电力系统继电保护1-3章习题解答(10)

电力系统继电保护习题参考答案

当离断路器1QF保护装置处20Km处发生带过渡电阻Rarc?12?的相间短路时，1QF处保护的测量阻抗为：

Zr?(0.4?20?65??12)??(8cos65??j8sin65??12)?(8?0.4226?j8?0.9063?12)?(3.3808?j7.2504?12)

?15.38?j7.2504?17?25.24?

3-12题3-18短路过渡电阻对保护的影响

在25.24方向阻抗继电器第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的动作阻抗分别为

I?I??? Zop?Zcos(65?25.24)?25.24.1op.10?9.6cos(65??25.24?)?25.24??7.38?25.24?

II?II???Zop.1?Zop.1cos(65?25.24)?25.24

?25.82cos(65??25.24?)?25.24??19.85?25.24?

III?III???Zop?Zcos65?25.24?25.24.1op.1??

?46.98cos39.76??25.24??36.1?25.24?00故障点的阻抗20?0.4?65?8?65

计算结果有Zop.1?Zr?Zop.1?Zop.1，由此可见，故障点应在断路器1QF处相间距离

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电力系统继电保护习题参考答案

保护的第Ⅰ段保护范围内，而此时由于短路点过渡电阻的影响，Zr如图6-12所示却落在了距离保护第Ⅱ段和第Ⅲ段的动作特性圆内，故这时距离保护第Ⅰ段拒动，而距离保护第Ⅱ段动作降低了保护的速动性，因此，距离保护中必须有防止过渡电阻的影响措施。例如在距离第Ⅱ段保护中增加瞬时测量元件或采用承受过渡电阻能力强的阻抗测量元件（如四边形阻抗继电器）等。

6-19 如图6-13所示网络，已知正序阻抗Z1?0.4?Km线路阻抗角?k?700，A、B变电所装有反应相间短路的两段式距离保护，其中距离Ⅰ、Ⅱ段测量元件采用方向阻抗继电器和

00接线方式。

试求A变电所距离保护的各段整定值

图6-13题6-19网络图

解：（一）求A变电所距离保护各段整定值

1、第Ⅰ段整定计算，为配合方便，先计算出距离保护1、2、3的第Ⅰ段整定值

II?II?Zop.1?KrelZAB?0.8?0.4?85?27.2?70；Zop.2?KrelZBC?0.8?0.4?60?19.2?70

保护1、2、3第Ⅰ段动作时间和灵敏系数为

IIII；tp?t?0K?K.1p.2s.min(1)s.min(2)?80%

2、第Ⅱ段整定计算

距离保护1第Ⅱ段与BC线路第Ⅰ段相配合时有

IIIII?Zop.1?Krel(ZAB?Kb.minZop.2)?70

?0.8?(0.4?85?1?19.2)?70??42.56?70?

距离保护1第Ⅱ段动作时间为 tp.1?0.5s 。

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（二）分析下述情况，A变电所距离保护各段动作情况分析降低了保护动作的速动性。 ⑴在线路AB上距A侧65m处和75m处发生金属性相间短路时，A变电所距离保护各段动作情况

解：测量阻抗：Zr1?0.4?65?70??26?70??；Zr2?0.4?75?70??30?70??

距65m相间短路时，距离保护I段动作，切除故障。距 70m处相间短路时，距离保护Ⅱ段也动作。带有0.5s时限，降低了保护的速动性。

⑵距A侧40Km发生接地电阻16?相间弧光短路时，A变电所各段动作情况。 解：测量阻抗：Zr?0.8(0.4?85?16)?70??40?70??

IIIZop.1?Zr?Zop.1

⑶若A变电所电压为115KV通过变电所负荷功率因数cos??0.8，为使A变电所距离Ⅲ段不误动作

解：距离保护1 三段动作阻抗

IIIZop.1?0.9?115/3?； cos??0.8,??36.9LL??1.2?1.15?2IL.maxcos(70?36.9)59.7625.85 ?2.312IL.maxIL.maxIIIZop.1IIIZop.1?KIIs.min?ZAB?1.5 ZAB?0.4?85?34?700

