第一章 緒論習(xí)題1-1在圖1-1所示的網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)在d點(diǎn)發(fā)生短路，試就以下幾種情況評(píng)述保護(hù)1和保護(hù)2對(duì)四項(xiàng)基本要求的滿足情況：1）保護(hù)1按整定時(shí)間先動(dòng)作跳開1,保護(hù)2起動(dòng)并在故障切除后返回；2）保護(hù)1和保護(hù)2同時(shí)按保護(hù)1整定時(shí)間動(dòng)作并跳開1和2；3）保護(hù)1和保護(hù)2同時(shí)按保護(hù)2整定時(shí)間動(dòng)作并跳開1和2；4）保護(hù)1起動(dòng)但未跳閘，保護(hù)2動(dòng)作跳開2；5）保護(hù)1未動(dòng)，保護(hù)2動(dòng)作并跳開2；6）保護(hù)1和保護(hù)2均未動(dòng)作圖1-1習(xí)題1-1圖第二章 電網(wǎng)的電流保護(hù)和方向性電流保護(hù)一、三段式相間電流保護(hù)例題例題2.1欲在圖2-1所示的35中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中變電所 A母線引出的線路上，裝設(shè)三段式電流保護(hù)，保護(hù)擬采用兩相星形接線。試選擇電流互感器的變比并進(jìn)行I段、段、段電流保護(hù)的整定計(jì)算，即求I、、段的一次和二次動(dòng)作電流（I’、I’·J、I’’、I’’·J、I、I·J）、動(dòng)作時(shí)間（t’、t’’、t）和I段的最小保護(hù)范圍，以及段和段的靈敏系數(shù) K’’、(1)、(2)。對(duì)非快速切除的故障要計(jì)算變電所母線 A的殘余電壓。已知在變壓器上裝有瞬動(dòng)保護(hù)，被保護(hù)線路的電抗為

0.4Ω，可靠系數(shù)取

K’1.3

，K’’1.1

，1.2，電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù)

1.5，返回系數(shù)＝

0.85，時(shí)限階段△

0.5s

，計(jì)算短路電流時(shí)可以忽略有效電阻。

其他有關(guān)數(shù)據(jù)按3種方案列于表 1中。圖2-1例題2.1圖表1三種方案方案系統(tǒng)電抗線路長度變壓器額定負(fù)荷10線路保護(hù)最長動(dòng)(Ω)l()·B()·()作時(shí)間θ(s)10.3102×107.5152.520.882×7.57.510232152×5.67.581.5解 參見圖2-1。已知0.3Ω，l=10，2×10，7.5，15，t10＝2.5s。1求電流I段定值（1） 動(dòng)作電流I’I’＝K’k×Ｉd·B·＝1.3×4.97＝6.46（）其中 Ｉd·B·＝（＋）＝（ 37/ 3）/（0.3＋10×0.4）＝4.97（）靈敏性校驗(yàn)，即求ll =1×(（ 3/2)·I’－) =1/0.4×( (37/2) /6.46 －0.3)=6.4()%=6.4/10×100%=64%>15%2求電流段定值求動(dòng)作電流I’’為與相鄰變壓器的瞬動(dòng)保護(hù)相配合，按躲過母線C最大運(yùn)行方式時(shí)流過被整定保護(hù)的最大短路電流來整定 （取變壓器為并列運(yùn)行）于是Ｉd·C·＝（＋＋／ 2）＝（37/ 3）/（0.3＋4＋9.2/2）2.4（）I’’＝K’’k·Ｉd·C·＝1.1×2.4＝2.64（）式中22／10）＝×（UB/）＝0.075×（35＝9.2（Ω）（2）靈敏性校驗(yàn)K’’Ｉd·B·/I’’＝3/2×4.97／2.64＝1.63>1.5滿足要求（3）求動(dòng)作時(shí)間t（設(shè)相鄰瞬動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0s）t’’=0+0.5=0.5(s)3求電流 段定值（1）求動(dòng)作電流

I

dzdz

(

k

h

)

×Kzq×

fhmax

(1.2/0.85)

×1.5

×247=523(A)式中

fhmaxfh

（

3Ug

min

）=15/（

3×35）=247（A）2）靈敏性校驗(yàn)本線路末端短路時(shí)(1) =(( 3/2) ×4.97)/0.523=8.22>1.5 滿足要求相鄰變壓器出口母線 C（變壓器為單臺(tái)運(yùn)行）三相短路時(shí)Ｉ（3）3）/(0.3+4+9.2)=1.58d·C·＝（＋＋）＝（37/（）考慮C點(diǎn)短路為y，d11接線變壓器后短路，當(dāng)該點(diǎn)為兩相短路時(shí)，對(duì)所研究的保護(hù)動(dòng)作最不利， 又因保護(hù)接線采用兩繼電器式兩相星形接線，故有Ｉ（2）d·＝(1/2)Ｉ（3）d·C·故(2)=0.5×1580／523＝1.5>1.2滿足要求如采用三繼電器式兩相星形接線，靈敏系數(shù)還可提高 1倍。求電流互感器變比及繼電器動(dòng)作電流求電流互感器變比：按兩臺(tái)變壓器在運(yùn)行時(shí)為最大工作電流的計(jì)算條件，故g·＝2／3UＥ×1.05＝（2×10／3×35）×1.05＝346（Ａ）取n1=400/52）繼電器動(dòng)作電流I段

I

’·J＝×I

’

n1=6.46×103/80=80.75

（Ａ）II段

I’’·J

=2.64

×103/80=33

（Ａ）III 段

·J

=523/80=6.54

（Ａ）求當(dāng)非快速切除故障時(shí)母線A的最小殘壓非快速保護(hù)的動(dòng)作區(qū)最靠近母線A的一點(diǎn)為電流I段最小保護(hù)范圍的末端，該點(diǎn)短路時(shí)母線A的殘余電壓為·l·式中＝Ｅ／（XＳ＋l·）故=Ｅ·l·／（X＋l·）Ｓ按殘余電壓定義，即可得出計(jì)算的公式＝／Ｅ＝l·／（XＳ＋l·）本題已計(jì)算出l＝64％，而＝0.4×10＝4Ω,=0.3Ω故＝（0.64×4）／（0.3+4×0.64）×100％＝87.5％其他方案可類推例題2.2在圖2-2所示網(wǎng)絡(luò)中，試對(duì)線路進(jìn)行三段式電流保護(hù)的整定（包括選擇接線方式，計(jì)算保護(hù)各段的一次動(dòng)作電流、二次動(dòng)作電流、最小保護(hù)范圍、靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)間，選出主要繼電器型號(hào)規(guī)范）。已知線路的最大負(fù)荷電流 ·＝100Ａ，電流互感器變比為300/5，保護(hù)2的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 2.2s，母線A、B、C等處短路時(shí)流經(jīng)線路的短路電流計(jì)算值如表 2，有關(guān)短路電流計(jì)算值為（）圖2-2例題2.2圖表2短路電流計(jì)算值短路點(diǎn)短ABC路電流運(yùn)行方式最大運(yùn)行方5.341.5250.562式最小運(yùn)行方4.271.4240.548式解：接線方式的選擇由于35為中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)，而所給定的線路的相鄰元件也是線路（不含變壓器），故三段保護(hù)均初步選擇為兩相星形接線。整定計(jì)算（1）I段1）動(dòng)作電流的整定：根據(jù)前述整定計(jì)算公式’＝K’k·Ｉd·B·顯然，此處應(yīng)取Ｉ d·B·＝1.525（線路末端， 即線路首端的最大三相短路電流），取可靠系數(shù) K’k＝1.3，于是保護(hù)的一次動(dòng)作電流為I’·1=1.3×1.525=1.983()由于采用兩相星形接線， 1,故保護(hù)的二次動(dòng)作電流，即繼電器的動(dòng)作電流為’·J＝·I’／n1＝1.983×103／（300/5）＝33（A）選用－11/50型電流繼電器，或電流-21c、31等新型繼電器，其動(dòng)作電流的整定范圍為12.5～50A2） 靈敏性校驗(yàn)：此處為求最小保護(hù)范圍，根據(jù)前述公式l

=1×((

3/2)

·

I

’－

)式中

為系統(tǒng)阻抗，尚為未知數(shù)，根據(jù)題設(shè)

