繼電保護(hù)計(jì)算題庫(kù)

1、L1習(xí)題1：35kV20km在所示的35Kv電網(wǎng)中，已知，線路L1長(zhǎng)度20公里，線路正序阻抗為0.4歐姆/公里，系統(tǒng)阻抗8歐姆，求線路L1出口，50%，末端三相金屬性短路時(shí)，流經(jīng)其保護(hù)安裝處的短路電流值，并且繪制出隨短路點(diǎn)由出口到末端變化時(shí)，短路電流的變化曲線。解：XL1:20公里*0.4/km=8;Xs=8 L1出口：Id1=；50%處Id1=;末端：Id1=習(xí)題2：如圖所示網(wǎng)絡(luò)，各阻抗參數(shù)均為歸算到110kV側(cè)的有名值。試對(duì)保護(hù)1進(jìn)行反應(yīng)相間短路的電流段、段和段的一次側(cè)動(dòng)作電流和繼電器動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限和靈敏度。線路阻抗取0.4W/km，電流段的可靠系數(shù)1.2，電流段的可靠系數(shù)，電流段的可

2、靠系數(shù)，返回系數(shù)，自起動(dòng)系數(shù)，電流互感器的變比是600/5。一：I段動(dòng)作電流I=Kk*Idmax(最大運(yùn)方，三相短路時(shí)候電流最大）=4.553kA1 動(dòng)作時(shí)限t=02 繼電器動(dòng)作電流I=I*Kjx / na=4553*1/120=37.94A3 靈敏度：最大運(yùn)方，三相短路時(shí)候，令I(lǐng)=所以lmax%=75.7%>50%最小運(yùn)方，兩相短路lmin%=49.4% （15-20） %二：II段動(dòng)作電流L2的I段的整定值：I=1.489kA1 動(dòng)作電流 ：與L2的I段配合，=1.1*1489=1.638kA2>繼電器電流 1638*1/120=13.65A3>靈敏度校驗(yàn) Klm=3.0

3、75/1.638=1.881.254>動(dòng)作時(shí)限：0.5秒三：III段1 動(dòng)作電流 ：躲最大負(fù)荷電流整定2 繼電器電流：565*1/120=4.71A3 靈敏度校驗(yàn)：近后備 3075/565=5.441.5L2的遠(yuǎn)后備 =1051/565=1.86>1.24>動(dòng)作時(shí)限2秒習(xí)題3：在下圖所示的電網(wǎng)中，已知線路L1的I段電流速斷的動(dòng)作電流為700A,III段的動(dòng)作時(shí)限為1.6秒。變壓器B裝有差動(dòng)保護(hù)，其III段的動(dòng)作時(shí)限為1.1秒，線路L2的最大的輸送功率Pmax=9MW，功率因數(shù)0.9，最低工作電壓Umin=0.95Ue(Ue為電網(wǎng)的額定電壓)。自啟動(dòng)系數(shù)Kzq=1.3，返回系數(shù)

4、Kf=0.85,CT的變比300/5=60，電網(wǎng)的等值電路如圖，試整定線路L2的I ,II,III段電流保護(hù)。其中L2長(zhǎng)度20km,正序阻抗8歐姆，線路L1正序阻抗12歐姆，變壓器為30歐姆，故障計(jì)算電壓按照平均電壓計(jì)算，即37KV，最小系統(tǒng)阻抗7歐姆，最大9歐姆。可靠系數(shù)，I段取1.2，II段與相鄰線路配合取1.1，與相鄰變壓器配合取1.3，III段取1.2。ABL1L235kV答：一：I段動(dòng)作電流I=Kk*Idmax(最大運(yùn)方，三相短路時(shí)候電流最大）=1.2*=1.712kA4 動(dòng)作時(shí)限t=05 繼電器動(dòng)作電流I=I*Kjx / na=1712*1/60=28.5A6 靈敏度：最大運(yùn)方，三

5、相短路時(shí)候，令I(lǐng)=所以lmax%=68.75%>50%最小運(yùn)方，兩相短路lmin%=22.75% （15-20） %二：II段2 動(dòng)作電流 ：與L1的I段配合，=1.1*700=770A 與變壓器配合 =618A取兩者較大者 770A2>繼電器電流 770*1/60=12.8A3>靈敏度校驗(yàn) Klm=1092/770=1.421.254>動(dòng)作時(shí)限：0.5秒三：III段4 動(dòng)作電流 ：躲最大負(fù)荷電流整定Ifh.max=174A5 繼電器電流：320*1/60=5.33A6 靈敏度校驗(yàn)：近后備 1092/320=3.421.5L1的遠(yuǎn)后備 =2>1.2T的遠(yuǎn)后備 =1

