繼電保護(hù)課后答案

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課后習(xí)題答案1 緒 論1.1 電力系統(tǒng)如果沒有配備完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，想象一下 會(huì)出現(xiàn)什 么情景？答：現(xiàn) 代的電力系統(tǒng)離開完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)是不能運(yùn)行的。當(dāng) 電力 系 統(tǒng) 發(fā) 生 故 障 時(shí) ，電 源 至 故 障 點(diǎn) 之 間 的 電 力 設(shè) 備 中 將 流 過 很 大 的 短 路 電流，若 沒有完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)將故障快速切除，則 會(huì)引起故障元 件和流過故障電流的其他電氣設(shè)備的損壞；當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)， 發(fā)電機(jī)端電壓降低造成發(fā)電機(jī)的輸入機(jī)械功率和輸出電磁功率的不 平衡，可能引起電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞，甚 至引起電網(wǎng)的崩潰、造 成 人 身 傷 亡 。如 果 電 力 系 統(tǒng) 沒 有

2、 配 備 完 善 的 繼 電 保 護(hù) 系 統(tǒng) ，則 當(dāng) 電 力 系 統(tǒng) 出現(xiàn) 不正 常 運(yùn) 行時(shí)，不能及 時(shí)地 發(fā) 出 信號通 知 值班 人 員 進(jìn)行 合 理的 處理。1.2 繼 電 保護(hù) 裝置 在電 力 系 統(tǒng)中所 起 的作 用 是 什么 ? 答:繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn) 行狀態(tài),并動(dòng)作于 斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動(dòng)裝置.它的作用包 括 :1. 電 力 系 統(tǒng) 正 常 運(yùn) 行 時(shí) 不 動(dòng) 作 ;2. 電 力 系 統(tǒng) 部 正 常 運(yùn) 行 時(shí) 發(fā) 報(bào) 警 信 號,通知值班人員 處理 ,使電力系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常運(yùn)行;3.電力系統(tǒng)故障 時(shí),甄別出發(fā)生故 障的電力設(shè)備

3、,并向故障點(diǎn)與電源點(diǎn)之間、最靠近故 障點(diǎn)斷路器發(fā)出跳閘指令,將故障 部分與電網(wǎng)的其他部分隔離。1.3 繼電保護(hù)裝置通過哪些主要環(huán)節(jié)完成預(yù)定的保護(hù)功能,各環(huán)節(jié) 的 作用是什么?答:繼電保護(hù)裝置 一般通過測量比較、邏輯判斷和執(zhí)行輸出三個(gè)部分完 成 預(yù)定 的保 護(hù) 功 能。測量 比較 環(huán)節(jié) 是 冊 來那個(gè) 被 保護(hù) 電 器 元件 的 物理 參量，并 與給定的值進(jìn)行比較，根 據(jù)比較的結(jié)果，給出“ 是”、“非”、 “0”或“1”性質(zhì) 的一組邏輯信號，從而判別保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。 邏輯判斷環(huán)節(jié)是根據(jù)測量環(huán)節(jié)輸出的邏輯 信號，使保護(hù)裝置按一定的 邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘。

4、 執(zhí) 行輸 出環(huán) 節(jié) 是 根據(jù)邏 輯 部分 傳 來 的指 令 ，發(fā) 出 跳開 斷 路 器的 跳 閘脈 沖及相應(yīng)的動(dòng)作信息、發(fā)出警報(bào)或不動(dòng)作。1.4 依據(jù)電力元件正常工 作、不正常工作和短路狀態(tài)下的電氣量復(fù)制 差異，已 經(jīng)構(gòu)成哪些原理的保護(hù)，這 些保護(hù)單靠保護(hù)整定值能求出保 護(hù)范圍內(nèi)任意點(diǎn)的故障嗎？ 答：利用流過被保護(hù)元件電流幅值的增大，構(gòu)成了過電流保護(hù) ;利用短 路 時(shí)電 壓幅 值 的 降低，構(gòu)成 了低 電 壓 保護(hù)；利 用 電 壓幅 值 的異常 升 高 ， 構(gòu)成了過電壓保護(hù)；利 用測量阻抗的降低和阻抗角的變大，構(gòu) 成了低 阻抗保護(hù)。單靠保護(hù)增大值不能切除保護(hù)范圍內(nèi)任意 點(diǎn)的故障，因?yàn)楫?dāng)故障發(fā)

5、生 在 本 線 路 末 端 與 下 級 線 路 的 首 端 出 口 時(shí) ，本 線 路 首 端 的 電 氣 量 差 別 不 大 。所 以 ，為 了 保 證 本線 路短 路時(shí) 能 快 速切除 而 下級 線 路 短路 時(shí) 不動(dòng) 作，這種單靠整定值得保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分。1.5 依據(jù)電力元件兩端電氣量在正常工作和短路狀態(tài)下的差 異，可以 構(gòu)成哪些原理的保護(hù)？答 ：利 用 電 力 元件 兩 端電流 的 差 別，可 以構(gòu) 成電 流差 動(dòng) 保護(hù)；利 用電 力元件兩端電流相位的差別可以構(gòu)成電流 相位差動(dòng)保護(hù)；利兩側(cè)功率 方 向 的 差 別 ，可 以 構(gòu) 成 縱 聯(lián) 方 向 比 較 式 保 護(hù) ；利 用 兩

6、 側(cè) 測 量 阻 抗 的 大 小和方向的差別，可以構(gòu)成縱聯(lián)距離保護(hù)。1.6 如圖 1-1 所示，線 路上裝設(shè) 兩組電流互感器，線 路保護(hù)和母線保 護(hù)應(yīng)各接哪組互感器？答：線路保護(hù)應(yīng)接TA1，母線保護(hù)應(yīng)接TA2。因?yàn)槟妇€保護(hù)和線路保 護(hù)的保護(hù)區(qū)必須重疊， 使得任意點(diǎn)的故障都處于保護(hù)區(qū)內(nèi)。母線r V a線路TA1TA2圖1-1電流互感器選用示意圖1.7結(jié)合電力系統(tǒng)分析課程的知識，說明加快繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間， 為什么可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性？答：由電力系統(tǒng)分析知識可知，故障發(fā)生時(shí)發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率減 小二機(jī)械功率基本不變，從而使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生加速的不平衡功率。繼電 保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間越快，發(fā)電機(jī)加速時(shí)間越

