继电保护作业答案

1、习题一 1、 在下图所示电网中， 已知kVE3/121=，= 8 min,s X，=10 max,s X，= 40 1L X ， = 20 2L X，AI fh 150 max,2, =，自启动系数8 . 1= Zq K， 1 L装有三段式电流保护，过 电流保护的动作时限为s1.2，开关 3 处的过电压保护动作时限为 2.6s，试求： （1） 2 L相间电流速断保护的 dz I； （2） 2 L相间限时电流速断保护的 dz I、 lm K和动作时限； （3） 2 L过电流保护的 dz I、 lm K和动作时限及接线方式。 解： （1）)(495 . 2 )208/()3/121()/( 2mi

2、n.max. kAXXEI Lsdb =+=+= )(994 . 2 495 . 2 2 . 1 max.2 kAIKI dbkdz = （2）)(027 . 1 )40208/()3/121()/( 12min.max. kAXXXEI LLsdc =+=+= )(233 . 1 027 . 1 2 . 1 max.1 kAIKI dckdz = )(4796 . 1 233 . 1 2 . 1 12 kAIKI dzkdz = )(017 . 2 )2010/()3/121()2/3()/()2/3( 2max.min. kAXXEI Lsdb =+=+= 363 . 1 4796 . 1

3、 /017 . 2 / 2min. = dzdBlm IIK 电流速断保护动作时限st1 . 0 1 =，sttt6 . 05 . 01 . 0 12 =+=+= （3）取可靠系数15 . 1 = k K，返回系数85 . 0 = h K 则)(3 .365150)85 . 0 /15 . 1 8 . 1()/ ( max. 2 .2 AIKKKI fhhkzqdz = 校验灵敏度： 近后备：52 . 5 3653 . 0 /017 . 2 / 2min. = dzdBlm IIK 远后备：37 . 2 3653 . 0 /)6010/()2/3()3/121( / 2min. =+= dzd

4、Clm IIK sttt1 . 35 . 06 . 2 32 =+=+= 接线方式：电压较高（121kV） ，采用三相三接线。 2、 上题所示电网中，若= 20 1L X，= 40 2L X， 1 L限时电流速断保护的AIdz750= ， 动作时限为 0.6s，其他条件不变，试求： （1） 2 L相间电流速断保护的 dz I； （2） 2 L相间限时电流速断保护的 dz I、 lm K和动作时限； （3） 2 L过电流保护的 dz I、 lm K和动作时限及接线方式。 解： （1）)(455 . 1 )408/()3/121()/( 2min.max. kAXXEI LsdB =+=+= )(

5、746 . 1 455 . 1 2 . 1 max.2 kAIKI dBkdz = （2）)(027 . 1 max. kAIdC=，)(233 . 1 1 kAIdz= )(4796 . 1 233 . 1 2 . 1 12 kAIKI dzkdz = )(21 . 1 )4010/()3/121()2/3()/()2/3( 2max.min. kAXXEI LsdB =+=+= 14796 . 1 /21 . 1 / 2min. = dzdBlm IIK，故按保护 1 的段动作电流来整定： AIKI dzkdz 9007502 . 1 12 = 34 . 1 900/1210/ 2min.

6、 = dzdBlm IIK 动作时限sttt1 . 15 . 06 . 0 12 =+=+= （3）)( 3 . 365150)85 . 0 /8 . 115 . 1 ()/ ( max. 2 .2 AIKKKI fhhkzqdz = 校验灵敏度： 近后备：31 . 3 3653.0/21 . 1 / 2min. = dzdBlm IIK 远后备：37 . 2 3653 . 0 /)6010/()2/3()3/121( / 2min. =+= dzdClm IIK 动作时限sttt1 . 35 . 06 . 2 32 =+=+= 采用三相三接线方式。 3、求题 1 中 2 L电流速断保护的保护

7、范围（最大运行方式下三相短路，最小运行方式下两相 短路） 。 解： 最大运行方式下：)/()/( min.2min. XXEKXXE skLs +=+ )8 (2.1208X+=+33.15=X % 7 . 7620/33.15/% 2 = L XXX 最小运行方式下：)2/3()/()/( max.2min. +=+XXEKXXE skLs )10(2 . 1)208()2/3(X+=+21.10=X %5120/21.10%=X 4、下图电网中，已知kVE3/ 5 . 38=，= 4 min,s X，= 5 max,s X，= 18 1L X， = 8 2L X，= 30 B X，MWP9