A點(diǎn)短路電流數(shù)據(jù)，可以求出

A點(diǎn)背后等值電源（即系統(tǒng)）的等值阻抗：最大運(yùn)行方式時(shí)

＝（37/

3）／5.34

＝4（Ω）最小運(yùn)行方式時(shí)

＝（37/

3）／4.27

＝5（Ω）式中37為35電網(wǎng)的平均額定線電壓，于是可求最大運(yùn)行方式下的最小保護(hù)范圍為l ·＝（1/0.4 ）×（ 3/2 ×（37/ 3）／1.983 －4）＝13.3（）此處取線路阻抗 =0.4Ω最小運(yùn)行方式下的最小保護(hù)范圍為l·＝（1/0.4）×（37/2／1.983－5）＝10.8（）l ·＝l ·/ ×100%=13.3/25×10053.2%>15%l ·=l · ×100%=10.8/25×10043.3%>15%均滿足要求3）動(dòng)作時(shí)間的整定0s但為躲管型避雷器放電，應(yīng)選取117型中間繼電器做為出口繼電器，該繼電器具有4個(gè)常開觸點(diǎn)，固有動(dòng)作時(shí)間為0.06s，并假定操作電源為220V直流。（2）段1）動(dòng)作電流整定：線路的保護(hù)段應(yīng)與相鄰線路的保護(hù)I段配合，故I’’·1＝K’’kI’·2/顯然，此處＝1（無分支），而I’·2應(yīng)按線路末端C點(diǎn)最大短路電流來整定，即:I’·2＝K’kＩd·C·＝1.3×0.562=0.73()于是I’’·1＝1.1×0.73=0.8()此處取K’’k=1.1, 因?yàn)橹饕康脑谟谂浜?.繼電器的動(dòng)作電流I’’·J=·I’’1／n1=0.8×103／（300/5）＝13.4（A）選用11/20型電流繼電器，或其他類似的新型電流繼電器，其動(dòng)作電流的整定范圍為5～20A2） 靈敏性校驗(yàn)：已知本線路末端最小運(yùn)行方式下三相短路時(shí)流過本保護(hù)的電流為 1.424A，考慮兩相短路電流一般為三相短路電流的3/2倍（當(dāng)Z＝Z時(shí)），故12·(B)/I’’·1=3/2×1.424/0.8=1.54>1.5滿足要求。3）動(dòng)作時(shí)間的整定：根據(jù)前述，本保護(hù)為與相鄰元件電流I段――無時(shí)限（0s）電流速斷保護(hù)相配合，故可取t’’＝0.5s(t’’1=t’2+△0.5s)。選取111型時(shí)間繼電器，假定操作電源為直流220V。其時(shí)限整定范圍為0.1～1.3S。（3）段1）動(dòng)作電流的整定：根據(jù)有關(guān)整定計(jì)算公式=··Ｉ·I

=(1.2

×2/0.85)

×100=282（A）I

·J

=

×I

/n

1 =282/60=4.7

（A）選用11/10 型電流繼電器或其他類似的繼電器，其整定范圍為2.5～10A2）靈敏性校驗(yàn)：取本線路末端 B點(diǎn)短路時(shí)流過本保護(hù)的最小兩相短路電流做為計(jì)算電流，故（1）=I(2)d·B· / I =( 3/ 2)×1.424×103/282=4.37>1.5保護(hù)相鄰線路時(shí)的靈敏性， 取相鄰線路末端 C點(diǎn)短路時(shí)流過本保護(hù)1的最小兩相短路電流作為計(jì)算電流，故（2）(2)d·c·/I=(3/2)×0.548×103/282=1.68>=I1.2均滿足要求。3）動(dòng)作時(shí)間整定：根據(jù)階梯原則，在此，過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)與相鄰線路的保護(hù)2配合，即t1=t2+△2.2＋0.5＝2.7（s）選用112型時(shí)間繼電器，其動(dòng)作時(shí)間整定范圍為0.25～3.5s取操作電源為直流220V習(xí)題2-1圖2-3示網(wǎng)絡(luò)中，已知線路的最大負(fù)荷電流Ifhmax100A，電流互感器變比為300/5，保護(hù)2的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為2.5S，母線A處短路時(shí)，最大和最小三相短路電流分別為5.34和4.27。每公里線路正序阻抗為0.4Ω，取Kk'1.3，Kk"1.2，Kk1.2，h0.85，Kzq2。試對(duì)線路進(jìn)行三段式電流保護(hù)的整定（包括：一次、二次動(dòng)作電流，最小保護(hù)范圍，靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)間）。圖2-3習(xí)題2-1圖2-2如圖2-4所示網(wǎng)絡(luò)中，Kk1.2，Kzq1。試問：如按Kh0.85求出保護(hù)1的過電流保護(hù)的整定值，而實(shí)際電流繼電器Kh0.6時(shí)，分析在什么情況下保護(hù)1會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。圖2-4習(xí)題2-2圖2-3如圖2-5所示網(wǎng)絡(luò)中，線路電源端裝有三段式電流保護(hù)，線路裝有二段式電流保護(hù)， 均采用不完全星形接線方式， 系統(tǒng)參數(shù)如圖示，線路和的最大負(fù)荷電流分別為 2.3A和2A，線路的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為

3秒，負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)均為

1。試計(jì)算：（1）線路和各段電流繼電器的動(dòng)作電流

Ipur

和時(shí)間繼電器的動(dòng)作時(shí)限tpu。求出無時(shí)限電流速斷的保護(hù)范圍和校驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ段的靈敏度。(KrelI 1.2, Krel Krel 1.1) E'' 380/ 3V,Xs'' 10 ,XB 10 E''為發(fā)電機(jī)相電壓， Xs''為發(fā)電機(jī)電抗， XB為變壓器電抗。|I|II|I|0.5"t2|I|t2C2.3AB2A5/515O5/523O2DL圖2-5習(xí)題2-3圖2-4在圖2-6所示網(wǎng)絡(luò)中，線路、、上均裝設(shè)了三段式定時(shí)限電流保護(hù)，變壓器采用了保護(hù)整個(gè)變壓器的無時(shí)限差動(dòng)保護(hù)，并已知：（1）保護(hù)采用完全星形接線方法；（2）IKI；（3）線路的最大負(fù)荷電流為200A，負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)1.5;（4）其他參數(shù)如圖示，圖上設(shè)備電抗值均為歸算到115的歐姆數(shù)；（5）Krel1.25,KrelKrel1.15.（6）發(fā)電機(jī)電勢和電抗為E''115/3,''18,''13KVXsmaxXsminABC12185O24O20O60km50km3 D 138.8O16O40km

E1.5秒F2秒圖2-6 習(xí)題2-4圖試計(jì)算：線路各段保護(hù)的I、Ksen(或lI)和t.pupu2-5在圖2-7所示網(wǎng)絡(luò)上，各斷路器采用了定時(shí)限電流保護(hù)，并已知：B2秒A3C54O8O2秒200/54150/52DE37/3KV8O9.8O1秒Xs.max10.4Xs.min64150/51圖2-7習(xí)題2-5圖1）保護(hù)1和4均采用不完全星形三繼電器接線方式，保護(hù)5采用不完全星形兩繼電器的接線方式；（2） 線路和的最大負(fù)荷電流分別為 190A和120A，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)分別為 2.5和2.3；（3） IK I ；（4） 其他參數(shù)均如圖示，圖上各電抗均為歸算到 35下的歐姆數(shù)；5）

Krel 1.15.試計(jì)算：（1）保護(hù)4和5過電流保護(hù)的Ipu、Ksen和tpu；（2）如Ksen不滿足要求時(shí)，可采取什么措施？2-6 在圖2-8所示網(wǎng)絡(luò)中，已知：1）線路的A側(cè)和均裝設(shè)三段式定時(shí)限電流保護(hù)，其最大負(fù)荷電流分別為120A和100A，負(fù)荷的自起動(dòng)系數(shù)均為1.8；（2）線路的A側(cè)Ⅱ段保護(hù)的延時(shí)允許大于1秒；（3）其他參數(shù)如圖示；（4）取Krel1.3KrelKrel1.2.A B C40O 24OE115/3KVE115/3KVXs.max20Xs.max25Xs.min15Xs.min20圖2-8習(xí)題2-6圖試計(jì)算:線路的A側(cè)各段保護(hù)的Ipu和Ksen(或l)。2-7如圖2-9為線路—變壓器組網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如圖示。在線路裝有二相三繼電器式無時(shí)限電流速斷保護(hù)， 試計(jì)算能否保護(hù)線路的全長？已知 x1 0.4 /km (取Krel 1.25)A B8km