7、短，功率角擺開幅度就越小， 月有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。由分析暫態(tài)穩(wěn)定性的等面積理論可知，繼電保護(hù)的動(dòng)作速度越快， 故障持續(xù)的時(shí)間就越短，發(fā)電機(jī)的加速面積就約小，減速面積就越大， 發(fā)電機(jī)失去穩(wěn)定性的可能性就越小，即穩(wěn)定性得到了提高。1.8后備保護(hù)的作用是什么？闡述遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：后備保護(hù)的作用是在主保護(hù)因保護(hù)裝置拒動(dòng)、保護(hù)回路中的其他 環(huán)節(jié)損壞、斷路器拒動(dòng)等原因不能快速切除故障的情況下，迅速啟動(dòng) 來切除故障。遠(yuǎn)后備保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：保護(hù)范圍覆蓋所有下級電力元件的主保護(hù) 范圍，它能解決遠(yuǎn)后備保護(hù)范圍內(nèi)所有故障元件由任何原因造成的不 能切除問題。遠(yuǎn)后備保護(hù)的缺點(diǎn)是：（1）當(dāng)多個(gè)電源向該電力

8、元件供電時(shí)， 需要在所有的電源側(cè)的上級元件處配置遠(yuǎn)后備保護(hù)；（2 ）動(dòng)作將切除 所有上級電源測的斷路器，造成事故擴(kuò)大；（3）在高壓電網(wǎng)中難以滿 足靈敏度的要求。 近后備保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）與主保護(hù)安裝在同一斷路器處，在 主保護(hù) 拒 動(dòng)時(shí) 近后 備 保 護(hù)動(dòng)作 ；（ 2）動(dòng) 作時(shí)只 能 切除 主 保 護(hù)要 跳 開的斷 路 器 ， 不造成事故的擴(kuò)大；（3）在高壓電網(wǎng)中能 滿足靈敏度的要求。近 后 備 保 護(hù) 的 缺 點(diǎn) 是 ：變 電 所 直 流 系 統(tǒng) 故 障 時(shí) 可 能 與 主 保 護(hù) 同 時(shí) 失去作用，無法起到“后備”的作用；斷 路器失靈時(shí)無法 切除故障， 不能起到保護(hù)作用。1.9 從對繼電器

9、的“四性“ 要求及其間的矛盾，闡述繼電保護(hù)工作即 是理論性很強(qiáng)，又是工程實(shí)踐性很強(qiáng)的工作。答：繼電保護(hù)的可靠性、選 擇性、速動(dòng)性和靈敏性四項(xiàng)要求之間即矛 盾又統(tǒng)一。繼 電保護(hù)的科學(xué)研究、設(shè) 計(jì)、制造和運(yùn)行的大部分工作也 是圍繞如何處理好這四者的辯證統(tǒng)一關(guān)系進(jìn)行的。電 力 系統(tǒng)繼 電 保 護(hù)即 是一門 理 論 性很 強(qiáng)，又 是工 程 實(shí) 踐性 很 強(qiáng)的 學(xué)科。首先繼電保護(hù)工作者要掌握電力系統(tǒng)、電氣設(shè)備的基本原理、 運(yùn) 行特 性和 分 析 方法，特別要 掌握 電 力 系統(tǒng)故 障 時(shí)的 電 氣 量變 化 的規(guī) 律 和分 析方 法 ，通過 尋求 電力 系統(tǒng) 的 不 同運(yùn)行 狀 態(tài)下 電 氣 量變 化

10、的特 點(diǎn)和差異來“甄別“ 故障或不正常狀態(tài)的原理和方法，應(yīng) 用不同的原 理和判據(jù)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的基本方法，所以需要很強(qiáng)的理論性。由 于 被 保 護(hù) 的 電 力 系 統(tǒng) 及 其 相 關(guān) 的 電 氣 設(shè) 備 千 差 萬 別 ，故 障 時(shí) 電 氣 量 的 變 化 受 多 種 因 素 的 影 響 和 制 約 ，因 此 任 何 一 種 繼 電 保 護(hù) 原 理 或 裝置都不可能不加調(diào)整地應(yīng)用于不同的電 氣設(shè)備或系統(tǒng)，而應(yīng)根據(jù)實(shí) 際工程中設(shè)備、系統(tǒng)的現(xiàn)狀與參數(shù)，對其繼電保護(hù)做出必要的調(diào)整。 相同原理的保護(hù)裝置在應(yīng)用于電力系統(tǒng)不 同位置的元件上時(shí)，可能有 不 同的 配置 和 配 合；相 同的 電 力元件 在 電

11、 力系 統(tǒng)不 同位 置 安 裝時(shí)，可 能配置不同的繼電保護(hù)，這些均需要根據(jù)電力系統(tǒng)的工程實(shí)際，具 體 問題具體分析，所以繼電保護(hù)又具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性。2電流的電網(wǎng)保護(hù)2.1在過量（欠量）繼電器中，為什么要求其動(dòng)作特性滿足“繼電特 性”？若不滿足，當(dāng)加入繼電器的電量在動(dòng)作值附近時(shí)將可能出現(xiàn)什 么情況？答：過量繼電器的繼電特性類似于電子電路中的“施密特特性“，如 圖2-1所示。當(dāng)加入繼電器的動(dòng)作電量（圖中的Ik ）大于其設(shè)定的動(dòng) 作值（圖中的Iop）時(shí)，繼電器能夠突然動(dòng)作；繼電器一旦動(dòng)作以后， 即是輸入的電氣量減小至稍小于其動(dòng)作值，繼電器也不會(huì)返回，只有 當(dāng)加入繼電器的電氣量小于其設(shè)定的返回值（

12、圖中的lre ）以后它才突 然返回。無論啟動(dòng)還是返回，繼電器的動(dòng)作都是明確干脆的，它不可 能停留在某一個(gè)中間位置，這種特性稱為“繼電特性”。為了保證繼電器可靠工作，其動(dòng)作特性必須滿足繼電特性，否則 當(dāng)加入繼電器的電氣量在動(dòng)作值附近波動(dòng)時(shí)，繼電器將不停地在動(dòng)作 和返回兩個(gè)狀態(tài)之間切換，出現(xiàn)“抖動(dòng)“現(xiàn)象，后續(xù)的電路將無法正 常工作。Eo> 116 2E _1534r>IiopJI2.2請列舉說明為實(shí)現(xiàn)“繼電特性”，電磁型、集成電路性、數(shù)字型 繼電器常分別采用那些技術(shù)？答：在過量動(dòng)作的電磁型繼電器中，繼電器的動(dòng)作條件是電磁力矩大 于彈簧的反拉力矩與摩擦力矩之和，當(dāng)電磁力矩剛剛達(dá)到動(dòng)作條件