8、 max =，9 . 0cos=，kVU35*95 . 0 min =（ cos3/ minmaxmax, UPI fh =） ，自启动系数6 . 1= zq K， 1 L线路装有三段式电流保护，变 压器过电流保护动作时限为 1.6s，试求： （1） 2 L电流速断保护的 dz I； （2） 2 L相间限时电流速断保护的 dz I、 lm K和动作时限； （3） 2 L过电流保护的 dz I、 lm K和动作时限及接线方式。 Y E X s L21 L1 A B d1 d2 3 解： （1）)(852 . 1 )84/()3/ 5 . 38()/( 2min.max. kAXXEI LsdB

9、=+=+= )(223 . 2 852. 12 . 1 max.2 kAIKI dBkdz = （2）)(741 . 0 )1884/()3/ 5 . 38()/( 21min.max. kAXXXEI LLsdC =+=+= )(889 . 0 741 . 0 2 . 1 max.1 kAIKI dCkdz = )(067 . 1 889 . 0 2 . 1 12 kAIKI dzkdz = 39 . 1 067 . 1 /481 . 1 /)/()2/3(/ 22max.2min. =+= dzLsdzdBlm IXXEIIK sttt6 . 05 . 01 . 0 12 =+=+= （3

10、）)(64.173)9 . 03595. 03/(9000)cos3/( minmaxmax.2. AUPI fh = 取15 . 1 = k K，85 . 0 = h K )(88.37564.173)/ ( 2 AKKKI hzqkdz = )(48 . 1 )/()2/3( 2max.min. kAXXEI LsdB =+= 94 . 3 88.375/1481 / 2min. = dzdBlm IIK st1 . 35 . 05 . 01 . 2 2 =+= 若采用11/Y接法的变压器，则过电流保护应采用两相三接线 当 2 L段过电流保护做 1 L的远后备保护时， 对于 C 段： 65

11、 . 1 88.375/1000)18185/()3/ 5 . 38()2/3( / 2min. =+= dzdClm IIK 对于变压器： 2 . 119 . 1 88.375/1000)3085/()3/5 .38()2/3( / 2min. =+= dzdlm IIK （采用两相三接线后灵敏度可以提高） 习题二 1、 在以下电网中，各线路装有定时限过电流方向保护，试确定装置 3、4、6、7、9、10 的 动作时限，以及哪些保护需装设方向元件？哪些不要装设方向元件？ 解： 装置 12、2 的动作时限为0 1 . 15 . 06 . 0 14 =+=+=ttt 6 . 15 . 01 . 1

12、 47 =+=+=ttt 1 . 25 . 06 . 1 710 =+=+=ttt 7 . 15 . 03 . 1 119 =+=+=ttt 2 . 25 . 07 . 1 96 =+=+=ttt 7 . 25 . 02 . 2 63 =+=+=ttt 装置 7、9、4 需装设方向元件 2、 在以下环形网中，如各线路均装有定时限过电流方向保护，试确定保护装置 1、2、3、5、 6、8、10、11、13、14 的动作时限以及哪些保护需安装方向元件？哪些不要？ 解： 0 13 =t，0 4 =t 5 . 1 1210 =+=ttt 0 . 2 106 =+=ttt 5 . 2 613 =+=ttt

13、 0 . 3 131 =+=ttt 0 2 =t 1 5 =+=ttt 2 78 =+=ttt 5 . 2 811 =+=ttt 3 1114 =+=ttt 装置 2、5、10、13 需装设方向元件 3、 如果功率方向继电器按 0 90接线，内角 0 30=，线路阻抗角为 0 70，若保护安装处发 生 BC 两相短路，以下两个功率方向继电器哪一个较灵敏？ （1） BJ II= 1 ， CAJ UU= 1 ； （2） CJ II= 2 ， ABJ UU= 1 。 解： 保护安装处 B、C 两相短路，0R AA Eu =， ACB Euu 2 1 =， CB II = o dBCA IuArg90

