(完整版)继电保护计算题

计算题1: 35kV网络如下图所示，试对保护1进行三段式电流保护整定计算(包括动作电流、动作时限、灵敏度校验)，并且说明保护1的电流I段是否需要带方向。

已知：线路AB的最大负荷电流l「max=180A ；
取K rel 1=1.25 ；K rel “ =1.1 ; K rel" =1.2 ；K re=0.85 ；K SS = 1.2 ；要求l min 1% 15% ；K sen n > 1.2 ；K sen" > 1.3(近后备)；K sen"> 1.2(远后备)；△ t=0.5S ;线路单位阻抗Z1=0.4 Q /km。

■4£
Q
Q -__
Q B
——J J = 二
Q
Q
L I|.I b
解：
1 •短路电流计算
(1) B母线短路
流过保护1的短路电流: I (3)
I
d.B.1. max Z
s.G1.min
Z
AB
37/ 3
kA 1.068kA
4 0.4 40
(2) A母线短路
流过保护1的短路电流:
(3) C母线短路
流过保护3的短路电流: I⑵
d.B.1. min
I (3)
I
d.A.1. max
I(3)
I
d.C.3. max I d2C.3.min
今E
Z
s.G1 .max
Z
AB
仝kA 0.881kA
2 5 0.4 40
Z
s.G 2. min
Z
AB
37/3 kA 0.89kA
8 0.4 40
(Z
s.G1.min
Z
AB
) // Z
s.G2.min
Z
BC
(40.4 40) 8 八
)n pn
(40.4 60
0.4 40) 8
乎E4 37/75
(Z s.G1.max Z AB )//Z s. G2. max Z BC
0.719kA
(5
°.4
40) 10
0.4 60k A 0^01kA
(5 0.4 40) 10
2.求保护
(1 )动作电流的整定
1的I段定值
l；et.1 K；el l d3B.1.max 1.25 1.068kA 1.335kA
由于保护1的I段从动作电流定值上可以躲过反方向出口处的最大短路电流，即: tet.1 I d(1.1.max，所以保护1的I段不用装方向元件。

(2)灵敏度校验
Vel l d^max 「
25 0.719kA
0.899kA
Z AB Z s.G1.min
Z s.G 2. max
,0.4 40 4 1 -
10
(2)灵敏度校验
(3 )动作时限
4.求保护1的川段定值 (1 )动作电流的整定
(2)灵敏度校验
I ⑵
d .C.3. min K P 7"
b.max set.1
l min E rseti s.G1 .max
丄(三37^3
0.4 2 1.335
l mi n % l min /l AB 100% 22.14/40 100%
55.36% (3 )动作时限 t set 1 0 S
22.14km
15% 合格
3.求保护1的n 段定值
(1 )动作电流的整定 II set.1 K H rel K b.min
I
set .3
I sit.
K || rel
K
b. min
I set.3
¥ 0.899kA 0.329kA
K II
se
n.1
I (2) d.B.1 .min
I
set.1
0.88
1 0.329 2.68 1.25 合格
t s ；1 t ；et.3
0.5s 0.5 s
I set.1
K lll K rel ss
K re
I
L.max
1.2 侯 180A 304.9A
0.85
近后备: K 川
sen.
1
I ⑵
d.B.1. min
以.1
881 2.89 1.3 合格
304.9
对助增分支
K b.max
1
Z AB Z s.G1.max Z s.G2.min
0.4 40 5
3.625
I ；et.3
对助增分支
K b.min
远后备:
K lll
sen.
1
(3 )动作时限
计算题2:网络如下图所示，已知：线路 AB 、BC 、CD 上装设反应相间短路的三段式距离保护， I 、H 段
保护的测量元件均采用方向阻抗继电器，并取
K rel I =K rel "=0.85 , K sen 1 =0.85 , K sen n =1.25 , △ t=0.5S ，线
路单位阻抗Z 1=0.4 Q /km ，线路阻抗角 © =60°，线路AB 长30km ，线路BC 长40km ，线路CD 长60km 。

试作： (1 )整定保护1及保护3的距离I 、u 段(包括I 、n 段的动作阻抗，动作时间，灵敏度校验) 。

(2)将由(1)得出的动作阻抗在 R-jX 复平面上表示出来，并讨论在
BC 线路上离B 侧15km 处发生相间
短路时，保护1和保护3的I 、n 段及保护5的I 段是否会起动？按选择性最终应由哪个保护的几段动作 切除故障？同时要求在 R-jX 复平面上表示出来。

