的最小动作功率，输电线路的电抗，，装于变电站的零序电流互感器的变比为3000/5，问：(1)在输电线路距保护安装处的地方发生单相接地短路时，零序功率方向继电器的灵敏度为多少?(2)为保证灵敏系数等于1.5，此零序功率方向继电器在单相接地短路时保护范围是多少公里?答:(1)；(2)。第4章1、网络参数如图，已知：（1）网络的正序阻抗，阻抗角；（2）线路上采用三段式距离保护，阻抗元件采用方向阻抗继电器，阻抗继电器最灵敏角，阻抗继电器采用0°接线；（3）线路、的最大负荷电流，第Ⅲ段可靠系数为，；（4）变压器采用差动保护，电源相间电势为；（5）电源归算至被保护线路电压等级的等效阻抗为；电源归算至被保护线路电压等级的等效阻抗分别为：，。（6）变压器容量为，线电压为，。试求线路的侧各段动作阻抗及灵敏度。答:Ⅰ段动作阻抗/相；Ⅱ段动作阻抗/相；灵敏系数1.77；Ⅲ段动作阻抗/相；近后备灵敏系数4.26；远后备灵敏系数1.31。2、如图所示网络，已知：线路正序阻抗，在平行线路上装设距离保护作为主保护，可靠系数Ⅰ段、Ⅱ段取0.85，试决定距离保护线路侧，线路侧的Ⅰ段和Ⅱ段动作阻抗和灵敏度。其中：电源相间电势为，，，。答:侧保护：Ⅰ段动作阻抗/相；Ⅱ段动作阻抗/相；灵敏系数2.68。侧保护：Ⅰ段动作阻抗/相；Ⅱ段动作阻抗/相；灵敏系数1.26。3、图示网络，已知：线路正序阻抗，在平行线路上装设了距离保护作为主保护，可靠系数Ⅰ段、Ⅱ段取0.85。其中：电源线电势，，，。一回线路80km，另一回线路70km，求AB线路A侧保护的Ⅱ段动作阻抗和灵敏度。答:动作阻抗/相；灵敏系数2.76。4、已知线路的阻抗角，通过线路的负荷功率因数为0.9，在此线路上装有按接线的相间距离保护。当发生金属性短路时，距离保护起动元件的灵敏系数是采用方向阻抗继电器大还是全阻抗继电器大？大多少？答:方向阻抗继电器灵敏系数高,比值为1.29。5、如图所示系统，各线路首端装有接入线电压、两相电流差的距离保护装置，线路正序阻抗。试求保护A的Ⅰ、Ⅱ段动作阻抗和灵敏度，。答:Ⅰ段动作阻抗/相；Ⅱ段动作阻抗/相，灵敏系数1.875。6、图示网络，已知线路阻抗，阻抗角,M侧电源阻抗，阻抗角，N侧电源阻抗，阻抗角，母线M侧距离采用接线的方向阻抗继电器，其Ⅰ段的整定值，灵敏角，两电势绝对值相等。问：(1)当系统发生振荡时，两电势相角差为时，阻抗继电器会不会误动?(2)系统振荡且两电势相角差为时，阻抗继电器会不会误动?(3)若系统振荡周期为,继电器误动作的时间是多少?答:(1)误动；(2)临界；(3)0.363s。7、图示网络，已知：网络的正序阻抗，阻抗角，、变电站装有反应相间短路二段式距离保护，其Ⅰ、Ⅱ段测量元件采用方向阻抗继电器，可靠系数取0.8。求变电站距离保护动作值，并分析：(1)当在线路距侧和发生金属性相间短路时，侧变电站各段保护的动作情况。(2)当在距侧发生的相间弧光短路时，变电站各段保护动作情况。(3)若变电站的线电压为，通过变电站的负荷功率因数时，问送多少负荷电流时，变电站距离保护Ⅱ段才会误动?答:Ⅰ段动作阻抗/相；Ⅱ段动作阻抗/相；(1)在处短路，Ⅰ、Ⅱ段会动作；(2)在处短路，Ⅰ段不会动作；Ⅱ段会动作。(3)在处短路，Ⅰ、Ⅱ段会动作。8、求网络的侧距离保护的最大、最小分支系数。()已知：侧电源最大、最小等值阻抗分别为、；侧电源等值最大、最小阻抗分别为、。线路阻抗为、平行线路每回路阻抗为。答:最大分支系数2.5,最小分支系数1。9、求网络的侧距离保护的最大、最小分支系数。其中侧电源阻抗分别为、；母线的电源阻抗分别为、；侧电源阻抗分别为、。答:最大分支系数5.67,最小分支系数2.25。10、图示网络，已知线路正序阻抗为，在平行线路装有保护全长的无时限电流速断保护，线路装设距离保护，可靠系数，试求侧距离保护Ⅱ段动作值及灵敏度。答:Ⅱ段整定阻抗/相，灵敏系数2.72。11、求线路的侧距离保护与相邻线路配合的最大、最小分支系数。图中参数均归算至被线路电压等级的有名值。12、求输电线路的侧距离保护的最大、最小分支系数。解：母线等效阻抗为、最大分支系数为最小分支系数为13、求线路的侧距离保护的最大、最小分支系数。