?25.850.76??1.5

IL.max?34IL.max0.76?0.507KA 1.5?IL.max?所以要求对负荷电流不超过507A即可保证距离保护正确动作。

6-20 如图6-14所示网络，已知正序阻抗Z1?0.4?Km，线路阻抗角为?1?650。线路

AB、BC、CD装有三段式距离保护，其中第Ⅰ、Ⅱ段阻抗测量及起动（兼第Ⅲ段测量）

元件采用方向阻抗继电器，采用0接线方式。已知AB线路①最大负荷电流IL.max?500A,自起动系数Kss?2，负荷功率因数cos?L?0.9(?L?260)。KTA?6005，KTV?1100.1；②线路采用远后备配置方式，第Ⅲ段时限为tp4?2s,tp6?1.5s,?t?0.5s；③变压器T装

IIIIII0有能保护整个变压器的无时限纵差动保护。

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图3-14题3-20网络图及等值电路 （a）网络图；（b）求分支系数的等值电路

解：（一）计算距离保护1各段动作阻抗一次值，灵敏系数及动作时限

II?? 1、距离Ⅰ段 ZOP.1?KrelZ1lAB?0.85?0.4?30?65?10.2?65?

2、距离Ⅱ段起动阻抗计算

（1）与保护2的距离1段配合

II??Zop?KZl?0.85?0.4?38?65?12.92?65? .2rel1BCIIIII?IIZop.1?KrelZBC?KrelKb.minZop.2

?0.85?0.?43?006?500.?8?11?2.9?650 ?20.5265对保护1根据其背侧A系统运行方式及对端B系统的运行方式可确定当B系统断开时，

Kb.min?1。

（2）与对端变压器速断保护配合

IIIIIIZop.1?KrelZAB?Krel.TKb.minZT

2UK%?UN1.5?1102?650ZT???42.35?650

2?100?SNT2?100?15II00 Zop?0.8?0.4?30?65?0.7?1?42.35?65.1?605?29.?6506?5 ?9.63?9.02565

为保证选择性取上述二项中最小值作为Ⅱ段整定值，所以

II0 Zop?20.52?65.13、灵敏系数校验

KIIs.min?IIZop.1ZAB20.52?650??1.71?1.5 012?65III4、动作时间 tp.1?tp.2??t?0?0.5?0.5s 3、保护1第三段整定值计算

（1）保护1的第Ⅲ段起动阻抗

0.9UN3IIIZop? .1IIIKrelKreKssIL.maxcos(?m??L)0.9?115?65059.76?65030?53.5?65?? 001.25?1.15?2?0.500?cos(65?26)1.4375?0.777

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（2）校验灵敏系数 1）、近后备保护 KIIIs.min?IIIZop.1ZAB53.5?65???4.458?1.5 ?12?65IIIZop.12）、远后备保护 KIIIs.min?ZAB?Kb.maxZBC

Kb.min?I3I2?I1X???XABI10?12??1?2?1?d.A?1??1.733

??.B.minI1I1I1Xd30KIIIs.min53.5?65?53.553.5?1.4?1.2 满足要求 ?????12?65?1.733?15.2?6512?26.3438.34（3）保护1第Ⅲ段动作时限

IIIIIItp?t.1p.4?3?t?2?3?0.5?3.5s

（二）选择距离保护1各段继电器整定阻抗及决定电抗变换器UX和电压变换器UV端子板的位置。

1、首先选择保护1各段阻抗继电器最大灵敏角置于?m??1?650位置；如果某些继电器无此位置，可用下式计算各段继电器二次起动阻抗值

Zop.r?ZopKTA1 KconKTVcos(?L??m)如选择?L??m?650则各段二次起动电阻计算如下：

Zop.r?Zop120120KTAIII?10.2??1?1.11?Z?20.52??1?2.24? ；Kcon；Zop.1.rop.1.r11001100KTV120?1?5.84?； 1100IIIZop.1.r?53.5?由Zop.r?KI ，选确定KI位置，再确定KU值及各抽头： KU1?0.9 90％抽头 1.112?0.893 80％，9％，0.3％抽头 Ⅱ段 KI?2?,KU?2.242?0.343 30％，4％，0.3％抽头 Ⅲ段 KI?2?,KU?5.84Ⅰ段 KI?1?,KU?

6-21如图6-15所示双电源电力系统中，

ZL?50?75?,ZSM?30?75?,ZSN?20?75?

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