7500KVA

CE37UKKV3Xs.max9Xs.min5.5

7.5%圖2-9習(xí)題2-7圖2-8 在圖2-10所示網(wǎng)絡(luò)中，試分析斷路器 1保護(hù)的最大和最小運(yùn)行方式。AIL1BC1DL2DL5DL6DLL23DL 4DL圖2-10習(xí)題2-8圖2-9在圖2-11所示網(wǎng)絡(luò)中，試分析斷路器 14和9保護(hù)的最大和最小運(yùn)行方式。其中發(fā)電機(jī) 1為：Smax 100MW,Smin 50MW,發(fā)電機(jī) 2為：Smax 50MW,Smin 25MW9DL1DL2DL3DL4DL秒210DL8DL7DL6DL5DL圖2-11習(xí)題2-9圖2-10在圖2-12所示的幾種網(wǎng)絡(luò)中，無時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定條件（系統(tǒng)運(yùn)行方式、短路類型、短路點(diǎn)）是什么（每個(gè)電源均為兩種運(yùn)行方式） ?B CA B CI II(a)

(b)A

I

B

C

A

I

B(c)

(d)圖

2-12

習(xí)題

2-10

圖2-11在圖2-13所示兩相三繼電器連接中，電流互感器二次極性連接是否正確？試分析在發(fā)生三相短路及 AC兩相短路時(shí)，流過繼電器1、2、3中的電流？A B C1 I 2 I 3 I* ***圖2-13習(xí)題2-11圖2-12在整定電流保護(hù)第Ⅲ段時(shí)，為什么必須考慮返回系數(shù)？在整定Ⅰ、 Ⅱ段時(shí)是否需要考慮？為什么？2-13 在 這 一 章 里 使 用 了 各 種 系 數(shù) ， 如Krel 、Kre 、Kss、Ksen、Kcon和Kb等，說明其含意及在整定計(jì)算中的作用。二、方向電流保護(hù)2-14如圖2-14為單電源環(huán)網(wǎng)，各斷路器均裝有過電流保護(hù)。試求環(huán)網(wǎng)中各過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間， 并判斷哪些過電流保護(hù)可以不裝方向元件。圖2-14習(xí)題2-142-15已知功率方向繼電器采用 90接線方式，線路阻抗角 d 60 。試問：⑴該繼電器的內(nèi)角α、最大靈敏角 lm是多少；⑵用 J表示的動(dòng)作范圍是多少；⑶當(dāng)正向三相短路時(shí)，可以使繼電器動(dòng)作的線路阻抗范圍。2-16在圖2-15所示網(wǎng)絡(luò)中，斷路器 2處裝有三相式方向性過電流保護(hù)，方向元件采用90接線方式，最大靈敏角為45，變壓器阻抗角為90，該變壓器Y側(cè)為無窮大電源。試分析在Y/11接線變壓器側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)，過電流保護(hù)2的動(dòng)作情況。圖2-15 習(xí)題2-16圖2-17在圖2-16所示的雙端電源網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)斷路器均裝設(shè)有過電流保護(hù)，各變電站出線端的保護(hù)如圖示，且 1、6為發(fā)電機(jī)過流保護(hù)，應(yīng)與相鄰線路保護(hù)配合，試確定：1）斷路器1—6的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限；(t0.5秒)2）斷路器1—6的保護(hù)中那些應(yīng)裝方向元件以保證選擇性？其規(guī)律是什么？1DL 2DL 3DL 4DL 5DL 6DL0.5 0.5 07DL 8DL 9DL圖2-16 習(xí)題2-17圖2-18圖2-17為單端電源環(huán)網(wǎng)，斷路器1—11均裝設(shè)有過電流保護(hù)，試確定斷路器1～8的保護(hù)動(dòng)作時(shí)限（t0.5秒）,那些保護(hù)需裝方向元件才能保證選擇性？0.5 9DL2DL

3DL1DL

4DL1

10DL8DL5DL1.57DL6DL1.5 11DL圖2-17習(xí)題2-18圖2-19畫出功率方向繼電器的 90。接線，在采用90。接線時(shí)，繼電器的α角取何值為好？2-2090。接線方式的功率方向繼電器在兩相短路時(shí)有無死區(qū)？為什么？2-21試分析 90。接線的功率方向繼電器在發(fā)生單相接地故障時(shí)（大接地電流系統(tǒng)），故障相繼電器能否正確動(dòng)作？2-22方向電流保護(hù)不用電流測量元件可否？為什么？2-23在圖2-18所示的方向電流保護(hù)交流回路展開圖中，其極性接線是否正確（以指向線路方向?yàn)檎堪彦e(cuò)誤地方改正過來。1LJ 1GJ a b c 1GJ*Ia2LJ 2GJ* *Ib3LJ 3GJ

2GJ

**3GJIc

*圖2-18習(xí)題2-23圖三、三段式接地電流保護(hù)例題例題2.3在圖2-19所示110網(wǎng)絡(luò)中，已知：（1）電源的等值電抗X1".sX2".s5,X0.s8；（2）線路和的電抗x1=0.4,x0=1.4;3）變壓器T1的額定參數(shù)為31.5,110/6.6.10.5%,其他參數(shù)如圖示；（4）取KI1.25，rel

KII1.15rel試計(jì)算：線路的零序電流保護(hù)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 動(dòng)作電流，Ⅱ、Ⅲ 段靈敏度及動(dòng)作時(shí)限。BI0T1EI0A20kmI0CD50kmT2E〞=115 KV3圖2-19例題2.3圖解：首先計(jì)算參數(shù)：線路的電抗：X1=X2=0.4 ×20＝80X0=1.4×20=28線路的電抗：X1=X2=0.4 ×50＝20X0=1.4×50=70變壓器1的電抗：TXT1=XT2=1010.5110240.231500（1）Ⅰ段整定計(jì)算：Ikrel.3I0.max.BI0.pu.A2X0I0(2.0)X1根據(jù)I0(1)2X01X1因?yàn)閄0=X0X0=8+28=36X1=X1X1=8+5=13所以可知I0(1)I0(2.0)故應(yīng)根據(jù)K(1)來整定動(dòng)作電流，根據(jù)k(2.0)來校驗(yàn)靈敏度（保護(hù)范圍）。當(dāng)在母線B處發(fā)生K(1)時(shí)I0(1.B)X1E"X01150001070AX23(131336)則I0I.pu.A1.25310704020A確定I段保護(hù)范圍L1先計(jì)算出母線A、線路中點(diǎn)及母線B發(fā)生K(1)、k(2.0)時(shí)的3I0母線A處K(1)時(shí)：3I0(1.A)11.07KAk(2.0)(2.0)9.5KA時(shí)：3I0.A母線中點(diǎn)K(1)時(shí)：3I0(1)4.98KAk(2.0)時(shí)：3I0(2.0)3.75KA母線B處K(1)時(shí)：3I0(1.B)3.21KAk(2.0)時(shí)：3I0.(2B.0)2.34KA根據(jù)上面數(shù)據(jù)繪制出3I0=f(l)曲線如下：并把I0.pu.A4.02KA畫在圖2-20上。3I0(KA)I0（1）10863I0（2.0）I′0.pu.A4L′min2 L′max0L(km)48121620圖2-20零序短路電流曲線圖由圖2-20可見：Ⅰ 段保護(hù)最大范圍 LImax 14km 為全長的70%（單相接地時(shí)）。靈敏度滿足要求。（2）Ⅱ段保護(hù)整定計(jì)算：保護(hù)BⅠ段的動(dòng)作電流：I0I.pu.Bkrel.3I0.max.母線C上單相接地時(shí)的最大零序電流為：11500031159A3I0.max33106)3(33故I0I.pu.B1.2511591450A則I0II.pu.Bkrel.I0.pu.B=1.15 ×1450=1670A靈敏度校驗(yàn)：在母線B上兩相接地短路時(shí)3I(2.0)2340A0.min(2.0)2340Ksen3I0.min（滿足要求）II1.41.25I0.pu.A1670（3）Ⅲ段保護(hù)整定計(jì)算：不考慮非全相運(yùn)行時(shí)：I0III.pu.Akrel.Iunb.max=KrelKaperkstfIK(3)max最大外部三相短路電流為：IK(3.)maxE"1150005110AX1.sX1.AB3(58)則I0III.pu.A1.251.50.50.15110480A在母線B上兩相接地短路時(shí)的靈敏度：KsenIII 2340 4.88 1.25 （滿足要求）480在母線C上兩相接地短路時(shí)的靈敏度：因?yàn)镮0(.C2.0)115000270A3(33106106)所以III32701.681.25（滿足要求）Ksen480（4）Ⅱ、Ⅲ 段的動(dòng)作時(shí)限：t0II.pu.A0.5st0III.pu.A1s習(xí)題2-24試分析零序電流和電壓的特性，并回答以下問題：⑴ 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中， 零序方向元件的最大靈敏角為多少？方向元件是否存在死區(qū)？方向元件的工作角度和故障類型、故障點(diǎn)遠(yuǎn)近及過渡電阻有何關(guān)系。⑵ 不接地電網(wǎng)中，零序方向元件的最大靈敏角為多少？故障線路和非故障線路的零序電流和功率方向有什么區(qū)別。 零序電壓和故障遠(yuǎn)近有何關(guān)系。⑶ 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)往往使用一樣的方向元件，使用應(yīng)采取什么措施？2-25在圖2-21所示的網(wǎng)絡(luò)中，已知(1)電源等值電抗：x1smaxx2smax20x1sminx2smain15(2)線路電抗：x10.4/km;x01.4/km。變壓器T1的中性點(diǎn)接地，其額定參數(shù)為：60MVA,10.5/121KV,UK% 10.5%變壓器T2、T3中性點(diǎn)不接地，它們額定參數(shù)為；15MVA,110/10.5KV,UK% 10.5%在不同運(yùn)行方式下K（1）和K（2·0）時(shí)的I0（A）計(jì)算結(jié)果如下表；運(yùn)最大運(yùn)行方在最小運(yùn)行行方故式故（1）（2·0）障式下K方式下K障類點(diǎn)型母線A（相當(dāng)于Aˊ點(diǎn)）670745線路中點(diǎn)402358母線B287236母線C194150母線E208162.5【注】表中