解： (1)
① 保护3距离I 段动作阻抗：
Z ；et.3 K^Z BC
0.85 0.4 40 13.6()
动作时限：t^ 0s
灵敏度校验：1%
85% 合格
② 保护3的距离n 段整定：
动作阻抗与相邻线路保护 5的I 段配合 z s ；t.3 K ；］ (Z BC K b.min Z set.s ) 保护 5 距离 I 段动作阻抗： z set.5 K ；ei Z cD 0.85 0.4 60 20.4()
•••保护3的距离n 段动作阻抗：
Z set.3 K ；ei (Z B c K b.min Z set.5)
0.85 (0.4 40 1 20.4) 33.3()
动作时限：t se t .3 0.5s
灵敏度校验：K se n3
33.3
2.08 合格
Z BC 0.4 40
③ 保护1的距离I 段整定: 动作阻抗： z |
set.1
K rel Z AB
0.85 0.4 30 10.2()
Ill
sen.1
l d 2C.3.min
601 b. max III
set.1
3.625 30
4.9
0.541 1.2 不合格
iii iii t
set.1
t
set.3
t s ；4 t set.5
t t t 0.5 0.5 0.5 0.5 2 s
动作时限：t set.10s
灵敏度校验: l%85%合格
④保护1的距离n段整定：
动作阻抗与相邻线路保护3的I段配合z S；t.i K^Z AB K b.min z Set.3)
保护1的距离n段动作阻抗：
z set.1 K^Z AB K b.min Z Set.3)0・85 (0.4 30 1 13.6) 21.76()
动作时限：t se tJ0.5s
Z 1121 76
灵敏度校验：K S'en.1S 1.81 合格
Z AB0.4 30
(2)
在BC线路上离B侧15km处发生短路时，因为I、n段保护的测量元件均采用方向阻抗继电器, 保护5感受到反方向短路，所以保护5的I段不会起动。

在BC线路上离B侧15km处发生短路时，保护1、3的测量阻抗为：
z m.1 Z1 l 0.4 (30 15) 18()
Z m.3 Z1 l 0.4 15 6()
•/ Z m.1 Z Set.1「•保护1的I段不会起动
•- Z m.1 z SL.1 •保护1的n段会起动
•- Z m.3 Z Set.3 •保护3的I段会起动
Z m.3 Z set.3 •保护3的n段会起动
按选择性，最终应由保护3的I段动作。

计算题3：已知：iiokv 网络如下图所示，线路正序阻抗为 0.45e j60
/km ，线路装有由方向阻抗继电
器构成的距离保护，变压器后备保护动作时限为
2秒，2QF 对应的保护2的t set 。

2" =2S , AB 、BC 线路最
大负荷电流均为I I 。

max =400A ，自起动系数 K ss =2，返回系数K re =1.15， I 段可靠系数K rel 1 =0.85， U 段 可靠系数K rel n =0.85 （与变压器配合是取 0.7），"段可靠系数K rel "=1.25，负荷功率因数 CoS 0.9。

要求：对保护1进行三段式距离保护的整定计算。

110kV/0.6kV
X*=1.512
Max:
400MVA 阻抗角为60 °
D
1000MVA X*=0.6805 Min:
600MVA X*=0.756
Ud%=10
Min:
解：
首先计算元件参数:
X s.B. max 1.512
1152
)
X s.B.min
1.3611
1152 30()
600
400
50( Z AB 0.45 30 13.5( )
Z BC 0.45 38 17.1()
U d % U N
1102
X
T1
X
T2
0.1
80.67()
100
S
T
15
变压器总电抗X T
X T1
〃 X
T2 40.34()
保护1与保护2配合时的分支系数:
(由系统接线图可知, 保护
1与相邻变压器配合时的分
支系数与之相同)
X s.A.min
Z AB
K b.min
1
1
9 13.5 1.45
X s. B.max
50
K
1
X s.A.max Z AB
K b.max
1
1 16.7 13.5 2
X
s .B.min
30
根据参数进行整定计算如下： (1)对保护2进行距离I 段整定:
t set.2 OS i min.2%
85% 合格
(2)对保护1进行距离I 段整定:
Z set 1 K rel Z AB
°・
85 13
・5
t set.1 0s
篇.1% 85% 合格
(3)对保护1进行距离n 段整
定:
①与相邻线路保护 2的I 段配
合,
(动作阻抗从两方面进行整定) 则：
z
S ；1 K rel (Z AB K b. min Z set.2) 0.85 (13.5 1.45 14.54) 29.4()
②躲开相邻变压器低压侧出口处短路整定, 则: z s ；t1 K ；I (Z AB K b.min XJ
0.7 (13.5 1.45 40.34)
50.4()
X s.A.max
.756
1152 600 16.7(
X sAmin
0.6805 鉴 9()
1000
Z ；et2
Vel
Z BC 0.85 17.1
14.54()
11.48()
综合以上两方面考虑，取其中的最小值为整定动作阻抗。

同时考虑方向阻抗继电器的最灵敏角与负荷阻抗角的不同，则:
Cos L 0.9 L 25.8
__ 0.9 115/岛
1.25 2 1.15 0.4 Cos(60__25.8 )
灵敏度校验: 作近后备：
略:：：1 6囂 4.65 1.25 合格
t s ；.1 2 0.5 2.5s
即:
z se tJ
29.4
灵敏度校验:
K I1
sen.
1
z se t
1
Z
AB
194 空7
1.25 合格
t set.1 t set.2 t 0.5s
(4)对保护1 进行距离川段整定: 动作阻抗按躲开最小负荷阻抗整定
Z L.1. min
0.9U N I
L .1 .max
z s ；1
L.1. min
111
K K
ss re
/Cos(
sen
L
)
I||
rel
K ss K re I sen
60
0.9U N
L.1.max C
°s
(
sen L
)
111 set 1
62.82()
作远后备:
K
111
sen.
1
III
set.1
Z
AB K b.max Z
BC
62.82 13.5 2 17.1 1.32 1.2
合格
III
sen. 1
III set.1
Z T
62.82
13.5 2 40.3
1.2
不合格
K
b.max。