电力系统继电保护1-3章习题解答(9)

电力系统继电保护习题参考答案

?(2)0Ur?Z1l?(0.33?j0.41)?10?3.3?j4.1=5.264ej56.9 测量阻抗：Zr.1?(2)?I②当过渡电阻R?4?时测量阻抗为

Zr2?Zr1??IKReja ?IK??I??I??I??I?ej300?I?(1?ej300) IKK.1K.2K.1K.1K.1?(1?0.866?j0.5)?I?(1.866?j0.5)?I?1.93ej15 =IK.1K.1K.1?I?Zr2?Zr1?KReja ?IK.1 ?5.264ej56.9?0?1.93?4ej15?

??3.3?j4.1?7.45?j1.998?10.75?j6.098?12.35ej0.567

3-20如图3-9所示，已知各线路首端均装有距离保护，线路正序阻抗Z1?0.4?Km，试计算保护1的距离I、II段的动作阻抗，距离II段的动作时限及校验距离II段的灵敏性。已知：距离保护II段动作时限tp2?0.5s

II

图3-9 题3-20网络图

解：1、距离保护1的动作阻抗 第Ⅰ段

IIIZop?KZ?K.1relABrelZ1lAB

?0.85?0.4?30?700?10.2?700?

第Ⅱ段

IIIII?IIZop.1?KrelZAB?KrelKb.minZop.2

III00 Zop?KZl?0.85?0.4?80?70?27.2?70.2rel1BC - 41 -

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IIIII?IIZop.1?KrelZAB?KrelKb.minZop.2

?0.85?0.4?30?700?0.8?1?27.2?700

?10.2?700?21.76?700 ?31.96?700 2、距离保护的Ⅱ段动作时限

IIIItp.1?tp.2??t?0.5?0.5?1s

3、距离保护第II段灵敏系数按下式计算

KIIs.min?IIZop.1ZAB31.96?700??2.66?1.3?1.5 合格 0.4?30?7003-21 如图3-10所示网络中采用三段式距离保护为相间短路保护，各参数为：线路单位正序阻抗Z1?0.4?Km，线路阻抗角为?L?650，AB、BC线最大负荷电流为400A，

IIIIII负荷功率因数cos?c?0.9，已知Krel?Krel?0.8,Krel?1.2电源电动势E?115KA，电

源内阻ZSA.max?10?,ZSA.min?8?,ZSB.max?30?,ZSB.min?15?。归至115KV的各变压器阻抗为84.7?，容量每台ST?15MVA其余参数如图3—10所示。

当各阻抗保护测量元件采用方向阻抗继电器时，求

（一）保护1各段整定值和校验灵敏系数。

（二）分析系统在最小运行方式下振荡时保护1处各段保护动作情况。

（三）当距离1QF20Km处发生过渡电阻R?12?时相间短路，保护1将作如何反应？

图3-10 题3-21网络图

解：（一）求断路器1QF处阻抗保护各段整定计算

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⑴为配合方便，先计算出保护1、3、4第Ⅰ段动作阻抗值，即

II0Zop?KZ?0.8?0.4?30?9.6?65? .1relABII0Zop.3?KrelZBC?0.8?0.4?38?12.16?65? II0Zop.4?KrelZCD?0.8?0.4?62?19.84?65?

距离保护1、2、4处第Ⅰ段动作时间和灵敏系数分别为

IIItp?t?t.1p.2p.4?0s

KsI.min(1)?KsI.min(2)?KsI.min(4)?80%

⑵距离保护1第Ⅱ段整定计算

1QF处保护的相邻元件为BC线路和并联运行的变压器T，当1QF处距离保护第Ⅱ段

与BC线路第Ⅰ段配合时，则有

IIIIIZop.1?Krel(ZAB?Kb.minZop.3)

Kb.min?8?0.4?3020IBCIAB?IBZ?ZABI?1??1.667 ?1???1?B?1?S.A.min3030IABIABIABZS.B.maxKb.max?1?ZS.A.max?ZAB10?0.4?30?1??2.467