I0值系按平均電壓

115計(jì)算的。(6)在母線

B、C、D、E、F處的

IKmax

分別為

1070、810、381、851、390A；7）線路、、、、上變比分別為：120、80、80、20、20；8）其他參數(shù)如圖示。I01I02I03T1ABCT2D60km50kmI04EI05FT340km圖

2-21

習(xí)題

2-25

圖試計(jì)算：（1）保護(hù)

3及

5的繼電器動(dòng)作電流

I0pur和t0pu；（2）保護(hù)2及段）？為什么？其Ⅱ段、

4

是否須裝無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)（Ⅲ段的I 和t ?0pur 0pu

I(3)保護(hù)1各段保護(hù)的I0purKsen、和t0pu?最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式K（1）K（2·0）K（1）K（2·0）2-母線A（相當(dāng)于A62575656671026ˊ點(diǎn)）線路中點(diǎn)337339316328在母線B212207202204習(xí)母線C101.511297109母線E144.5126140122.5題2-25的網(wǎng)絡(luò)中，假設(shè)變壓器 T2的中性點(diǎn)直接接地，并已知：（1）T2接地時(shí)，在不同運(yùn)行方式下，各點(diǎn)在K（1）和K(2`0)時(shí)，流經(jīng)保護(hù)1的I0（安）計(jì)算結(jié)果如下表：[注]：表中Io系按115計(jì)算所得。（2）在最大（小）運(yùn)行方式下，母線發(fā)生K(1)、K(20)時(shí)，流經(jīng)保護(hù)1及T2的零序電流為：I0(1)A58.4(53)A(20)71(66.6)AI0A3）保護(hù)1各段的Iopu與習(xí)題2-25相同。試計(jì)算：1）保護(hù)1各段的Ksen和tpu；2）保護(hù)1各段要不要裝方向元件？為什么？3）列表比較T2接地與不接地時(shí)，保護(hù)1的靈敏度，可得到什么結(jié)論？2-27大接地電流網(wǎng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，零序電流的大小和分布主要與什么有關(guān)？2-28分別在圖2-22所示系統(tǒng)中畫出單相接地短路時(shí)零序電流的分布。2-29在大接地電流電網(wǎng)中，為什么要將零序功率方向繼電器的電壓線圈反極性接到零序電壓濾過器的出口上？G1T1T2G2.I0u0....u0I0....G1T1I0U0T2(a)G2.u0....I0..u0I0......I0U0(b)圖2-22習(xí)題2-28圖2-30在圖 2-23所示的零序過電流保護(hù)的接線圖中，三個(gè)電流互感器的極性如圖示。問接線是否正確？在正常運(yùn)行情況下保護(hù)裝置是否會(huì)誤動(dòng)作？A B CI0* * *** *圖2-23 習(xí)題2-30圖2-31零序功率方向繼電器有無死區(qū)？為什么？2-32中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中，在發(fā)生單相接地時(shí)，其零序電容電流分布的特點(diǎn)是什么？2-33在接地保護(hù)的計(jì)算中，考慮各元件的零序網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為什么對(duì)大接地電流系統(tǒng)一般只計(jì)及線路的零序阻抗而忽略線路對(duì)地容抗，而對(duì)小接地電流系統(tǒng)則只計(jì)各元件對(duì)地的容抗而忽略線路的零序阻抗？第三章 電網(wǎng)的距離保護(hù)例題例題3.1圖3-1所示網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)各線路均裝有距離保護(hù)，1處的距離保護(hù) I、、段進(jìn)行整定計(jì)算，即求各段動(dòng)作阻抗

試對(duì)點(diǎn)Z’、Z’’、，動(dòng)作時(shí)間t’、t’’、t和校驗(yàn)其靈敏性，即求l％、K’’、（1）、（2）。已知線路的最大負(fù)荷電流·=350Aφ=0.9，所有的線路阻抗0.4Ω，阻抗角φ1＝70o，自啟動(dòng)系數(shù)＝1，正常時(shí)母線最低電壓·=0.9V，其他有關(guān)參數(shù)已注在圖上。圖3-1例題3.1圖解1.有關(guān)元件阻抗的計(jì)算線路的正序阻抗

·0.4

×30=12(

Ω)線路的正序阻抗變壓器的阻抗

·0.4×60=24(Ω)2 2·U=0.105×115／31.5

＝44.1(Ω)2.距離

I

段的整定（1） 動(dòng)作阻抗Z’·1=0.85 =0.85×12=10.2(Ω)2）動(dòng)作時(shí)間（實(shí)為保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間）t’=0(s)3）l=Z’·1／×100%=85%距離段的整定1）動(dòng)作阻抗。按照下列兩個(gè)條件選擇：1） 與相鄰線路保護(hù) 3（或保護(hù)5）的I段配合Z’’·1=0.8(

+·Z’·3)式中

Z’·3

=0.85

=0.85

×24=20.4(

Ω)· 為保護(hù)

3的

I

段末端發(fā)生短路時(shí)對(duì)保護(hù)