13、 時(shí)，繼 電器的可動(dòng)銜鐵開始轉(zhuǎn)動(dòng)，磁路氣隙減小，在 外加電流（ 或電 壓）不變的情況下，電 磁力矩隨氣隙的減小而按平方關(guān)系增加，彈 簧 的 反拉 力矩 隨 氣 隙的減 小 而線 性 增 加，在 整個(gè) 動(dòng) 作過 程 中 總的 剩 余力 矩為正值，銜鐵加速轉(zhuǎn)動(dòng)，直 至銜鐵完全吸合，所以動(dòng)作過程干脆利 落。繼電器的返回過程與之相反，返 回的條件變?yōu)樵陂]合位置時(shí)彈簧 的 反拉 力矩 大 于 電磁力 矩 與摩 擦 力 矩之 和 。當(dāng) 電 磁力 矩 減 小到 啟 動(dòng)返 回時(shí)，由于這時(shí)摩擦力矩反向，返 回的過程中，電磁力矩按平方關(guān)系 減 小，彈 簧 力 矩按 線 性關(guān)系 減 小 ，產(chǎn) 生 一個(gè) 返回 方向

14、的 剩余力 矩 ，因 此能夠加速返回，即返回的過程也是干脆利落的。所 以返回值一定小 于 動(dòng)作 值， 繼 電 器有一 個(gè) 小于 1 的 返 回系數(shù) 。 這 樣就 獲得 了“ 繼 電 特 性 ”。在集成電路型繼電器中，“繼電特性”的 獲得是靠施密特觸發(fā)器實(shí) 現(xiàn)的，施密特觸發(fā)器的特性，就是繼電特性。在數(shù)字型繼電器中，“繼電特性”的 獲得是靠分別設(shè)定動(dòng)作值和返 回值兩個(gè)不同的整定值而實(shí)現(xiàn)的。2.3 解釋“動(dòng)作電流”和 “返回系數(shù)”，過電流繼電器的返回系數(shù)過 低或高各有何缺點(diǎn)？答：在過電流繼電器中，為 使繼電器啟動(dòng)并閉合其觸點(diǎn)，就 必須增大 通過繼電器線圈的電流Ik,以增大電磁轉(zhuǎn)矩，能使繼電器動(dòng)作的最

15、小 電流稱之為動(dòng)作電流 Iop。在繼電器動(dòng)作之后， 為使它重新返回原位， 就必須減小電流以減 小電磁力矩，能使繼電器返回原位的最大電流稱之為繼電器的返回電 流 I re 。過電流繼電器返回系數(shù)過小時(shí)， 在相同的動(dòng)作電流下起返回值較 小。一旦動(dòng)作以后要使繼電器返回，過 電流繼電器的電流就必須小于 返回電流，真陽在外故障切除后負(fù)荷電流的作用下繼電器可能不會(huì)返 回，最終導(dǎo)致誤動(dòng)跳閘；而 返回系數(shù)過高時(shí)，動(dòng)作電流惡和返回電流 很接近，不能保證可靠動(dòng)作，輸 入電流正好在動(dòng)作值附近時(shí)，可 能回 出現(xiàn)“抖動(dòng)”現(xiàn)象，使后續(xù)電路無法正常工作。繼電器的動(dòng)作電流、返回電流和返回系數(shù)都可能根據(jù)要求進(jìn)行設(shè) 定。2.4

16、在電流保護(hù)的整定計(jì)算中，為什么要引入可靠系數(shù)，其 值考慮哪 些因素后確定？答 ：引 入 可 靠 系 數(shù) 的 原 因 是 必 須 考 慮 實(shí) 際 存 在 的 各 種 誤 差 的 影 響 ，例 如：（1）實(shí)際的短路電流可能大于計(jì)算值；（2）對瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)還應(yīng)考慮短路電流中非周期分量使總電流增 大的影響；（3）電流互感器存在誤差；（4）保護(hù)裝置中的短路繼電器的實(shí)際啟動(dòng)電流可能小于整定值。 考慮必要的裕度，從最不利的情況出發(fā)，即 使同時(shí)存在著以上幾個(gè)因 素的影響，也 能保證在預(yù)定的保護(hù)范圍以外故障時(shí)，保 護(hù)裝置不誤動(dòng) 作 ，因 而必 須 乘 以大于 1 的可 靠 系 數(shù)。2.5 說明電流速斷、限 時(shí)

17、電流速斷聯(lián)合工作時(shí)，依 靠什么環(huán)節(jié)保證保 護(hù)動(dòng)作的選擇性？依靠什么環(huán)節(jié)保證保護(hù)動(dòng)作的 靈敏度性和速動(dòng) 性？答 ：電流 速斷保 護(hù) 的 動(dòng)作 電流 必須 按 照 躲開本 線 路末 端 的 最大 短 路電 流來整定，即考電流整定值保證選擇性。這 樣，它將不能保護(hù)線路全 長，而只能保護(hù)線路全長的一部分，靈 敏度不夠。限時(shí)電流速斷的整 定 值低 于電 流 速 斷保護(hù) 的 動(dòng)作 短 路 ，按躲開下 級 線路 電 流 速斷 保 護(hù)的 最 大 動(dòng) 作 范 圍 來 整 定 ，提 高 了 保 護(hù) 動(dòng) 作 的 靈 敏 性 ，但 是 為 了 保 證 下 級線路短路時(shí)不誤動(dòng)，增加一個(gè)時(shí)限階段的延時(shí)，在下級線路故障時(shí)由

18、 下級的電流速斷保護(hù)切除故障，保證它的選擇性。電流速斷和限時(shí)電流速斷相配合保護(hù)線路全長，速斷范圍內(nèi)的故 障由速斷保護(hù)快速切除，速斷范圍外的故障則必須由限時(shí)電流速斷保 護(hù)切除。速斷保護(hù)的速動(dòng)性好，但動(dòng)作值高、靈敏性差；限時(shí)電流速 斷保護(hù)的動(dòng)作值低、靈敏度高但需要0.30.6s 的延時(shí)才能動(dòng)作。速 斷和限時(shí)速斷保護(hù)的配合，既保證了動(dòng)作的靈敏性，也能夠滿足速動(dòng) 性的要求。2.6為什么定時(shí)限過電流保護(hù)的靈敏度、動(dòng)作時(shí)間需要同時(shí)逐級配合， 而電流速斷的靈敏度不需要逐級配合？答：定時(shí)限過電流保護(hù)的整定值按照大于本線路流過的最大負(fù)荷電流 整定，不但保護(hù)本線路的全長，而且保護(hù)相鄰線路的全長，可以起遠(yuǎn) 后備保護(hù)

19、的作用。當(dāng)遠(yuǎn)處短路時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證離故障點(diǎn)最近的過電流保 護(hù)最先動(dòng)作，這就要求保護(hù)必須在靈敏度和動(dòng)作時(shí)間上逐級配合，最 末端的過電流保護(hù)靈敏度最高、動(dòng)作時(shí)間最短，每向上一級，動(dòng)作時(shí) 間增加一個(gè)時(shí)間級差，動(dòng)作電流也要逐級增加。否則，就有可能出現(xiàn) 越級跳閘、非選擇性動(dòng)作現(xiàn)象的發(fā)生。由于電流速斷只保護(hù)本線路的 一部分，下一級線路故障時(shí)它根本不會(huì)動(dòng)作，因而靈敏度不需要逐級 配合。2.7如圖2-2所示網(wǎng)絡(luò)，在位置1、2和3處裝有電流保護(hù)，系統(tǒng)參 數(shù)為：E 115 / .3kVXg1 15Xg2 10Xg3 10L2Lb c 50 km LK皿Krel=1.15d 30 kmD E 20 m ,線路阻抗 0.