Zs.b.min15II000Zop.1?0.8(0.4?30?1.667?12.16)?65?0.8?32.27?65?25.82?65

和变压器配合时，因为SNT?6.3MV.A，按《技术规程》2.3.3.2条，应装设纵差保护，故变压器第Ⅰ段保护范围应至低压母线E上

IIIIII?00?Zop.1?(KrelZAB?KrelKb.minZT)?65?(0.8?0.4?30?0.8?1.667?42.35)?65

?(9.6?56.48)?650?66.08?650

??ZTZT1??84.7?42.35 22II0上述二者中取最小值：Zop.1?25.82?65 。 距离保护1第II段动作时间为tp.1?0.5s第Ⅱ段保护灵敏系数为：

IIKIIs.min?IIZop.1ZAB25.82?650??2.15?1.5 合格满足灵敏系数要求

12?650⑶距离保护1第Ⅲ段整定计算

因为采用方向阻抗继电器，故距离保护第Ⅲ段整定值按下列条件整定计算：

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首先按躲过最小负荷阻抗，即

0.9UN0.9?115?650?65033III Zop?.1?IIIKrelKreKssIl.maxcos(?m??L)1.2?1.15?2?0.4cos(650?260)?69.67?650

距离保护1第Ⅲ段动作时间为：tp.1?tp.2??t?2?0.5?2.5s 在按与相邻线路距离保护第Ⅱ段配合，即

IIIIII?IIIIII?Zop?KZ?KKZ.1relABrelb.minop.3 取Krel?Krel?0.8，Kb.min?1.667

IIIIIIIIIII??Zop.3?Krel(ZBC?Kb.minZop.4) 取Kb.min＝1 0 ?0.8?(0.4?38?19.84)?650?28.03?65?

8065? Zop.1?(0.8?0.4?30?0.8?1.667?28.03)?65??46.9?

取Zop.1?46.98?65?

按与相邻距离保护第Ⅱ段配合，第Ⅲ段距离保护动作时间为：

IIIIItp?t.1p.3??t?2.5s

II0II0式中tp.3—相邻线路重合后不经振荡闭锁的距离保护第Ⅱ段动作时间，取2s。 进行距离保护灵敏系数校验： 当作近后备保护 KsII.min?IIZop.1IIZAB?46.98?3.9?1.5 12?46.98

12?2.467?0.4?38当作远后备保护 KIIs.min??IIZop.1ZAB?Kb.maxZBC46.9846.98??0.76?1.2

12?49.4961.5III0可见，作近后备保护可以满足灵敏性要求作为BC线路远后备保护不能满足灵敏性要求，作为变压器远后备保护更不满足要求，故应考虑选取Zop.1?69.67?65?，灵敏系数为

KsII.min?69.67?1.13，较接近满足要求。 61.5（二）求系统在最小运行方式下振荡时，1QF处保护的动作行为求系统在最小运行方式下

0振荡时最小测量阻抗Zr.min。??180，保护安装处的测量阻抗为：

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1Zr.min?(?m)Z?

2m?ZS.A.max1010 ??ZS.A.max?ZAB?ZS.B.max10?0.4?30?3052110Zr.min?(?)?52?65??(0.5?0.1923)?52?65?

252?0.308?52?65??16.0004?65??

IIIIIIZr.min?Zop.1，而Zr.min?Zop.1?Zop.1

可见，在最小运行方式下系统振荡时Zr的轨迹线穿过阻抗保护第Ⅱ段和第Ⅲ段测量元件的动作特性圆，如图6-11所示，距离保护第Ⅱ段和第Ⅲ段的阻抗元件将误动作。

图3-11题3-18 振荡对距离保护的影响

???2对应时间t2；为第令?1???1对应时间为t1，为第Ⅲ段测量元件误动作时间；?2Ⅱ段测量元件误动作时间。对阻抗保护第Ⅱ段而言，当tp.1?t2时，虽第Ⅱ段测量元件动作，但保护将不误动，对第Ⅲ段保护而言，测量元件误动，当tp?t2时，第Ⅱ段保护会发生误

III动、跳闸，故障被切除，故第Ⅲ段保护阻抗元件应返回不会误动；通常当t1?tP.1时，第Ⅲ

IIII段保护动作时间可躲过振荡的影响，也不可能误动。从以上分析计算可知，系统振荡可能使距离保护第Ⅱ段发生误动作，因此，在距离保护装置中必须增加振荡闭锁元件。

（三）当离断路器1QF保护装置处20Km处发生带过渡电阻的相间短路时，保护的动作行为分析

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