1而言的最小分支系數(shù)。如圖

1所示。圖1計(jì)算段定值時(shí)求·的等值電路當(dāng)保護(hù)3I段末端d1點(diǎn)短路時(shí)，分值系數(shù)可按下式求出=I2/I1=(1++2)/2·(1+0.15)/2=((1+)2+1)·1.15/2可看出，為了使＝ · 為最小，1應(yīng)選用可能最小值，即X’’S1·，而2應(yīng)選用可能最大值，即 X’’S2·，而相鄰線路的并列平行二分支應(yīng)投入，因而=((20+12)/30+1)/1.15/2=1.19因而，段的定值為Z’’·1=0.8(12+1.19 ×20.4)=29( Ω)2） 按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口 d2點(diǎn)短路整定，即與相鄰變壓器瞬動(dòng)保護(hù)（其差動(dòng)保護(hù)）配合Z’’·1=0.7(+·)為在相鄰變壓器出口d2點(diǎn)短路時(shí)對(duì)保護(hù)1的分支系數(shù)，由圖1可見，當(dāng)d2點(diǎn)短路時(shí)=(X’’S1·)/X’’S2·+1=(20+12)/30+1=2.07于是 Z’’·1=0.7(12+2.07 ×44.1)=72.2( Ω)此處取K’’k=0.7是因?yàn)樽儔浩鞯碾娍褂?jì)算值一般誤差較大．取以上兩個(gè)計(jì)算結(jié)果中較小者為定值，即取 Z’’·1＝29（Ω）（2）靈敏性校驗(yàn)。按本線路末端短路求靈敏系數(shù)K’’=Z’’·1/ =29/12=2.42>1.5 滿足要求（3）求動(dòng)作時(shí)間。與相鄰 I段瞬動(dòng)保護(hù)配合t ’’1=t ’3+△t’5+△t' B+ △0.5(s)距離段的整定1）動(dòng)作阻抗。按躲開最小負(fù)荷阻抗整定=（1/ ）·=（1/1.2 ×1.1×1）×163.5=118.5（Ω）式中

·=

·/

· =(0.9

×110/

√3)/0.35=163.5（Ω）取=1.2，=1.15，=1取方向阻抗繼電器的最靈敏角φφ70o，當(dāng)φ0.9時(shí)，φ25.8o，故整定阻抗= ／(φ－φ)=118.5/(70 o－25.8o)=165.3 （Ω）（2）靈敏性校驗(yàn)（求靈敏系數(shù)）。當(dāng)本線路末端短路時(shí)（1）= ／=165.3/12=13.7>1.5 滿足要求當(dāng)相鄰元件末端短路時(shí)：） 相鄰線路末端短路時(shí) ／ ＋·1 （2）= ( · )式中·

為相鄰線路末端短路時(shí)對(duì)保護(hù)

1而言的最大分支系數(shù)。該系數(shù)如圖

2所示。圖2效驗(yàn)段靈敏系數(shù)時(shí)求 ·的等值電路可按下式計(jì)算·=I/I1=(X’’S1·＋)/X’’S2·＋1=(25+12)/252+1=2.48此時(shí)，1取可能最大值，即取 1＝X’’S1·，2應(yīng)取可能最小值2＝X’’S2·，而相鄰平行線路處于一回線停運(yùn)狀態(tài)（這時(shí)分支系數(shù)為最大）。于是 （2）=165.3/(12+2.48 ×24)=2.31>1.2 滿足要求2） 相鄰變壓器低壓側(cè)出口 d2點(diǎn)短路時(shí)求靈敏系數(shù)的公式同上，但此時(shí)的最大分支系數(shù)為·x =I2/I 1 =2.48 （與線路時(shí)相同）故靈敏系數(shù)為（2）= ／(＋··)=165.3/(12+2.48 ×44.1) ＝1.36>1.2滿足要求（3）動(dòng)作時(shí)間t1=t

8+3·△t或

t

1=t

10+2·△t取其中較長者為 t1= 1.5+2×0.5＝2.5（s）習(xí)題3-1 在圖3-2所示網(wǎng)絡(luò)中，斷路器 2裝設(shè)三段式距離保護(hù)，距離繼電器采用方向阻抗元件。已知：每公里線路正序阻抗為 0.4Ω，線路的最大負(fù)荷電流Ifhmax850A，線路阻抗角d80，負(fù)荷功率因數(shù)cosf0.95，變壓器裝瞬時(shí)動(dòng)作的差動(dòng)保護(hù)，電源的ZAmax30，ZAmin15；電源的ZBmax30，ZBmin20，取Kk'0.85，Kk"0.8，Kk1.3，Kzq1.2，Kh 1.2。試確定保護(hù) 2各段保護(hù)的整定阻抗和靈敏系數(shù)。圖3-2習(xí)題3-1圖3-2已知阻抗的如圖 3-3所示。在復(fù)平面上畫出下列方程所描述的阻抗繼電器的動(dòng)作特性。⑴90argZJZa270ZJ⑵⑶⑷

90argZJZa270ZJZb60ZJZa240ZJ120ZJZa240ZJ圖3-3 習(xí)題3-2圖根據(jù)動(dòng)作方程1，擬定出電壓形成回路及比較回路的原理框圖。3-3 在圖3-4所示網(wǎng)絡(luò)中，如系統(tǒng)發(fā)生振蕩，試：1.指出振蕩中心位于何處，并分析保護(hù) 1、保護(hù)4的I段和Ⅱ段及保護(hù)2和保護(hù)3的I段中有哪些保護(hù)要受振蕩的影響。求可能使保護(hù)1距離Ⅱ段的測量元件誤動(dòng)的δ角的范圍及其誤動(dòng)時(shí)間，確認(rèn)該段保護(hù)能否誤動(dòng)。 （計(jì)算中取Kk'0.85，對(duì)Ⅱ段的定值按保護(hù)本線末端靈敏系數(shù)為1.5來整定，動(dòng)作時(shí)間取0.5秒,系統(tǒng)電勢EmEn,振蕩周期取2秒,線路阻抗0.4/km,全系統(tǒng)阻抗角均等于。）圖

3-4

習(xí)題

3-3

圖3．在圖

3-4

所示網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)保護(hù)

1的距離段的定值為

60歐，動(dòng)作時(shí)間為

0.5秒，動(dòng)作特性為方向阻抗圓，系統(tǒng)電勢

Em

En

，全系統(tǒng)的阻抗角均取 70度，如系統(tǒng)發(fā)生振蕩，試：（1） 確定振蕩中心，使保護(hù) 1距離Ⅱ段起動(dòng)的δ角的范圍。（2） 確定使保護(hù) 1距離Ⅱ誤動(dòng)作最小振蕩周期。3-4試分析和比較過電流保護(hù)、全阻抗特性距離Ⅲ段、方向阻抗特性距離Ⅲ段的靈敏系數(shù)。3-5 已知被比較的兩電氣量分別為：U1 kUUJ kIIJ， U2 kUUJ kIIJ當(dāng)比較兩電氣量的幅值時(shí)，可以構(gòu)成何種繼電器？此時(shí)其動(dòng)作條件是什么？動(dòng)作特性是什么？（已知argkU30o）kI當(dāng)比較兩電氣量的相位時(shí)，可以構(gòu)成何種繼電器？此時(shí)其動(dòng)作條件是什么？動(dòng)作特性是什么？3-6 電力系統(tǒng)振蕩和故障有何區(qū)別？距離保護(hù)如何克服振蕩的影響？3-7 試說明為什么距離保護(hù)在整定動(dòng)作阻抗時(shí)采用最小分支系數(shù)，而在進(jìn)行靈敏系數(shù)校驗(yàn)時(shí)采用最大分支系數(shù)？3-8在圖3-5所示網(wǎng)絡(luò)中,已知:(1)網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗 Z1 0.45 /km,阻抗角 L 650;采用三段式距離保護(hù),第I、段測量元件和第段起動(dòng)兼測量元件均采用00接線的方向阻抗繼電器,最大靈敏角ms650;(3)保護(hù)的延時(shí)特性呈階梯型,t0.5秒,保護(hù)B的tpuIIIB2秒;(4)線路、的最大負(fù)荷電流Ilmax400A，負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)Kss2，負(fù)荷的功率因數(shù) cos 0.9；(5) 變壓器采用了能保護(hù)整個(gè)變壓器的無時(shí)限縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) ;其他參數(shù)如圖示;(7)變比為nCT400/5變比為110/0.1/0.1KV.33試計(jì)算:保護(hù)A段的動(dòng)作阻抗(zpu、zpuII、zpuIII);第段、第段的靈敏度（KsenIII、KsenIII）與動(dòng)作時(shí)限IIIII及保護(hù)A各段的繼電器動(dòng)作阻抗.(設(shè)pu;（t、t）KrelIII1.15Kre1.2)圖3-5習(xí)題3-8圖3-9在習(xí)題3-8中,如果線路阻抗角L750,方向阻抗繼電器的最大靈敏角仍為ms650,試求保護(hù)A的段的靈敏度(KsenIII)?3-10在圖3-6的網(wǎng)絡(luò)上,已知:AzBzCz40km70kmDz40km11570kmEAE115KVBKVXA.min3320XB.min15XA.max25XB.max25圖3-6習(xí)題3-10圖線路正序阻抗Z10.45/km;在平行線路上也裝設(shè)距離保護(hù)作為主保護(hù);網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如圖示;(4) KrelI KrelII 0.85。試計(jì)算:距離保護(hù)A的距離保護(hù)B的