20、4 /km ,KrelI B C.max300A I C D. max 200AId E.max60 kmL3 40 kmKrel =1.2、150 AKss一1 5re=0.85。試求:(1 )發(fā)電機(jī)元件最多三臺運(yùn)行，最少一臺運(yùn)行，線路最多三條運(yùn)行,最少一條運(yùn)行，請確定保護(hù)3在系統(tǒng)最大、最小運(yùn)行方式下的等值阻 抗。(2) 整定保護(hù)1、2、3的電流速斷定值，并計(jì)算各自的最小保護(hù)范 圍。(3) 整定保護(hù)2、3的限時(shí)電流速斷定值，并校驗(yàn)使其滿足靈敏度要 求(Ksen 1.2)(4) 整定保護(hù)1、2、3的過電流定值，假定流過母線E的過電流保 護(hù)動(dòng)作時(shí)限為0.5s ,校驗(yàn)保護(hù)1作后備用，保護(hù)2和3作遠(yuǎn)

21、備用的 靈敏度。G1Atn tnBkCDEEL2Ss1EL3S圖2-2 簡單電網(wǎng)示意圖解：由已知可得 Xl1= Xl2=o.4 x60=24, Xl3=o.4 x40=16, XBC=0.4X50=20, Xcd=o.4 x30, Xde=0.4 X20=8(1 )經(jīng)分析可知，最大運(yùn)行方式及阻抗最小時(shí)，則有三臺發(fā)電機(jī)運(yùn) 行，線路L1L3全部運(yùn)行，由題意G1 , G2連接在同一母線上，則Xs.min 二(Xg1| Xg2+ Xl1| Xl2)|( Xg3+ xL3)=(6+12)|(10+16)=10.6同理，最小運(yùn)行方式下即阻抗最大，分析可知只有在G1和L1運(yùn)行, 相應(yīng)地有 Xs.max =

22、Xg1+ Xl1 =39BCDE圖2-3 等值電路(2 )對于保護(hù)1 ,其等值電路圖如圖2-3所示，母線E最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過保護(hù)1的最大短路電流為k .E. maxXs.min X BC XCD X DE1O.611；0 I 8 1-312kA相應(yīng)的速斷定值為 薦1二 Krel X IkEmax=1.2 X1.312=1.57kAz 迥E 最小保護(hù)范圍計(jì)算公式為ISet= 2 ZsmaxZminLmin2_zIs.maxI set丄0.4=-85.9km即1處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下沒有保護(hù)區(qū) 對于保護(hù)2等值電路如圖2-3所示，母線D在最大運(yùn)行方式下發(fā)生E三相短路流過保護(hù)2的

23、最大電流 "max二Xs.minXBC XCD =1.558kA相應(yīng) 的速斷定值為 Iset2= Krel X Ik.D.max=1.2 X1.558=1.87kA最小保護(hù)范圍為Hs.maxI set.2丄0.4=-70.6km即2處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下也沒有保護(hù)區(qū)。對于保護(hù)3等值電路如圖2-3所示，母線C在最大運(yùn)行方式下發(fā)生E三相短路流過保護(hù)3的最大電流I= XsmnXBC =2.17kA相應(yīng)的速斷定值為l；et.3二 K；el x ikc.max=1.2 x2.17=2.603kA2Zs.maxI set.30.4最小保護(hù)范圍為Lmin =-42.3km即3處的電流速斷

24、保護(hù)在最小運(yùn)行方式下也沒有保護(hù)區(qū)。上述計(jì)算表明，在運(yùn)行方式變化很大的情況下，電流速斷保護(hù)在較小 運(yùn)行發(fā)生下可能沒有保護(hù)區(qū)。un -1（3 ）整定保護(hù)2的限時(shí)電流速斷定值為 為二心=1.15 X1.57=1.806kA線路末段（即D處）最小運(yùn)行發(fā)生下發(fā)生兩相短路時(shí)的電流為_3EI = 2 X s.max X BC XcD =0.8098kA1 k.D .min所以保護(hù)2處的靈敏系數(shù) 穆二lSet =0.4484 即不滿足Ksen 1.2的要 求。同理，保護(hù)3的限時(shí)電流速斷定值為 Iset.3二Krel爲(wèi)2=1.15 x1.87=2.151kA線路末段（即C處）最小運(yùn)行發(fā)生下發(fā)生兩相短路時(shí)的電流為

25、k .C.maxXs.maxXbc =0.9764kAk.C .min即不滿足Ksen 1.2的所以保護(hù)3處的靈敏系數(shù)set3 = 扁3 =0.4531要求 可見，由于運(yùn)行方式變化太大，2、3處的限時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏 度都遠(yuǎn)不能滿足要求。reKrelKssIL.max(4 )過電流整定值計(jì)算公式為皿setKreKreK川K Irel ssl D E.max所以有set.1re=304.5A皿 皿同理得 1 set.2=406A1 set.3=609A在最小運(yùn)行方式下流過保護(hù)元件的最小短路電流的計(jì)算公式為,3 E1 k .min2 Zs.maxZl所以有 IE.min =727.8A'

26、D.min =809.8A，C.min =974.51AI k.min所以由靈敏度公式Ksen= Iset可知，保護(hù)1作為近后備的靈敏度為1 E.mi n皿 皿 Kset1二Iset1 =2.391.5 滿足近后備保護(hù)靈敏度的要求；E.minK 皿Tm保護(hù)2作為遠(yuǎn)后備的靈敏度為 set.2 = Iset.2 =1.791.2滿足最為遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度的要求；E.min一K mTm_一保護(hù)3作為遠(yuǎn)后備的靈敏度為 set.3 = Iset.3 =1.331.2滿足最為遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度的要求。保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為t=0.5+0.5=1stm+0.5=2s2.8當(dāng)圖2.56中保護(hù)1的出口處在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式