6、.42>1.2注：此處為何采用三相短路：Yd11變壓器，d側(cè)BC 短路時(shí)候，據(jù)前分析，Y側(cè)三相電流不等，Ic=2Ia=2Ib=Id3考慮到可以采用兩相三繼電器，所以校驗(yàn)靈敏度可以考慮最大相電流所以不必再計(jì)算兩相短路，直接用三相短路的電流即可4>動(dòng)作時(shí)限 2.1秒習(xí)題4：CABD已知：如圖110kV輸電線路中，系統(tǒng)阻抗2.5歐姆，AB線路長(zhǎng)度20公里，BC線路長(zhǎng)度25公里。CD線路長(zhǎng)度34公里。線路單位長(zhǎng)度阻抗為0.4歐姆/公里。求取線路CD的I段電流保護(hù)，BC的II段電流保護(hù)的一次側(cè)動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)限。其中I段保護(hù)的可靠系數(shù)1.25,II段保護(hù)的可靠系數(shù)1.15，短路電流計(jì)算電壓

7、按照平均電壓115Kv計(jì)算。解：Idz.CDI=kkIIdl.D(3)=1.25 動(dòng)作時(shí)限0sIdz.BCII=KkIIIdz.CDI =1.15Idz.CDI 動(dòng)作時(shí)限0.5s習(xí)題7： 4123d在下圖所示的網(wǎng)絡(luò)中， 變壓器都是yd11型接線。為保護(hù)1進(jìn)行零序II段電流保護(hù)的整定，可靠系數(shù)取1.1。已知保護(hù)3的零序I段的動(dòng)作電流為1.2KA，動(dòng)作時(shí)限為0秒，d點(diǎn)為保護(hù)3的零序I段的實(shí)際保護(hù)范圍末端，該點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，所有斷路器全部投入時(shí)的數(shù)值，流經(jīng)1，4，3號(hào)保護(hù)的零序電流分別為0.5kA，0.7kA，1.2kA， 4DL斷開(kāi)時(shí)的數(shù)值，流經(jīng)1，4，3號(hào)保護(hù)的零序電流分別為1.2kA，0kA

8、，1.2kA。保護(hù)1所在線路的末端發(fā)生接地短路時(shí)流過(guò)保護(hù)1的最小零序電流為2.5kA。解：Idz.1II=KK=1.1×=1.32kA;0.5s(其中Kofz.min=1,短路點(diǎn)為d2，運(yùn)方為4DL斷開(kāi)時(shí))：Klm=1.9習(xí)題8：下圖為中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的單線接線圖。1，2，3號(hào)線路分別長(zhǎng)10公里，20公里，10公里。圖中所接電容為各相對(duì)地的分布電容，線路每相對(duì)地電容為0.025*10-6F/km，頻率為50HZ，發(fā)電機(jī)定子繞組每相對(duì)地電容0.25×10-6F，電源相電壓10/kV，以A相電源電壓為參考向量。當(dāng)3號(hào)線路發(fā)生d點(diǎn)單相接地時(shí)，計(jì)算：1故障點(diǎn)各相對(duì)地電壓和零序電壓3

9、 接地點(diǎn)的電流33號(hào)線路的零序電流保護(hù)的整定值（取可靠系數(shù)1.5）L1L2L3解：L1每相對(duì)地電容：0.025*10-6F/km*10km=0.25*10-6F；L2每相對(duì)地電容：0.025*10-6F/km*20km=0.5*10-6F：L3每相對(duì)地電容：0.025*10-6F/km*10km=0.25*10-6F:發(fā)電機(jī)每相對(duì)地電容：0.25*10-6；在故障點(diǎn)各相對(duì)地電壓：=0； 接地點(diǎn)電流=3=6.8AL3的整定值：=靈敏度：習(xí)題11：如圖所示，110kV輸電線路中，線路AB的最低母線電壓按照90%額定電壓計(jì)算，最大負(fù)荷電流為335安，負(fù)荷電流功率因數(shù)為cos=0.8，線路AB裝設(shè)距離

10、保護(hù)，其接線方式為零度接線。自啟動(dòng)系數(shù)Kzq=1.5，返回系數(shù)Kfh=1.15，距離保護(hù)距離III段的可靠系數(shù)取1.25。其最大動(dòng)作靈敏角為75度。CT變比1200/5，PT變比110kV / 100V。計(jì)算：阻抗繼電器分別采用全阻抗繼電器和方向阻抗繼電器，該距離保護(hù)第III段的一次側(cè)整定阻抗，阻抗繼電器的測(cè)量阻抗并且畫出其動(dòng)作特性，指明動(dòng)作區(qū)域。CABD解：采用全阻抗圓：；采用方向阻抗圓：；其中=75°；fn=arccos0.8=37°；CABD習(xí)題12：如圖所示，110kV輸電線路中，線路AB長(zhǎng)度25公里，BC長(zhǎng)度36公里，CD長(zhǎng)度18公里。單位長(zhǎng)度線路阻抗為0.4歐姆