、IIIIzpuA和KzpuAsenA、IIIIzpuB和KzpuBsenB3-11在習(xí)題3-10所示的網(wǎng)絡(luò)中,如雙回線的長度不等 ,其中一回線80,另一回線70,試計(jì)算距離保護(hù)A的zIIII。和KpuAsenA.3-12在圖3-7所示的雙端電源系統(tǒng)中,母線M側(cè)裝有00接線的.（.UAB.）方向阻抗繼電器,其整定阻抗Zset6、set700，,且設(shè)IAIB..EMEN其他參數(shù)如圖示.試求：. .EM MZ N EN000270（）770（）370（）圖3-7習(xí)題3-12圖振蕩中心位置,并在復(fù)數(shù)坐標(biāo)平面上畫出測量阻抗振蕩軌跡;繼電器誤動(dòng)作的角度（1、2）(用解析法或作圖法均可);當(dāng)系統(tǒng)的振蕩周期1.5秒時(shí),繼電器誤動(dòng)作的時(shí)間.3-13何謂阻抗繼電器的測量阻抗 (Zm)，整定阻抗(Zset)和動(dòng)作阻抗(Zpu)？就方向阻抗繼電器說明它們之間的關(guān)系和區(qū)別。3-14欲使阻抗繼電器的動(dòng)作條件為2700argZC900，試分別寫出ZD全阻抗，方向阻抗及偏移阻抗特性的動(dòng)作方程并在其特性園上畫出其向量關(guān)系。3-15寫出圖 3-8所示動(dòng)作特性園的相位比較原理的動(dòng)作方程，并擬訂出其原理接線。jX.R圖

3-8

習(xí)題

3-15

圖3-16

利用兩種比較原理的互換關(guān)系，把題

3-14

寫成用比較絕對(duì)值原理表示的動(dòng)作方程。3-17全阻抗繼電器有無死區(qū)？為什么？3-18方向阻抗繼電器為什么要引入極化電壓？記憶回路工作原理和引入第三相電壓的作用是什么？.3-19 極化電壓Up的相位和系統(tǒng)頻率變化對(duì)方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性有何影響？3-20何謂阻抗繼電器的精確工作電流？為什么要求短路時(shí)加于繼電器的電流必須大于Iacmin？3-21什么是00接線、300接線、帶零序電流補(bǔ)償?shù)?0接線？各種接線方式適用于保護(hù)哪些故障類型？3-22 系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)有什么影響？試以距離保護(hù)為例說明，振蕩閉鎖裝置是如何將保護(hù)閉鎖的？3-23過渡電阻對(duì)阻抗繼電器的影響在長線路大？還是在短線路大？3-24三段式距離保護(hù)的整定原則與三段式電流保護(hù)的整定原則有何異同？3-25試分析距離保護(hù)第段，當(dāng)按躲最大負(fù)荷整定時(shí)，采用全阻抗與方向阻抗繼電器，在被保護(hù)線路上發(fā)生金屬性短路其靈敏度有何不同？當(dāng)被保護(hù)線路阻抗角 l 650其負(fù)荷功率因數(shù)角cos0.9時(shí)，采用方向阻抗繼電器比全阻抗繼電器靈敏度提高了百分之幾？第四章輸電線縱聯(lián)保護(hù)習(xí)題4-1采用電流起動(dòng)的高頻閉鎖方向保護(hù)中為什么裝設(shè)兩個(gè)靈敏度不同的起動(dòng)元件？裝設(shè)時(shí)間元件t1、t2的作用是什么？4-2..試分析說明采用I1KI2作為操作電流的優(yōu)點(diǎn)。4-3..在圖4-1所示的系統(tǒng)中，設(shè)EMENj700，Zmzmj600，ZNznj900。線路長l400公里，當(dāng)在線路上發(fā)生K(3)時(shí)，試：（1）選擇閉鎖角 ；（2）分析線路兩側(cè)的相差高頻保護(hù)的動(dòng)作行為。. .EM K(3) ENZM1DL 2DLZM ZN圖4-1習(xí)題4-3圖4-4 在圖4-2所示網(wǎng)絡(luò)中，線路、兩側(cè)均裝有相差動(dòng)高頻保護(hù)，設(shè)電流互感器角度誤差為 7o，保護(hù)裝置操作元件角度誤差為 15O,電源電勢EM ENej60o,ZM ZMej70o,ZN ZNej90o。試畫出當(dāng)線路上 D點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，二線路兩端保護(hù)的操作電流及發(fā)、收信號(hào)的波形圖，并指出各側(cè)保護(hù)測得的高頻信號(hào)間斷角是多少？圖4-2習(xí)題4-4圖4-5在圖4-3所示網(wǎng)絡(luò)中，線路兩側(cè)裝有相差動(dòng)高頻保護(hù)，設(shè)電流互感器角度誤差為7o，保護(hù)裝置操作元件角度誤差為15O,電源電勢ENEMej60o,ZMZMej70o,ZNZNej90o。線路長度400,試求出當(dāng)線路上D點(diǎn)發(fā)生三相短路和兩相短路時(shí)， 兩端保護(hù)高頻信號(hào)間斷角是多少？求保護(hù)的閉鎖角是多少？圖4-3習(xí)題4-5圖第五章 自動(dòng)重合閘習(xí)題5-1 雙側(cè)電源線路重合閘特殊問題是什么？重合閘方式有哪些？其使用條件和特點(diǎn)？起動(dòng)回路有何不同？5-2什么是重合閘前加速與后加速？試比較其優(yōu)缺點(diǎn)。第六章 電力變壓器的繼電保護(hù)例題例題6.1 如圖6-1所示為一單獨(dú)運(yùn)行的降壓變壓器，采用 2型縱差動(dòng)保護(hù)，除圖示參數(shù)外，還已知：（1）變壓器的電壓為： 110(1 2 2.5%)/11KV,Y/ 11 接線；容量為

20,

UK

%

10.5%（2）系統(tǒng)參數(shù)

X

s.min

和

Xs.max均為歸算到平均電壓

10.5 側(cè)的；s.min

=0.22

X

s.max

0.44（3）11試決定：

側(cè)的最大負(fù)荷電流為I 、W 、 Wpu d.set b.set

900安。和 K 。sen110KV

11KV圖6-1例題6.1圖計(jì)算步驟：（1） 算出變壓器各側(cè)的一次電流， 選出電流互感器的變比，確定二次回路額定電流。計(jì)算結(jié)果列于表中：名稱各側(cè)數(shù)值11011變壓器一次額定電流（A）200001052000010503110311電流互感器接線方式電流互感器一次電流的計(jì)算值（A）選用電流互感器變比電流互感器二次額定電流（A）