27、下發(fā)生兩相短 路，保護(hù)按照題2.7配置和整定時(shí)，試問(1 )共有哪些保護(hù)元件啟動(dòng)？(2 )所有保護(hù)工作正常，故障由何處的那個(gè)保護(hù)元件動(dòng)作、多長時(shí) 間切除？（3）若 保護(hù) 1 的電流速斷保護(hù)拒動(dòng)，故 障由何處的那個(gè)保護(hù)元件動(dòng) 作、多長時(shí)間切除？（4）若 保 護(hù) 1 的斷路器拒動(dòng)，故 障由何 處的那 個(gè)保護(hù)元件動(dòng)作、多 長時(shí)間切除？答 : （ 1 ） 由 題 2.7 的 分 析 ， 保 護(hù) 1 出 口 處 （ 即 母 線 D 處 ） 短 路 時(shí) 的最小短路電流為 0.8098kA ，在量值上小于所有電流速斷 保護(hù)和限 時(shí) 電 流 速 斷 保 護(hù) 的 整 定 值 ，所 以 所 有 這 些 保 護(hù) 都

28、 不 會(huì) 啟 動(dòng) ；該 量 值 大 于 1、2、3 處過電流保護(hù)的定值，所以三處過電流保護(hù)均會(huì)啟動(dòng)。（ 2）所有 保 護(hù)均正 常 的情 況 下 ，應(yīng)有 1 處 的過 電流 以 1s 的延 時(shí) 切除 故障。（3）分析表明，按照本題給定的參數(shù)，1 處的速斷保護(hù)肯定不會(huì)動(dòng) 作，2 處的限時(shí)電流速斷保護(hù)也不會(huì)動(dòng)作，只能靠 1 處的過電流保護(hù) 動(dòng) 作，延 時(shí) 1s 跳 閘；若斷路 器 拒 動(dòng)，則應(yīng) 由 2 處的 過 電流保 護(hù) 以 1.5s 的 延時(shí) 跳開 2 處 的斷 路 器。2.9 如 圖 2-4 所 示網(wǎng) 絡(luò) ，流過 保 護(hù) 1、2、3 的 最 大負(fù) 荷 電流分 別 為 400A 、 500A 、

29、 550A,KkK皿t皿 t皿t皿K ss=1.3 、 Kre=0.85 ， Krel =1.15 ， t1 =t2 =0.5s ，t3 =1.0s ，試計(jì)算： （ 1） 保護(hù) 4 的過 電 流定 值 ；（2） 保護(hù) 4 的過電流定值不變，保護(hù) 1 所在元件故障被切除，當(dāng)返 回系數(shù)Kre低于何值時(shí)會(huì)造成保護(hù)4誤動(dòng)？Ksen（3） K re =0.85時(shí)，保護(hù) 4 的靈敏系數(shù) =3.2 ，當(dāng) K re =0.7 時(shí)保護(hù) 4的靈敏系數(shù)降低到多少？B圖2-4系統(tǒng)示意圖解：過電流保護(hù)4的最大負(fù)荷電流為l4.max=400+500+550=1450A| 皿 KssK"set.44.max保護(hù)4

30、的過電流定值為Kre=2.55A皿 皿 皿 皿時(shí)限為 t4 =max ( tl , t2 , t3 ) + t =1.5s(2 )保護(hù)21切除故障后，流過保護(hù)4的最大負(fù)荷電流Iax =500+550=1050A=1.05kAI,在考慮電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)出現(xiàn)的最大保護(hù)電流Iss.max= Kss，4.max =1.3 x 1.05=1.365kA,這個(gè)電流必須小于保護(hù)4的返回電流，否則1.5s以后保護(hù)4將誤切除。相應(yīng)的要求1 ss.max < Ire= KJ囂=2.55 Kre,從而1.3652.55 Kre > 1.365 , Kre > 2.55 =0.535。當(dāng)返回系數(shù)低于

31、0.535 時(shí)，會(huì)造 成保護(hù)誤動(dòng)。Kse n.4(3 )保護(hù)4的靈敏系數(shù)k.B.minI set4k.B.min皿KrelKreKssI4.maxKre成正比，當(dāng)Kre下降時(shí)靈敏系數(shù)下降,0.7Ksen二 0.853.2=2.6352.10 在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，當(dāng)兩條上下、級線路安裝相間短 路的電流保護(hù)時(shí)，上級線路裝在A、C相商，二下級線路裝在A、B相上 ，有 何 優(yōu) 缺 點(diǎn) ？ 當(dāng) 兩 條 線 路 并 列 時(shí) ，這 種 安 裝 方 式 有 何 優(yōu) 缺 點(diǎn) ？ 以 上串、并兩種線路，若采用三相星形接線，有何不足？ 答 ：在 中 性 點(diǎn) 非直 接 接地系 統(tǒng) 中 ，允 許 單相 接地 時(shí)繼

32、 續(xù) 短時(shí)運(yùn) 行 ，在 不同線路不同相別的兩點(diǎn)接地形成兩相短 路時(shí)，可以只切除一條故障 線路，另一條線路繼續(xù)運(yùn)行。不 考慮同相的故障，兩線路故障組合共 有以下六種方式：（1A、2B ）、（ 1A、2C ）、（ 1B、2A ）、（ 1B、2C ）、（ 1C 、 2A ）、（ 1C 、 2B ）。當(dāng)兩條上、下級 線路安裝相間短路電流保護(hù)時(shí)，上級線路裝在 A、 C相商，而下級裝在A、B相上時(shí)，將在（1A、2B ）、（ 1B、2A ）、（ 1C、 2A） 和 （1C、 2B） 四種情況下由下級線路保護(hù)切除故障， 即下級線路切除故障的幾率為 2/3; 當(dāng)故障為（ 1A、 2C） 時(shí)， 將會(huì)由 上 級 線

33、 路保 護(hù) 切 除故障 ； 而當(dāng) 故 障 為（ 1B 、 2C ） 時(shí) ， 兩 條 線路均 不 會(huì) 切除 故障 ， 出 現(xiàn)保護(hù) 拒 動(dòng)的 嚴(yán) 重 情況 。兩條線路并列時(shí)， 若兩條線路保護(hù)動(dòng)作的延時(shí)一樣， 則在（ 1A、 2B）、（ 1C、 2A） 和 （ 1C、 2B） 三種情況下， 兩條線路被同時(shí)切除；而在（1A、2C）故障下，只能切除線路1 ;在（1B、2A ）故障下， 只能切除線路2 ;在（1B、2C）故障下，兩條線路均不會(huì)切除，即保 護(hù)拒動(dòng)。若保護(hù)采用三相星形接線時(shí)， 需要三個(gè)電流互感器和四根二次電 纜，相 對來講是復(fù)雜不經(jīng)濟(jì)的。兩 條線路并列時(shí)，若發(fā)生不同相別的 接地短路時(shí)，兩套保護(hù)