11、/公里。線路AB裝設(shè)相間短路距離保護(hù)，其接線方式為零度接線。阻抗繼電器采用方向阻抗繼電器。距離保護(hù)I段的可靠系數(shù)0.85。其最大動(dòng)作靈敏角為75度。CT變比1200/5，PT變比110KV / 100V。計(jì)算： 該距離保護(hù)I段的一次側(cè)整定阻抗，動(dòng)作時(shí)限，阻抗繼電器的測(cè)量阻抗并且畫出其動(dòng)作特性，指明動(dòng)作區(qū)域。解：一次側(cè)整定阻抗：；，t=0s;二次側(cè)繼電器阻抗值習(xí)題14：在方向高頻保護(hù)中，采用靈敏和不靈敏的兩套電流啟動(dòng)元件，由于比較靈敏的用作啟動(dòng)發(fā)信的啟動(dòng)元件，在正常負(fù)荷狀態(tài)下不應(yīng)動(dòng)作，可靠系數(shù)可以取1.2，返回系數(shù)0.85，比較不靈敏的啟動(dòng)元件用來(lái)啟動(dòng)跳閘回路，他的靈敏性比靈敏的啟動(dòng)元件低1.5

12、倍，如果已知被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流是200A，試選擇較靈敏和不靈敏啟動(dòng)元件的一次動(dòng)作電流。靈敏元件：不靈敏元件：習(xí)題15：在圖示網(wǎng)絡(luò)中，在線路AB上裝設(shè)相差動(dòng)保護(hù)，以Em為參考相量，En滯后Em為60度， Zm阻抗角70度，Zn阻抗角90度。電流互感器和保護(hù)裝置本身的角誤差分別為7度和15度。線路全長(zhǎng)400公里。試求：1 閉鎖角的整定值，保護(hù)的閉鎖區(qū)和動(dòng)作區(qū)2 當(dāng)d點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，兩側(cè)保護(hù)能否同時(shí)動(dòng)作？（計(jì)算時(shí)不考慮線路長(zhǎng)度變化時(shí)引起的兩側(cè)電流相位的變化，裕度角取15度）EmEndZMZNMN答：閉鎖角保護(hù)的閉鎖區(qū)即保護(hù)的動(dòng)作區(qū)或者當(dāng)d點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，M側(cè)電流超前N側(cè)電流80度。M側(cè)相位

13、差；位于閉鎖區(qū)N側(cè)相位差位于動(dòng)作區(qū)所以當(dāng)d點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，兩側(cè)保護(hù)不能同時(shí)動(dòng)作，會(huì)相繼動(dòng)作1 在一個(gè)降壓變電所內(nèi)裝有三臺(tái)變壓器，已知：變壓器參數(shù)：356.6KV，,d11，；兩側(cè)的額定電流分別為124A和656A。最大工作電流為額定電流，負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)1.7，返回系數(shù)0.85，可靠系數(shù)1.2。低壓母線三相短路時(shí)，流經(jīng)高壓側(cè)的短路電流為436A。采用兩相三繼電器接線的過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)，求出過(guò)電流保護(hù)的整定值，靈敏度？靈敏度是否滿足要求?如果不滿足，可以怎樣做？并重新計(jì)算此時(shí)的電流元件整定值和電流元件靈敏度。解：1、電流整定值躲開(kāi)切除一臺(tái)變壓器時(shí)可能的最大負(fù)荷電流（高壓側(cè)）躲開(kāi)最大負(fù)荷電流

14、 選取較大值，298A2 、 靈敏度計(jì)算由于采用兩相三繼接線，所以（靈敏度不滿足要求）3、 可以采用低電壓起動(dòng)或者復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)此時(shí)的電流元件動(dòng)作電流 1.5 靈敏度滿足要求第2題 在某降壓變電所內(nèi)有一臺(tái)變壓器，已知：變壓器參數(shù)為30 MVA，110/6.3KV，, d11接線，；變壓器阻抗46.3歐姆，系統(tǒng)阻抗26.45歐姆（以阻抗均歸算到高壓側(cè)）； 最大負(fù)荷電流為；負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)為2, 返回系數(shù)為0.85, 可靠系數(shù)1.25；試問(wèn)：變壓器上能否裝設(shè)兩相兩繼電器接線的過(guò)電流保護(hù)作為外部相間短路的后備保護(hù)？解：1、求電流元件動(dòng)作電流 變壓器低壓側(cè)三相短路電流最小值：2、靈敏度計(jì)算保護(hù)采用兩相兩繼接線時(shí)： 不滿足要求。保護(hù)采用兩相三繼接線時(shí)： 滿足要求。由上述計(jì)算可知，過(guò)電流保護(hù)不能采用兩相兩繼電器接線。3、如圖所示接線中，已知：發(fā)電機(jī)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)作為相間短路后備。發(fā)電機(jī)參數(shù)為：額定電壓6.3kV，額定功率25MW、，負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)取2.5，可靠系數(shù)取1.15，返回系數(shù)取0.85；接相電流的過(guò)電流保護(hù)采用完全星形接線；電流互感器變比為3000/5，電壓互感器變比6000/100。發(fā)電機(jī)母線兩相短路電流為17406A，其相鄰變壓器末端兩相短路時(shí)，流經(jīng)發(fā)電機(jī)的三相電流中最