/—11/—1231051821050200/5=401000/5=200310510505.254.5520040由表可知：11側(cè)二次額定電流大于 110側(cè)二次額定電流，故選11側(cè)為基本側(cè)，則保護(hù)的單相接線如圖6-2所示。（2）計(jì)算最大運(yùn)行方式下，當(dāng)11母線K(3)時(shí)的Ik(3m)ax，計(jì)算電壓歸算到平均電壓10.5,變壓器歸算到10.5下的電流為：XT0.10510.520.58，總阻抗為：X0.580.220.8。20故最大外部短路電流為Ik(3.max)10500＝7580;30.81Wb116128400123Wd246012356810132016128403Wb2W210LJ129W〞k11WˊkLJ7512341234圖6-23）計(jì)算保護(hù)裝置基本側(cè)（11側(cè)）的一次動(dòng)作電流：按述三個(gè)條件計(jì)算：按躲過外部短路時(shí)的最大不平衡電流條件：IpuKrel(Iund.CtIund.UIund.T)=Krel(UKs.tf(3)fT)IK.max=1.3(0.05+1×0.1+0.05)×7580=1970A按躲過勵(lì)磁涌流條件：Ipu Krel IN.T 1.3 1050 1360A按躲過電流互感器二次回路斷線條件：Ipu Krel Il.max 1.3 900 1170A基本側(cè)差動(dòng)線圈匝數(shù)Wd的選定：基本側(cè)（11側(cè)）的二次動(dòng)作電流為：IpurKconIpu11970nCT9.85A200Wdcal606.1匝9.85選用Wdcal 6匝確定110側(cè)平衡線圈的匝數(shù)：I115.25WbcalWdsetI110—Wdset=64.5560.154匝選用Wbset0匝計(jì)算由于Wbcal與Wbset不相等而產(chǎn)生的誤差：WbcalWbset0.1540fWdset0.1540.0250.05Wbcal6不必重新計(jì)算動(dòng)作電流。計(jì)算最小靈敏系數(shù)：在11側(cè)，引出線兩相短路時(shí)的最小短路電流為：Ik(2min)33105005150A2(0.440.58)對(duì)高壓側(cè)，由于是大接地電流系統(tǒng)， 所以保護(hù)采用三相接地方式，因此歸算到 110 側(cè)最大一相的電流為：IK2515010.5541A3115側(cè)流入繼電器的電流為354123.4AIr11040Ksenmin23.44（滿足要求）402.342例題6.2如圖6-3所示為一兩端有電源的三圈變壓器，裝設(shè)有1型縱差動(dòng)保護(hù)，除圖示參數(shù)外，還已知：(1)變壓器的容量為31.5/31.5/31.5，電壓為110(142.5%)/38.5(122.5%)/6.6KV,Y//11112）在最大運(yùn)行方式下：6.6母線K（3）時(shí)的短路電流分布（歸算到平均電壓115。以下同）如圖6-4（a）所示；38.5母線K（3）時(shí)的短路電流分布如圖 6-4（b）所示；在最小運(yùn)行方式下，38.5母線K(2)時(shí)的短路電流分布如圖 6-4（c）（括號(hào)內(nèi)數(shù)值為最大一相的電流）。試決定保護(hù)的動(dòng)作電流Ipur，平衡線圈匝數(shù)WbI,WbII、制動(dòng)線圈的匝數(shù)Wres、差動(dòng)線圈的匝數(shù)Wd和最小靈敏度系數(shù)Ksenmin。110KV6.6kvXsmax0.0425Xsmax0.0675Xsmin0.022538.5kvXsmin0.0475圖6-3例題6.2圖解：計(jì)算步驟：1）計(jì)算變壓器各側(cè)一次額定電流，選出各側(cè)電流互感器變比，計(jì)算各側(cè)二次額定電流。822 12150.02250.107500.0625K(3)0.047514359050.04250.10750(1055)K(2)0.06250.06751055(a)(c)圖6-4計(jì)算結(jié)果如下表示：名稱 變 壓 器 各110 38.5

0.02250.10750K(3)0.06250.0475(b)側(cè) 數(shù) 值6.6變壓器一次額定電流（A）電流互感器接線方式電流互感器一次電流的計(jì)算值（A）電流互感器的變比電流互感器二次側(cè)額定電流（A）

31500165110—113 165 286300/5=602864.7560

31500474315002760338.536.6/—12/—12474 2760600/5=120 3000/5=6004743.952760/600=4.6120（2）確定制動(dòng)線圈接法：從圖6-4（b）可見，38.5外部短路時(shí)，流過38.5側(cè)的短路電流最大，且38.5側(cè)無電源，故制動(dòng)線圈應(yīng)接在38.5側(cè)。3）決定保護(hù)裝置無制動(dòng)情況下的一次動(dòng)作電流（歸算到基本側(cè)即110側(cè)）。按以下條件整定：1） 按躲過6.6 母線短路時(shí)的最大不平衡電流條件：IpuKrel(KstfU110fT)Ik(3max)1.3(10.10.10.05)822267A2） 按躲過勵(lì)磁涌流條件：Ipu Krel INT 1.3 165 215A3） 按躲過電流互感器二次回路斷線條件：IpuKrelINT1.3165215A選用最大者為動(dòng)作電流，即Ipu267A4） 確定差動(dòng)線圈和平衡線圈 1、2的接法和匝數(shù)。為基本側(cè)，故直接接差動(dòng)線圈。38.5 和6.6 側(cè)分別接1和2，如圖6-5所示。基本側(cè)的二次動(dòng)作電流為：KconIpu3267Ipur7.7AnCT60差動(dòng)線圈匝數(shù)為：Wdcal6.07.8匝7.7取整定匝數(shù)為：Wdcal8匝38.5側(cè)平衡線圈匝數(shù)：Wb1cal4.763.95×8=1.62匝3.95取整定匝數(shù)為：Wb1cal2匝4.764.66.6側(cè)平衡線圈匝數(shù)： Wb2cal. 8＝0.0278匝取整定匝數(shù)為： Wb2.cal＝0匝（5）計(jì)算由于整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不相等產(chǎn)生的誤差fT：Wb1calWb1set1.6220.05fT(38.5)Wdset1.620.0395Wb1cal8Wb2calWb2set0.27800.05fT(6.6)Wd0.2780.0336Wb2calset8故不需要重新計(jì)算 。（6）確定最大制動(dòng)系數(shù) ：為了防止外部短路時(shí)保護(hù)裝置誤動(dòng)作， 應(yīng)采用可能大的制動(dòng)系數(shù)，使不平衡電流 不超過制動(dòng)情況下的動(dòng)作電流， 最大制動(dòng)系數(shù)為：IWKrelIunbmaxKresIresmaxIresKrel(Ks.tfIk(.3)maxUI(3).k.maxUI(3).k.maxIres.max(3)(3)+fT1I1k.maxfT2I2k.max)Ires.max式中：Ires.max —— 外部短路時(shí)，流過接到制動(dòng)線圈側(cè)電流互感器的一次側(cè)的次暫態(tài)周期分量電流。——— 可靠系數(shù)，取為 1.3;本題按最大運(yùn)行方式下， 38.5 母線K（3）計(jì)算：KresKKrel(|fT(6.6)

fI(3)U110I(3)U(38.5)I(3)s.tk(38.5)k(110)k.(38.5)+I(3)fT(38.5)I(3)|k.(38.5)k38.5I(3)k(38.5)1.3(0.126500.112150.0526500.033614350.03952650)26502650=0.22738.5KVWresWb12640161284023W1234511141d6886.6kv012311268161285030401Wb2W29LJLJ

311105 7110kv圖6-5（7）確定制動(dòng)線圈匝數(shù)繼電器制動(dòng)特性有一定的變化范圍， 如圖6-6所示。曲線1為最低的制動(dòng)特性曲線，曲線 2為最高的制動(dòng)特性曲線。應(yīng)按躲過外部短路時(shí)最不利的制動(dòng)特性曲線 1選擇制動(dòng)線圈匝數(shù)。AWw700600K500400300200100

21100200300400AWres50011.85圖6-6通過原點(diǎn)作曲線1的切線，切線的斜率用n表示則：AWIW(WdsetWbset)nIresWresAWresWd.setWb.setKTWres式中：Wd.setWb.set————制動(dòng)線圈側(cè)的實(shí)用工作匝數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)曲線的n＝0.9，如果已錄取了繼電器實(shí)有的制動(dòng)特性曲線，則應(yīng)根據(jù)實(shí)有制動(dòng)特性曲線取 n。根據(jù)上式可求得：WresKres(Wd.setWb.set)0.227(82)2.58匝n0.9取整定匝數(shù)為： ＝3匝（8）計(jì)算最小靈敏度系數(shù)：1）計(jì)算最小內(nèi)部短路電流及流入繼電器的電流：根據(jù)圖6-4（c）各側(cè)流入繼電器的電流為：側(cè)：Ir1103Ik11031055nCT1106030.4A6.6側(cè)：Ir6.6Ik6.61151055115nCT6.66.360032A6.338.5側(cè)：Ir 38.5 02）制動(dòng)線圈中沒有短路電流過，但仍有負(fù)荷電流通過，負(fù)荷電流產(chǎn)生的制動(dòng)安匝數(shù)為：KconIl.maxWres3.95311.35安匝AWLnCT3）計(jì)算繼電器的安匝：AW Ir.110Wd.set Ir.6.6(Wb2.setWd.set)30.4 8 32 8 499.2安匝4）根據(jù)11.85 安匝，在圖 7.6橫坐標(biāo)上找出 L點(diǎn)，然后根據(jù)橫坐標(biāo)