34、均啟動(dòng)，不必要切除兩條線路的機(jī)會(huì)就比較多。2.11 在雙側(cè)電源供電的網(wǎng)絡(luò)中，方向性電流保護(hù)利用了短路時(shí)電氣量 的什么特征解決了僅利用電流幅值特征不能解決的問題？ 答：在 雙側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)中，利用電流幅值特征不能保證保護(hù)動(dòng)作的 選 擇 性 。方 向 性 電 流 保 護(hù) 利 用 短 路 時(shí) 功 率 方 向 的 特 征 ，當(dāng) 短 路 功 率 由 母線流向線路時(shí)表明故障點(diǎn)在線路方向上， 是保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作的方向， 允許保護(hù)動(dòng)作。反之，不 允許保護(hù)動(dòng)作。用短路時(shí)功率方向的特征解決了僅用電流幅值特征不能區(qū)分故障位置的問題，并且線路兩側(cè)的保 護(hù)只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。2.12功率方向判別

35、元件實(shí)質(zhì)上是在判別什么？為什么會(huì)存在“死 區(qū)” ？什么時(shí)候要求它動(dòng)作最靈敏？ 答：功率方向判別元件實(shí)質(zhì)是判別加入繼電器的電壓和電流之間的相 位* ，并且根據(jù)一定關(guān)系cos( < +a)是否大于0判別初短路功率的 方向。為了進(jìn)行相位比較，需要加入繼電器的電壓、電流信號有一定 的幅值(在數(shù)字式保護(hù)中進(jìn)行相量計(jì)算、在模擬式保護(hù)中形成方波), 且有最小的動(dòng)作電壓和電流要求。當(dāng)短路點(diǎn)越靠近母線時(shí)電壓越小， 在電壓小雨最小動(dòng)作電壓時(shí)，就出現(xiàn)了電壓死區(qū)。在保護(hù)正方向發(fā)生 最常見故障時(shí)，功率方向判別元件應(yīng)該動(dòng)作最靈敏。2.13當(dāng)教材中途2.29的功率方向判別元件用集成電路實(shí)現(xiàn)，分別畫 出 Ur Ur s

36、i n(100 t)irIr sin(100 t30 )和 UrUr sin(100 t) irlrSin(100 t 60 )時(shí)，各輸出電壓隨時(shí)間變化的波形；如果用數(shù)字式(微機(jī))實(shí)現(xiàn)，寫出你的算法，并校 驗(yàn)上述兩種情況下方向元件的動(dòng)作情況。答：以內(nèi)角=30 °為例，畫出各點(diǎn)輸出電壓波形如圖2-5所示Ustust102030 t(ms)102030 t(ms)uuu 7牛u 7牛10510u 8牛Urej arg 動(dòng)作最靈敏條件Ir臨界動(dòng)作條Urejarg90件 Ir圖2-5各點(diǎn)電壓輸出波形圖可以看出，在內(nèi)角=30 °時(shí)第一種情況下動(dòng)作最靈敏，第二種情 況元件處于臨界動(dòng)作狀

37、態(tài)。數(shù)字式實(shí)現(xiàn)時(shí)，動(dòng)作的判據(jù)可以表示為?Urej90 arg -?90Iro將第一種情況和第二種情況下的電壓、電流帶入該判據(jù)可以得到 情況1為動(dòng)作最靈敏，而情況2處于臨界動(dòng)作狀態(tài)的結(jié)論。2.14為了保證在正方向發(fā)生各種短路時(shí)功率判別元件都能動(dòng)作，需要 確定接線方式及內(nèi)角，請給出90 °接線方式正方向短路時(shí)內(nèi)角的范圍答：(1)正方向發(fā)生三相短路時(shí)，有0 °a<90°正方向發(fā)生兩相短路，當(dāng)短路點(diǎn)位于保護(hù)安裝處附近，短路阻抗Zd v Zs時(shí)，0 °a<90°當(dāng)短路點(diǎn)遠(yuǎn)離保護(hù)安裝處，且系統(tǒng)容量很大Zd >Zs 時(shí),-30 °

38、<a<60° o綜合三相和各種兩相短路的分析得出，當(dāng)0 v <90 °時(shí)，使方向 繼電器在一切故障情況下都能動(dòng)作的條件應(yīng)為30 °a<60°。2.15 對于90 °接線方式、內(nèi)角為30 °的功率方向判別元件，在電力系 統(tǒng)正常負(fù)荷電流(功率因數(shù)在0.85 )下，分析功率方向判別元件的動(dòng) 作情況。假定A相的功率方向元件出口與B相過電流元件出口串接， 而不是“按相連接”當(dāng)反方向B、C兩相短路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況？答：內(nèi)角為30 °的功率方向元件，最大靈敏角sen=-30 °，則動(dòng)作范圍 為-120

39、< d <-60。由正常負(fù)荷電流的功率因數(shù)0.85可以得到d=arcta n0.85=31.79°，在動(dòng)作范圍內(nèi)，根據(jù)功率元件出口與B相流過電流元件出口串接，當(dāng) 反方向發(fā)生B、C兩相短路時(shí)，B相過電 流元件動(dòng)作，由于該元件出口和A相功率方向元件串接，這樣就會(huì)啟 動(dòng)時(shí)間繼電器，出現(xiàn)延時(shí)跳閘。因而電流元件和功率元件必須“按相 連接”2.16 系統(tǒng)和參數(shù)見題2.7 ,試完成：(1 )整定線路L3上不會(huì)4、5的電流速斷定值，并盡可能在一端加 裝方向元件。(2 )確定保護(hù)4、5、6、7、8、9處過電流的時(shí)間定值，并說明何處需要安裝方向元件(3)確定保護(hù)5、7、9限時(shí)電流速斷的電流定