14、)/(= ， o dCAB IuArg90)/(= 两个功率方向继电器灵敏度一样。 AA Eu = CB uu= B E C E AB u CA u BC E B I C I 习题三 某一 35kV 小接地电流系统，有 4 条出线，线路 1、2 各长 20km，电纳为kms/1092.2 6 ， 线路 3、4 各长 15km，电纳为kms/1087 . 2 6 ，系统中性点装有消弧线圈，HL5=，当 线路 4 在距母线 10km 处（k-1 点）发生 A 相接地故障时，问： （1）各线路 A、B、C 相电容电流为多少？ （2）流入故障点的电容电流及电感电流为多少？总电流为多少？ （3）各线路始

15、端零序电流为多少？ （4）电感对电容电流的补偿是多少？是否适宜？ （5）如果短路点为 k-2 点，问（1） 、 （2） 、 （3） 、 （4）各项数据有何变化？ 解： （1）FBB III 56 1084 . 5 201092. 2 = FBB IVIII 56 10305 . 4 151087 . 2 = FBK 56 1 1087 . 2 101087 . 2 = FBB IVK 5 2 10305 . 4 = 在 1 K点发生 A 相接地故障时： A 相 0= A u 0= AIIIAIIAI III dAIV II = ， )( 3 . 12)(1023 . 1 10)305 . 4

16、305 . 4 84 . 5 84 . 5 ()3/35(3 )(3)(3 25 AkA BBBBuCCCCuII IVIIIIIIIVIIIIIIdAIV =+= +=+= 即线路 1、2、3 的 A 相电容电流为 0，线路 4 的 A 相电容电流大小为 12.3A，方向为线 路流向母线。 B、C 相 ABuIIII ICIIBIICIBI 04 . 2 1084 . 5 10)3/35(33 53 = ABuIIII IIICIVBIVCIIIBIII 51. 110305 . 4 10)3/35(33 53 = 电流方向均为母线流向线路。 （2）流入故障点的电容电流：AI d 3 .12

17、= 电感电流)(86.12)(01286 . 0 )5502/()3/35(/AkAXUI LL = 流过故障点的实际电流为)(56 . 0 3 .1286.12AII df =，方向为母线流向线路。 （3）线路 1：)(53 . 3 31084 . 5 10)3/35(333 53 0 AIBuI BIII = 线路 2：AII BIIII 53 . 3 33 0 = 线路 3：AII BIIIIII 62 . 2 33 0 = 线路 4：AIIIII IIIIIILIV 17 . 3 )333(3 0000 =+= （4）补偿度：%)10%5(%6 . 43 .12/56 . 0 /)(=

18、 ABdzlm ZZK，满足要求 st6.05.01.0=+= （3）kVU f 1109 . 0 min. =，AI o f 8 .31200 max. = = oo fh Z 8 . 318 .285 8 . 31200/)3/101109 . 0( 3 min. =3 .132)2 . 15 . 12 . 1/( 8 . 285)/( min.zqhkfhdz KKKZZ =22 . 7 )1100/60(3 .132)/( PTCTdzzd nnZZ 校验灵敏度： 对于近后备保护：5 . 135 . 7 18/ 3 . 132/ = ABdzlm ZZK 对于远后备保护： 线路 BC

19、段， 2 . 116. 2)755 .2264. 4913. 17518/(8 .313.132)/( 1 . =+=+= oooo BCfzABdzlm ZKZZK 变压器段， 2 . 134. 1)908464.4956. 07518/(8 .313 .132)5 .0/( 2 . =+=+= oooo BfzABdzlm ZKZZK st35 . 05 . 2=+= 2、如在上题系统中，保护装置采用方向阻抗继电器，方向阻抗继电器的灵敏角 0 70= lm ， 其他条件不变，试求： （1）线路 AB 建立保护段的 dz Z、 zd Z； （2）线路 AB 距离保护段的 dz Z、 zd Z

20、、 lm K和动作时限； （3）线路 AB 距离保护段的 dz Z、 zd Z、 lm K和动作时限。 解： （1）上题中已得 o dz Z75 4 . 14=， o Jdz Z75785 . 0 . = =788 . 0 )7075cos(/29 . 2 )cos(/ . oo lmJJdzdz ZZ 方向取最大灵敏角 lm （2） o Jdz Z95.7129 . 2 . = =29 . 2 )7095.71cos(/29 . 2 )cos(/ . oo lmJJdzdz ZZ 时限不变，仍为 0.6s，33 . 2 = lm K （3） o Jdz Z 8 . 7122 . 7 . =

