南京工业大学继电保护复习题.doc

1.1电力系统如果没有配备完善的继电保护系统，想象一下会出现什么情景？答：现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。

当电力系统发生故障时，电源至故障点之间的电力设备中将流过很大的短路电流，若没有完善的继电保护系统将故障快速切除，则会引起故障元件和流过故障电流的其他电气设备的损坏；当电力系统发生故障时，发电机端电压降低造成发电机的输入机械功率和输出电磁功率的不平衡，可能引起电力系统稳定性的破坏，其至引起电网的崩溃、造成人身伤亡。

如果电力系统没有配备完善的继电保护系统，则当电力系统山现不正常运行时，不能及时地发出信号通知值班人员进行合理的处理。

1.4依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量复制差异，己经构成哪些原理的保护，这些保护单靠保护整定值能求出保护范围内任意点的故障吗？答：利用流过被保护元件电流幅值的增大，构成了过电流保护;利用短路时电压幅值的降低，构成了低电压保护：利用电压幅值的异常升高，构成了过电压保护；利用测量阻抗的降低和阻抗角的变大，构成了低阻抗保护。

单靠保护增大值不能切除保护范围内任意点的故障，因为当故障发生在本线路末端与下级线路的首端出口时，木线路首端的电气:U:差别不大。

所以，为了保证本线路短路时能快速切除而下级线路短路时不动作，这种单靠整定值得保护只能保护线路的一部分。

1.5依据电力元件两端电气量在正常工作和短路状态下的差异，可以构成哪些原理的保护？答：利用电力元件两端电流的差别，以构成电流差动保护；利用电力元件两端电流相位的差别可以构成电流相位差动保护；利两侧功率方昀的差别，可以构成纵联方句比较式保护; 利用两侧测量阻抗的大小和方向的差别，可以构成纵联距离保护。

1.10从继电保护的发展史，谈与其他学科技术发展的关联性。

答：从继电保护的发展史可以知道，继电保护的发展离不开其他学科技术的发展，没有继电器的问世，就不会出现继电保护，没有晶体管的产生，就不会出现静态继电保护形式，没有计算机、微处理器的问世，就不会出现微机继电保护。

其他学科技术的快速发展，带动了继电保护技术的快速发展，所以继电保护技术的发展与其他学科技术的发展是有很大的关联性的。

2>9解：过电流保护4的最大负荷电流为/4,1ax=400 + 500 + 550 = 1450A iz izinrill _ K ss^rel J保护4的过电流定值为K re =2. 55At t .III .III .III .III时限为h =max （A ,匕，& ） +Az = i. 5S(2 )保护21切除故障后，流过保护4的最大负荷电流久胃=500+550=1050A=l. 05kA，在考虑电动机的自启动出现的最大保护电流^max= ^4.…m =1. 3 X 1. 05 = 1. 365kA,这个电流必须小于保护4的返回电流，否则1.5s以后保护4将误切除。

相应的要求Iss n^ Ire - K re1 set A1.365=2.55心，从而2. 55么〉1. 365，么〉2.55邛.535。

当返回系数低于 0. 535时，会造成保护误动。

2 19 先求出线路的参数，即 £^=60km,= X2.AS =24 , X °AS = 72^,L&cMOkm ，XlBC = XlBC= 16^, X °^c=48,所有元件全运行是三序电压等值网络图如 图2-7所示。

(b)负序等值图0.7r ni _set Ax3.2 k«.4与k 成正比，当K汉下降时灵敏系数下降，K^en- 0.85 =2.635k.B. niinAdminK re(3)保护4的灵敏系数(C)零序等值2-7所有元件全运行时三序电压等值网络(2) 下求出所有元件全运行时，B 母线分别发生单相接地短路和两 相接地短路时的负荷序网等值图。

1)单相接地短路时，故障端口正序阻抗为2 =(24 + 5) | | (16+6. 5)=12. 67^故障端口负序阻抗为ZZ2=^. = 12.67Q 故障端口零序阻抗为 = 79. 5| | 10| |55. 5=7. 657^ 则复合序网等值图如图2-8所示VY)II(X^ + A|G'^A|■门)1()1115/73故障端口零序电流为/o12.67 + 12.67 + 7.657=2. Q12kA在零序网中按照零序导纳进行分配零序电流从而得到此时流过保护1、4处的零序电流分别为=0.278kA’0.1 = x 0.12579 0.130597 二0. 194kA A).2=，厂0X0.0180180.130597画出零序电流分布图如图2-9所示.2）两相接地短路时，故障端口各序阻抗和单相接地短路时相同，即=ZL2 =12. 67^z^-7. 657,则复合序网如图2-10所示。

12.67x7.657厂= Uf^Z^\ |ZLO = 12.67 + 7.675 =4. 77 故障端 口正序电流为•” Z Z i+Z £2||Z s 。

=3.808kA/ x1167故障端口零序电流为 7/。

二 12.67 + 7.675 二 2. 373kA同样地，流过保护1、4的零序电流分别为^=0.299kA ， =0.327kAo 从而得到如图2-11所示的零序电流分布图。

序网等值图 单相接地短路复合图2-9 单相接地短路零序电流分布图U图2-10 两相接地短路复合序网等值图图2-11 两相接地短路零序电流分布图(3)先求出保护1的分支系数当BC段发生接地故障，变压器5、6有助增作用，如图2-12所示。