40、值，并校驗(yàn)靈敏度。答：整定保護(hù)5的電流速斷。保護(hù)4處的母線發(fā)生三相短路時(shí)，流過 保護(hù)5的短路電流為k4Xg3 XL3 =1016 二2.554A按此電流來整定，動(dòng)作定值 心5二K；eiIk4=3.064kA在來看發(fā)電機(jī)1、2處于最大運(yùn)行方式下保護(hù)5處母線三相短路時(shí), 有s.min(Xg1 | Xg2 +XL1| Xl2)=181 k5保護(hù)5處的電流為EXs.min Xl3 =1.953kA遠(yuǎn)小于按躲過保護(hù)4處母線三相短路求得的整定電流，所以保護(hù)5 不必安裝方向元件，僅靠定值就能保證方向故障時(shí)不誤動(dòng)作。現(xiàn)在整定保護(hù)4 ,保護(hù)4按躲過保護(hù)5處母線短路最大電流整定時(shí)， 定值為Iset-4= Irel

41、Ik5=2.34kA 當(dāng)保護(hù)4處背側(cè)母線三相短路是，流過保護(hù)4的 電流為2.554kA，大于其整定值，所以不會(huì)誤動(dòng)，必須加裝方向元件。（2）過電流保護(hù)按躲過最大負(fù)荷電流整定，其量值較小，保護(hù)靈敏 度很高，49任何一處保護(hù)正向及方向故障時(shí)，短路電流的量值都會(huì) 超過其整定值，所以每一處都應(yīng)安裝方向元件。在均裝方向元件的情況下，4、6、8處的過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間分別 與G3、G2和G1處的過電流保護(hù)時(shí)間相配合，在其動(dòng)作延時(shí)的基礎(chǔ) 上增加一個(gè)時(shí)間級差；5、7、9處過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間均與3處過 電流時(shí)間相配合，由題2.7可知，三處過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為2s， 所以5、7、9處過流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間均應(yīng)取2

42、.5s。（3）5處限時(shí)電流速斷保護(hù)定值應(yīng)該與3、6、8處電流速斷保護(hù)的 定值相配合。與3處電流速斷保護(hù)的定值配合：3處電流速斷保護(hù)的定值為 爲(wèi)3二Krel X I =2.603KA, L3支路對應(yīng)的1Xg1 |Xg2Xl1|X20409分支系數(shù)的倒數(shù)為KbrXG1 | XG2X L1 | X 2XG3X L3與保護(hù)3配合時(shí)，5處限時(shí)電流速斷保護(hù)的定值為 I " k "1| "set.5relset.3Kbr=1.224kA與6處和8處電流速斷配合：若裝設(shè)方向元件，則6處電流速斷保 護(hù)應(yīng)該按躲過母線A處三相短路的最大短路電流來整定，而母線A 三相短路時(shí)，發(fā)電機(jī)G1

43、, G2所提供的短路電流不會(huì)流過保護(hù)6 , 只有發(fā)電機(jī)G3的電流才流過保護(hù)6 ,所以其I段的整定值為iset.6IrelI k7K i ErelXG3 X L3 XL1 11 XL2 XL1 X L2 = 048kAXLi同理，裝設(shè)方向元件的情況下，8處保護(hù)的定值也為Iset.8=1.048kA。按與它們配合時(shí)，5處限時(shí)電流速斷保護(hù)的定值為身5 K九6 KrelIset.8=1.205kAI 口取三種情況的最大者，即 Iset.5 = 1.224kA校驗(yàn)靈敏度：母線B兩相短路時(shí)，流過5處的最小短路電流為k .B.min2 Xg3Xl3 =2.211kA所以靈敏度為K 口sen.5k.B.min

44、心5 =1.834滿足要求 在6、8處不裝方向元件的情況下，它們速斷保護(hù)的定值還應(yīng)安躲過 母線B三相短路時(shí)流過它們的最大短路電流來整定。母線B三相短路時(shí)流過6、8處的最大短路電流為k6.maxI k8.max 2Xg1|Xg2Xl1 |X2 =1.844kA這時(shí)其短路電流速斷保護(hù)的整定值變?yōu)樯饺?二set.8IrelIk6.max =2.26kAun -1所以5處限時(shí)電流保護(hù)的定值為1曲Krei I set.6 =2.599kAK H1 Ksen.5TU靈敏度為扁5 =0.85 故不滿足要求。2.17在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地短路后，試分析、總結(jié)：（1） 零序電壓、電流分量的分布規(guī)律；（

45、2）負(fù)序電壓、電流分量的分布規(guī)律; 正序電壓、電流分量的分布規(guī)律。答：（1）零序電壓故 障點(diǎn)處零序電壓最高，距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)零序電壓 越低，其分布取決于到大地間阻抗的大小。零序電流一一由 零序電壓 產(chǎn)生，由故障點(diǎn)經(jīng)線路流向大地，其分布主要取決于送電線路的零序 阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗，與電源點(diǎn)的數(shù)目和位置無關(guān)。 負(fù)序電壓故 障點(diǎn)處負(fù)序電壓最高，距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)負(fù)序電壓越 低，在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上負(fù)序電壓為零。負(fù)序電流的分布取決于系統(tǒng)的 負(fù)序阻抗。正序電壓一一越靠近電源點(diǎn)正序電壓數(shù)值越高，越靠近 短路點(diǎn)正序電壓數(shù)值越低。正序電流的分布取決于系統(tǒng)的正序阻抗。2.18 比較不同的提取零序電壓方式的優(yōu)缺點(diǎn)

46、。答：（1 ）電磁式電壓互感器一般有三個(gè)繞組，一個(gè)一次繞組，兩個(gè)二 次繞組。在三相系統(tǒng)中，三個(gè)單相式電壓互感器的一次繞組接成星形 并將中性點(diǎn)接地，其兩個(gè)二次繞組一個(gè)按星形方式接線，另一個(gè)按開 口三角形接線，星形接線的繞組用來測量各相對地電壓及相間電壓， 開口三角形用來直接獲取系統(tǒng)的零序電壓。這種方式獲取零序電壓的 有地啊是簡單方便，精度較高，不需要額外的裝置或系統(tǒng);其缺點(diǎn)是開 口三角側(cè)正常無電壓，不便于對其進(jìn)行監(jiān)視，該側(cè)出現(xiàn)斷線短路等故 障無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，輸出零序電壓的極性容易標(biāo)錯(cuò)，從而造成零序功率 方向繼電器不能正確工作。（2）采用三相五柱式互感器本身結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要應(yīng)用于35kV 及以下電

47、壓等級的中低壓配電系統(tǒng)，其優(yōu)缺點(diǎn)與（1）的情況類似。（3）接于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的電壓互感器，用一只電壓互感器即可取得三相系統(tǒng)的零序電壓，較為經(jīng)濟(jì)，但適用范圍小，同時(shí)不平衡電壓較 大，不夠靈敏。（4）保護(hù)內(nèi)部合成零序電壓的方式接線較為簡單，不容易出現(xiàn)接線 及極性的錯(cuò)誤，其缺點(diǎn)是裝置內(nèi)部必須設(shè)置專門的模塊。傳統(tǒng)的機(jī)電式保護(hù)中通常米用（1 ）、（ 2 ）、（ 3）三種方式獲取零 序電壓；在數(shù)字式保護(hù)中，傾向于采用方式（4 ）;在一些特殊的場合, 也可以米用方式（3 ）。2.19 系統(tǒng)示意圖如圖2-6所示，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)-變壓器方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為4臺全開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開1臺，變壓器T5和