11.85

安匝和縱坐標(biāo)

499.2

安匝找到

K點(diǎn)，連 交曲線

2于P點(diǎn)，

P點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為計(jì)算的動(dòng)作安匝

65匝。5）計(jì)算最小靈敏度系數(shù)

:AW499.2Ksen.min7.572AWpu65故滿足要求。習(xí)題6-1圖6-7所示為一單獨(dú)運(yùn)行的雙卷降壓變壓器，采用—2型差動(dòng)保護(hù)。除參數(shù)外，還已知：（1）變壓器的電壓為35（122.5%）/6.6KV，接線方式為Y/11；（2）35母線短路，當(dāng)歸算到平均電壓37時(shí)，最大運(yùn)算方式：Ik(3)max3570A最小運(yùn)算方式：Ik(3)min2140A（3）6.6最大負(fù)荷電流Ilmax1000A試決定：Ipu、Wdset、Wbset和Ksen35KV6.6KV15MVAUK% 0.08%圖6-7習(xí)題6-1圖6-2如圖6-8所示為某降壓變電所裝有兩臺(tái)三線圈變壓器并聯(lián)運(yùn)行，已知：（1）變壓器參數(shù)：容量為31.5/20/31.5MVA，電壓110（15%）/38.5（15%）/6.6KV，接線方式為Y//1，短路電11壓Uk110%10.75%,Uk38.5%0,Uk6.6%6.25%;，（2）系統(tǒng)參數(shù)：Xsmax0.0525,Xsmin0.035;（3）采用—2型保護(hù)。試決定：保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流

Ipur，差動(dòng)線圈匝數(shù)

Wdset，平衡線圈的匝數(shù)Wb1set、Wb2set、和最小靈敏系數(shù)Ksenmin，并繪出保護(hù)單相接線圈。110KV 38.5KV6.6KV圖6-8習(xí)題6-2圖6-3從習(xí)題6-2可知，圖6-8所示變壓器采用— 2型縱差動(dòng)保護(hù)Ksenmin 1.71，不滿足要求，當(dāng)改為— 1型縱差動(dòng)保護(hù)時(shí)，試決定Ipur、 WdsetWb1setWresKres和Ksenmin、Wb2set。第七章 發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)習(xí)題7-1在圖7-1所示的汽輪發(fā)電機(jī)上，裝設(shè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，并已知（1）發(fā)電機(jī)裝有自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置；（2）發(fā)電機(jī)回路的變比 nCT 3000/5，的變比nPT 6000/100；3）接相電流的繼電器采用完全星形接線；4）其他已知條件如圖所示。試決定保護(hù)的繼電器動(dòng)作電流 Ipur和動(dòng)作電壓Upur，負(fù)序電壓繼電器的動(dòng)作電壓，靈敏系數(shù) Ksen和動(dòng)作時(shí)間。20MKVCTB10.5%t3oo0.8NPN25MWcosXd0.129UN6.3KVX20.156圖7-1習(xí)題7-1圖7-2為什么復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)的靈敏度要比一般過電流保護(hù)高？在大容量變壓器上為什么要考慮采用負(fù)序電流保護(hù)？7-3試分析發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)與橫差動(dòng)保護(hù)性能。兩者保護(hù)范圍如何？能否互相取代？7-4 大容量發(fā)電機(jī)為什么要采用 100%定子接地保護(hù)？其公式有幾種？原理是什么？7-5發(fā)電機(jī)失磁后對(duì)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身有何不良影響？極端測量阻抗會(huì)如何變化？并說明等有功阻抗圓的物理意義。7-6為什么大容量發(fā)電機(jī)應(yīng)采用負(fù)序電流保護(hù)？對(duì)于線圈內(nèi)冷卻的發(fā)電機(jī)為什么要采用帶反時(shí)限特性的負(fù)序電流保護(hù)？第八章 母線的繼電保護(hù)習(xí)題8-1試述單母線完全差動(dòng)保護(hù)的工作原理。8-2在圖8-1所示的雙母線上裝設(shè)了母聯(lián)鮮味比較式差動(dòng)保護(hù)，設(shè)故障發(fā)生在與母聯(lián)斷路器之間，試分析保護(hù)動(dòng)作行為。圖8-1習(xí)題8-2圖習(xí)題解答第二章 電網(wǎng)的電流保護(hù)和方向性電流保護(hù)一、三段式相間電流保護(hù)習(xí)題2-1系統(tǒng)阻抗及短路電流smaxIsminI

Es37/35(3)4.27fAminEs37/34(3)5.34fAmax(3)37/31.526kAIBmax40.425I(2)3537/31.233kABmin20.425I(3)37/30.464kACmax40.4105I(2)337/30.394kACmin250.4105電流速斷''(3)1.5261.984kAIdZ1KkIBmax1.3'J1.98433AIdZ1300/53EsZsmax337/352'21.984lminIdZ1z10.410.8kmlmin%25100%43%15%，滿足要求。10.8t1'0s限時(shí)電流速斷''(3)1.20.464kAIdZ2KkICmaxI"dZ1K"kI'dZ21.31.20.4640.724kAI"dZ1J0.72412A300/5(2)Klm II

min'dZ1

1.233t1" 0.5s過電流保護(hù)IdZ1KkKzqIfmax1.22100282.4AKh0.85IdZ1J282.44.7A300/5t1t2t2.50.53S(2)本線后備： Klm IBmin 1.233 4.37 1.5，滿足要求。0.2824IdZ1遠(yuǎn)后備： Klm II

(2)mindZ1

0.28241.41.2，滿足要求。0.394習(xí)題2-21、 動(dòng)作電流IdZ1KkKzqIfmax1.21(20010050)494AKh0.85實(shí)際返回電流Ih4940.6296A2、 故障切除后的電流① 線路2故障切除后I150A，IIh，保護(hù)1返回。② 線路3故障切除后I250A，IIh，保護(hù)1返回。③線路4故障切除后I300A，IIh，保護(hù)1誤動(dòng)。習(xí)題2-3IpurA10.5Almin%54%IpurA6AKsen1.26,ltA=0.5IpurA3AKsen(近)2.25Ksen(遠(yuǎn))=1.33tA=3.5IpurB5.5Almin%42%IpurB2.6AlKsen(近)1.53Ksen(遠(yuǎn))=1.26tB=3習(xí)題2-4Ipu2243AIpu498AIpu406Almin%31.8%Ksen2.75,Ksen(近)3.37lKsen(遠(yuǎn))=2.28tA=1tA=3.5習(xí)題2-5保護(hù)4：Ipu=12.4A,Ksen=1.35作為下一元件的后備時(shí)：Ksen0.88tpu2.5保護(hù)5：Ipu=16.05Ksen=2.0作為下一元件后備時(shí)：Ksen=1.29tpu3習(xí)題2-6Ipu1570AIpu772AIpu305AlminI%41.6%Ksen1.24Ksen(近)3.14Ksen(遠(yuǎn))1.2l習(xí)題2-7Ipu1192Almin16.3km二、方向電流保護(hù)習(xí)題2-141、 動(dòng)作時(shí)間：保護(hù) 2和保護(hù) 7無需和下一級(jí)配合，因而可以確定為末級(jí)，t2t70st4max{t9,t2}t1.00.51.5st6max{t4,t11}t1.50.52st8max{t6,t10}t20.52.5st5max{t10,t7}t1.50.52st3max{t5,t11}t2.00.52.5st1max{t3,t9}t2.50.53s2、 方向元件：保護(hù)

9、11、10

為負(fù)荷，不需裝設(shè)方向元件；保護(hù)

1、8

為單電源（或電流不可能反向）不需裝設(shè)方向元件；保護(hù)

3

(t

3

t2

,t3

t9)不需裝設(shè)方向元件；保護(hù)

5

(t5

t4,t5

t11)不需裝設(shè)方向元件；保護(hù)6(t6 t7,t6 t10)不需裝設(shè)方向元件；保護(hù) 2、4、7需裝設(shè)方向元件。習(xí)題2-151、90d906030，lm302、90J3090120J603、Jd9