T I V1 BCM _ j +2/1.側=1 + 1U歷1扁X2 ,对于X|,当只有一台发电机变压器组运行是最大，有+X O.AB=87Qu./1 + 乂当两台发电机变压器组运行时x|最小，有= i ^ = 79.50对于当T5，T6只有一台运行时A最大，^ = 20；当T5，T6两台全运行时最小，X1 + 八1 niaxX2mi n = 10.因此保护1的最大分支系数\"胃=X2min =9.7,1 + 1 min最小分支系数为^,Amin- =4. 975同样的分析保护4的分支系数&力。

当AB段发生接地故障时，T5, T6Y0U 助增的作用，如图2-13所示。

1 1 Y1BCM = 1 +焱•側=J +1对于&，当只有一台发电机变压器组运行是最大，有+ X。

夂=63 Q当两台发电机变压器组运行时Xi 最小，有=°C= 55.5Q对于当T5，T6只有一台运行时\最大，久一=20;当T5，T6两台 全运行时X2最小，J +1 maxX2min = 10.因此保护4的最大分支系数K^b.nr^ = X2min =7.3,图2-12 BC 段故障时变压器的助增作用 图2-13AB 段故障吋变压器的助增作用（4）保护1整定计算零序I 段：根据前而的分析结果，母线B 故障流过保护1的最大零 序电流为 •眶=0. 229kA 故 I 段定值 = = 2X3X0. 229=0. 8244kAl.bABM ABM最小分支系数为^4Z ，min= ^2max =3. 775为求保护1的零序II 段定值，应先求出保护3零序I 段定值，设在母 线C 处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护3的 最大零序电流，因此有 Y 4- Y ^I .GI T| y , y2r Al.4"十 A I "C ),=115/V^单相接地短路时，有 Z° +Z。

： 5.86 + 5.86 + 6.63=3. 69kA 从而求得流过保护3的电流为Zo^0. 43kA5.86x6.63连相接地短路时，有ll z so= 5.86 + 6.63=3. 06^ 从而求得流过保护3的电流^=0. 408kA这样，流过保护3的最大零序电流7O.3.max=0. 43kA 保护3的零序I 段定值为Z--3-^/X3/o.3.m ax = i. 548kA f'1 x4.3 -^-xl .548这样，保护1的零序II 段定值为= 4.975=0.358kA校验灵敏度：母线B 接地短路故障流过保护1的最小零序电流 ==0.194kA保护4整定计算：零序I 段根据前面的分析结果，母线B 故障流过保护4的最大零序 电流为 /0-4，nax=0. 327kA 故 I 段定值 Z-1 = >< 3^0.4. max = 1 . 2X3X0. 327 = 1. 18kA为求保护4的零序II 段定值，应先求出保护2零序I 段定值，设在母 线A 处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护2的Y 4. Y八 1乂;3 丁 八 in2=5. 68Q Z o =[(〒+%Q.ARo.nc]ll x °n2 =6. 63^正序电流 7/|=/IOIZL1+ZL2 ll ZLO =7. 6kA 零序电流 r/0 = /p XZI2+ZEO =3. 5kA灵敏系数 re=1. 626最大零序电流，因此有VV^i.G3 ^l.n | y , y2 r卞 A 1.«C )j —〜115/732 ,() — ______________________单相接地短路时，有+Z u +ZZ3 二 4.52+ 4.52+ 6.68M. 179kA从而求得流过保护2的电流为^=Q. 356kA4.52x6.86两相接地短路时，有11 Z m= 4.52 + 6.86=2. 723 Dl fl =——正序电流 Z ^+Z ^-I|Z^=9. 17kA 零序电流 二3. 64kA 从而求得流过保护2的电流^ = 0. 31kA 这样，流过保护2的最大零序电流/o-^=o. 356kA 保护2的零序I 段定值为/-^^/x3/o.2.m ax = i. 286kA厂II匕.2 ±11x1.282这样，保护4的零序II 段定值为^.min = 3.775=0.39kA校验灵敏度：母线B 接地短路故障流过保护4的最小零序电流/()-4 min二0.278kA2.2o解：(1)保护1的I 、II 段整定。

X _ ^GI + X n最大运行方式为Gl 、G2全运行，相应的5min__2_ = 最小运行方式为一=4. 52^Z o =l(X °n+X 0,r )||^+X 04J|| x ^2 =6. 86^X灵敏系数台电机运行，相应的= X〃1 += 10^母线B 处三相短路流过保护1的最大电流x,mi n+^/=2. 289kA保护 1 的 I 段定值为 42 X 2. 289=2. 747kA1-V</.C.max v . AZ母线C 三相短路流过保护3的最大电流X，min + = 1. 475kA保护 3 的 I 段定值为 4.3 = ^/X</.C.m ax = l. 771 kA 保护1的II 段定值为/-I =</X /-3=2. 063kA保护4的I 、II 段整定X •----最大运行方式为G3、G4全运行，相应的5-m ，n2 =6.50最小运行方式为一台电机运行，相应的X— =XC3 + ^3=13Q1 1d.B. max v . xz母线B 处三相短路流过保护4的最大电流951kA保护1的I 段定值为4'1 =<x/植瞭=1. 2X2. 951=3. 541kA;-乓L母线A 三相短路流过保护2的最大电流 428kA保护 2 的 I 段定值为 = 713kA保护4的II 段定值为97kAi-E (pd.R. IT1UX\r-\r母线B 两相短路流过保护4的最小电流2 X，max+^=1.983kA母线B 两相短路流过保护1的最小电流d.B. max 2 x -ax+^/=i. 691kA 保护1电流II 断的灵敏度系数 要求。