48、T6可能2臺也可能1臺運(yùn)行。參數(shù)為：E115 八3kVX1.G1X2.G1X1.G2 X2.G 2 =5X1.G3X2.G3 -X1.G4X2.G4 =8X1T1 X1.T4 =5X0.T1 X0.T4 =15X1.T5X1T 6 =15X0.T5X0.T6 =20LA B=60km, LB C =40km ，線 路阻抗 Z1=Z2=0.4Krel=1. 2 , Krel=1.15 。/km , Z°=1.2/km ,（1 ）畫出所有元件全運(yùn)行時(shí)的三序等值網(wǎng)絡(luò)，并標(biāo)注參數(shù)；（2 ）所有元件全保護(hù)時(shí)，計(jì)算母線B發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路時(shí)的零序電流分布；(3) 分別求出保護(hù)1、4零

49、序H段的最大、最小分支系數(shù)；(4) 分別求出保護(hù)1、4零序I、H段的定值，并校驗(yàn)靈敏度；(5 )保護(hù)1、4零序I、H段是否需要安裝方向元件；(6 )保護(hù)1處裝有單相重合閘，所有元件全運(yùn)行時(shí)發(fā)生系統(tǒng)振蕩, 整定保護(hù)1不靈敏I段定值。解：先求出線路的參數(shù)，即 Lab =60km , xab x2.ab =24, X°.AB =72Lbc =40km,Xj.BCX2.BC=16,Xo.BC=48,所有元件全運(yùn)行是三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖2-7所示。A正序等值圖(b)負(fù)序等值圖(c)零序等值圖圖2-7所有元件全運(yùn)行時(shí)三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖(2 )下求出所有元件全運(yùn)行時(shí)，B母線分別發(fā)生單相接地短路和

50、兩 相接地短路時(shí)的負(fù)荷序網(wǎng)等值圖。1)單相接地短路時(shí)，故障端口正序阻抗為(Xi.abX1.G1X1 T1 f|(Xi.BCXi.G3 Xi.t3)2"=(24+5)11(16+6.5)=12.67故障端口負(fù)序阻抗為Z 2 Z 1=12.67故障端口零序阻抗為Z o (學(xué) X°.ab)| 警 |(學(xué) Xo.bc)222=79.5|10|55.5=7.657則復(fù)合序網(wǎng)等值圖如圖2-8所示。U|0|115/73I f 0故障端 口零序電流為 Z 1 Z 2 Z 012.67 12.67 7.657 =2.012kA在零序網(wǎng)中按照零序?qū)Ъ{進(jìn)行分配零序電流從而得到此時(shí)流過保護(hù)I I

51、0.12579I 0 1 I f 01、4處的零序電流分別為 .0.130597=0.194kA0.20.0180180.130597 =0.278kA畫出零序電流分布圖如圖2-9所示.U fioiZ ,12.67Z 212.67'Z 07.6570.097 A單相接地短路復(fù)合序網(wǎng)等值圖圖2-9 單相接地短路零序電流分布圖2）兩相接地短路時(shí)，故障端口各序阻抗和單相接地短路時(shí)相同，即Z 1 Z 2 = 12.67Z 0 =7.657，則復(fù)合序網(wǎng)如圖2-10所示。12.67 7.657Z2|Zo= 12.67 7.675 =4.77 故障端口正序電流為IU fpI f 1Z 1 Z 2 |

52、Z 0 =3.808kA12.67I f 0故障端口零序電流為If0 =12.67 7.675 =2.373kA同樣地，流過保護(hù)1、4的零序電流分別為10.1 =0.299kA，l0.2=0.327kA 。從而得到如圖2-11所示的零序電流分布圖ZU fioi/Z 212.67X/Z 07.657V12.67圖2-10 兩相接地短路復(fù)合序網(wǎng)等值圖 接地短路零序電流分布圖(3)先求出保護(hù)1的分支系數(shù)Kl.b圖2-11 兩相當(dāng)BC段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助增作用，如圖2-12所示1 BCMK1.b1 ABM1 A'BM1 ABMXX2對于X1，當(dāng)只有一臺發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行是最大，有X

53、1max 0.T1x當(dāng)兩臺發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)X1最小，有X1min =2 0.AB =79.5對于X2，當(dāng)T5,T6只有一臺運(yùn)行時(shí)X2最大，X2max=20 ;當(dāng)T5,T6兩臺 全運(yùn)行時(shí)X2最小，0.T1 X 0.ABX 2min =0因此保護(hù)1的最大分支系數(shù)KX1maxX2 min =9.7零序I段：根據(jù)前面的分析結(jié)果，母線B故障流過保護(hù)1的最大零 序電流為 Io/|.max=O.229kA故 I 段定值 爲(wèi)二 K；ei 31。.皿=1.2 x3 X0.229=0.8244kA為求保護(hù)1的零序H段定值，應(yīng)先求出保護(hù)3零序I段定值，設(shè)在母 線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保

54、護(hù)3的最大零序電流，因此有X1.G1X1.T1X1.ABX1.bcX1.G3X1.T3Z 1 Z 2 =( 2)|(2)=5.68X。T1Z0 (號X0.ab)|HX0 T3X°.BC】| 尹222=6.63IU_L 115 / .3f 0 z z z單相接地短路時(shí)，有Z 1 Z 2 Z 3 = 5.86 5.86 6.63=3.69kA從而求得流過保護(hù)3的電流為l0.3=O.43kA5.86 6.63連相接地短路時(shí)，有Z 2 |Z 0= 5.86 663=3.06U f|0|I f 1零序電流正序電流Z 1 Z 2 |Z 0 =7.6kAIf0 If1 IZ 2 Z 0 =3.5kA從而求得流過保護(hù)3的電流I0.3=0.408kA 這樣，流過保護(hù)3的最大零序電流I0"ax=0.43kA保護(hù)3的零序I段定值為曲二K打31=1.548kAI s；t.1Kei這樣，保護(hù)1的零序H段定值為K1.b.min111 15I set.31.548=4.975=0.358kA校驗(yàn)靈敏度：母線B接地短路故障流過保護(hù)1的最小零序電流“伽=0.194kAKre靈敏系數(shù)3lo.im