解：最大分支系数为最小分支系数为第6章1、如图所示，降压变压器采用型继电器构成纵差保护,已知变压器容量为，电压为,Ｙ,d11接线,系统最大电抗为，最小电抗为，变压器的电抗为,以上电抗均为归算到高压侧的有名值。侧最大负荷电流。电流互感器有如下标准变比：200/5、400/5、500/5、1000/5、1500/5。试决定保护动作电流，基本侧工作线圈匝数，非基本侧平衡线圈匝数及灵敏度。答:动作电流，基本侧工作线圈匝数7匝,差动线圈6匝，平衡线圈1匝,非基本侧平衡线圈3匝,灵敏系数2.37。2、某升压变压器采用DCD-2型差动保护,系统等值网络如图所示。已知:(1)变压器参数:,,,Ｙ,d11；(2)系统侧最小阻抗为、最大阻抗为；发电机侧最小阻抗为、最大阻抗为；变压器阻抗为。等值图上阻抗均归算到平均电压为37kV侧欧姆值；(3)标准电流互感器变比为、、、；进行差动保护参数整定计算及求保护灵敏度。答:(1)394A(2)基本侧工作线圈7匝，差动线圈6匝，非基本侧平衡线圈1匝；(3)灵敏度2.73。3、某一电气人员粗心将侧电流互感器B相与的相相对接，的相与的相相对接。已知：变压器参数为，，电流互感器变比侧300/5，Ｙ,d11，侧变比3000/5。差动继电器整定值为6A。经过计算分析，在正常情况下差动继电器会不会误动？答:正常情况下电流为8.1Ａ，会误动。4、在一个降压变电所内装有并列运行的三台变压器。已知：(1)变压器参数：；(2)最大工作电流为1.1倍的额定电流；(3)负荷自起动系数1.7，返回系数0.85，可靠系数1.2；(4)母线三相短路容量为。试求变压器过电流保护和低压过电流保护动作值、灵敏度。答:(1)过电流保护动作值，灵敏度1.26<1.5；(2)低压过电流保护动作电流，动作电压，灵敏度2.36。5、已知变压器参数，变比，归算至变压器高压侧系统最小等值阻抗为，最大阻抗为，归算至高压侧变压器等值阻抗。求三折线式比率制动变压器差动保护整定值。解：（1）计算变比高压侧：低压侧：（2）相位补偿采用软件补偿。（3）计算电流互感器变比高压侧：低压侧：（4）制动电流选择（5）二次电流高压侧：低压侧：（6）计算平衡系数（此数值为保护整定值）（7）计算最大不平衡电流非周期分量系数1.5、同型系数1、误差0.1。（8）确定两个拐点电流、、。变压器保护区外短路时的最大制动电流为，。确定：外部短路故障切除后最大不平衡电流，按负荷电流计算额定状态下制动电流，取。因斜率比计算值大，由上式可见，相应整定值为（9）计算最小动作电流若取，，则按最大负荷产生不平衡电流整定时，满足要求。（校验最小动作电流是否太小）区内短路最小短路电流制动电流动作电流：（10）灵敏度：6、已知变压器参数，变比，归算至变压器高压侧系统最小等值阻抗为，最大阻抗为，归算至高压侧变压器等值阻抗。求二折线式比率制动变压器差动保护整定值。解：（1）计算变比高压侧：低压侧：（2）相位补偿采用软件补偿。（3）计算电流互感器变比高压侧：低压侧：（4）二次电流高压侧：低压侧：（5）制动电流选择（6）计算平衡系数（此数值为保护整定值）（7）确定最小动作电流（8）拐点电流：（9）计算最大不平衡电流最大制动电流为斜率：制动系数：取。区内短路最小短路电流制动电流动作电流为：灵敏度：[虽然最大两相电流差为，但软件补偿计算式分母有，相互抵消；若采用接线方式进行相位补偿，灵敏系数用计算，因电流互感器变比需选大，实质上灵敏系数相同]第2种方法：取内部短路时制动电流：动作电流为：灵敏度：7、已知降压变压器容量为，归算至变压器高压侧系统最小等值阻抗为，最大阻抗为，归算至高压侧变压器等值阻抗；线路单位公里阻抗为。求变压器复合电压起动过电流保护整定值。解：（1）电流、电压元件均保护安装在高压侧。（2）动作值计算：高压侧额定电流动作电流低压元件动作值负序电压元件动作值（3）线路阻抗最大阻抗为：最小阻抗为远后备保护灵敏系数分别为：1）保护区末端最小三相短路电流2）电流元件灵敏度＞1.23）负序电压灵敏度4）低压元件灵敏度＜1.2在变压器高压侧加装电压元件负序电压灵敏度低压元件灵敏度＞1.2第7章1、图示网络中。已知：(1)发电机正序阻抗为，负序阻抗为，变压器阻抗为，均归算到