21、=19 . 9 2 . 38cos/22 . 7 ) 8 . 3170cos(/ . ooo Jdzdz ZZ 灵敏度的校验： 对于近后备保护： 5 . 132 . 9 )8 .3170cos(/)7570cos(35 . 7 )cos(/)cos( = = = oooo fhlmJlmlmlm KK 对于远后备保护： 75 . 2 ) 8 . 3170cos(/) 8 . 7170cos(16 . 2 )cos(/)cos( 1. = = = oooo fhlmJlmlmBClm KK 2 . 151 . 1 ) 8 . 3170cos(/) 8 . 7170cos(34 . 1 )cos(

22、/)cos( 2. = = = oooo fhlmJlmlmZBlm KK 习题五 图示网络中，= 0 1 7550Z，= 0 7530 M Z，= 0 7520 N Z，母线 M 侧距离保护 装有方向阻抗继电器，其段的整定阻抗= 0 7540 zd Z， NM EE=，系统发生振荡时： （1）在什么范围内将使该继电器误动？ （2）如果振荡周期 2s，则继电器可能误动的时间是多少？ 解： （1）作图可知： M E N E o lm 70=，线段20301005 . 05 . 0= m ZZOO 5 . 220/50)5 . 0tan(= o 4 . 136=， ooo 6 .2234 .136

23、360=，在 oo 6 .223 4 . 136范围内，该继电 器误动。 （2）sT2= 继电器可能误动的时间st oo 484 . 0 360/) 4 . 136 6 . 223(2= 习题六 1、 下图所示的系统中，各个元件的参数如图所示。求 d 点短路时 A 侧保护的最大、最小分 支系数。 解： )( )/()( EBEDBD DBEBABFADEF ABFAF B DBD B EBE B ABFAF B fz XXXX XXXXXXX XXX UE XX UE XX UE XXX UE K + + = + + + + + + = )( max.max.max. max. EBEDBD

24、DBEBABFADEF fz XXXX XXXXXXX K + + = )( min.min.min. min. EBEDBD DBEBABFADEF fz XXXX XXXXXXX K + + = 2、网络的正序阻抗kmZ/45 . 0 1 =， 0 65= L （阻抗角） ，线路上采用三段式距离保护， 三段均采用方向阻抗继电器，且 0 65= lm ，保护 B 的延时 B t =2s，线路 AB、BC 的最大负 荷电流AI400 max =，2= zq K，9.0cos=，变压器采用能保护整个变压器的无时限纵 差保护，试求保护 A 各段的动作阻抗、灵敏度、动作时限。 其中：kVEE BA

25、3/115=，=10 A X，= maxB X，= 30 minB X， 变压器参数：MVA152，kVkV6 . 6/110，%10= k U 解： （1）取8 . 0= k K，=8 .106545 . 0 308 . 0 . o ABkAdz ZKZ （2）按与线路 BC 段保护配合： =186545 . 0 508 . 0 . o BCkBdz ZKZ = B X时，1 min. = fzfz KK =+=+=2 .25)18 5 . 13(8 . 0)( .min.1.BdzfzABkAdz ZKZKZ 按与线路末端变压器保护配合： =14015/11031 . 0)/3(% 2 2

26、 NNkNkB SUUZUZ = += += 664327.828 . 0 907065 5 . 138 . 0 2 min.2. oo B fzABkAdz Z KZKZ = 2 . 25 .Adz Z，st5.0= 校验灵敏度：25 . 1 87. 15 .13/ 2 . 25/ . = ABAdzlm ZZK （3）= =143 400 3/10001109 . 0 max. min. min. f f f I U Z = = = 1 .64)8 .2565cos(/143 2 . 122 . 1 1 )cos(/ 1 min. oo fhlmf hzqk dz Z KKK Z 3、下图所示的网络中的各元件的参数如下：电源参数：=5 21SS XX，= 8 0S X 线路参数：kmX/4 . 0 1 =，kmX/4 . 1 0 = 两台变压器参数： 容量为 31.5MVA， 变比为