供配电工程 孙丽华 第6章习题答案(孙丽华)

(3) (2) 3 I op ，KS
(2 ) （1）当 AB 或 BC 两相短路时， I op
I k( 2 ) (3 ) 0 .5 K S ； (2) I op
( 2) （2）当 AC 两相短路时， I op
3 ( 3) 2） ( 3) I op ， K（ KS 。 S 2
K w (3) 3 (3) I op I op Ki Ki
n2

45 9 5
0 .51 s 由 n 2 9 和 KA2 的整定时间 t 2 0 .5 s 可得 KA2 的实际动作时间为： t 2 t2 t 0 .51 0.7 1 .21 s 所以 KA2 的实际动作时间为： t 1
k 点短路时 KA2 中的电流为： I k (1)
而I
(2) k
3 (3) Ik 2
(2) ∴ KS
I (2) k( 2 ) I op
3 (3) Ik I k( 3 ) (3) 2 0 .5 K S (3) ( 3) 2 I op 3 I op
（2）当 AC 两相短路时， K w 2 ， 继电器的动作电流为： I op . K
第六章
6-1 在电力系统中继电保护的任务是什么？对继电保护的基本要求是什么？
答：继电保护装置的任务是：自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使其损坏 程度尽可能减小，并最大限度地保证非故障部分迅速恢复正常运行；能对电气元件的不正常运行状 态做出反应，并根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出报警信号、减负荷或延时跳闸。 对继电保护的基本要求是：选择性、速动性、灵敏性和可靠性。 6-2 同？ 答：在继电保护回路中，流入继电器中的电流与对应电流互感器的二次电流的比值，称为接线 系数。 星形接线和不完全星形接线方式无论发生何种相间短路，其接线系数都等于 1，两相电流差接 线在正常运行或三相短路时的接线系数为 3 ，A、C 两相短路时的接线系数为 2，A、B 或 B、C 两 相短路时的接线系数为 1。 6-3 什么叫过电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数？ 什么是继电保护的接线系数？星形、不完全星形和两相电流差接线方式的接线系数有何不
级过电流保护 10 倍动作电流的动作时限。 解：设供电系统如下：
k KA1 75/5 KA2 50/5
~
k 点短路时 KA2 中的电流为：
(2) Ik
K w( 2 ) K i ( 2) (2) Ik I op ( 2 )
Ik
1 450 45 A 50 / 5
( 2 ) 对 KA2 的动作电流倍数为： Ik
答：产生不平衡电流的原因有：由变压器两侧绕组接线不同而产生的不平衡电流；由电流互感 器计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流； 由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流； 由带负荷调整变压器的分接头而产生的不平衡电流；由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流。 减小不平衡电流的措施有：将变压器星形侧的三个电流互感器接成三角形，而将变压器三角形 侧的三个电流互感器接成星形；采用具有速饱和铁心的差动继电器；整定计算时引入同型系数等。 6-9 微机保护装置的硬件构成分为几部分？各部分的作用是什么？
100/5，试计算定时限过电流保护和电流速断保护的动作电流，并校验灵敏度。 解：
I NT
SN 3U N

1000 3 10
57 .7 A
（1）过电流保护：取 K rel 1.2 ， K re 0.85 ， K st 2 ，则
I op
K rel K st 1 .2 2 I NT 57 .7 A 163 A K re 0 .85
t 0.6 s t 0.6 s 0.5s 1.1s
) I k( 2 3 1108 2. min Ks 2.75 1.5 I op 2 349.4
4
（2）电流速断保护：取 K rel 1.3 ，则
) I op K rel I k( 3 2 . max 1 .3 1210 A 1573 A
I dsq I 2 I 2 4 . 5 4 . 33 0 . 17 A
6-14 某车间变电所装有一台 10/0.4kV、1000kVA 的变压器，已知变压器一、二次侧的三相短
) ( 3) 路电流分别为 I k(3 1 2.82 kA 和 I k 2 22 .38 kA，保护采用两相两继电器接线，电流互感器变比为
2
打印与报警等，其主要功能用于调试、整定定值与变比等；供电电源工作的可靠性是确保直接影响 着微机保护装置的可靠性，通常采用逆变稳压电源。 6-10
(3) 已知两相电流差接线的过电流保护在三相短路时的一次动作电流为 I op ，灵敏系数为
(3) KS
I k( 3 ) ，试证明： (3) I op
6-11
某前、后两级反时限过电流保护都采用两相不完全星形接线和 GL—15 型过电流继电器。
后一级继电器的动作电流为 5A，10 倍动作电流的动作时限为 0.5 秒，电流互感器变比 50/5A，前一
3
( 3) 级继电器的动作电流也为 5A，电流互感器变比 75/5A，末端三相短路电流 I k 450 A，试整定前一
I op.K
Kw 1 I op 1573A 26.2A Ki 300 / 5
2) I k(1 3 2120 . min 1.17 1.5 I op 2 1573
Ks
6-13
有一台 S9-6300/35 型电力变压器，Yd11 接线，额定电压为 35/10.5kV，试选择两侧电流
答：能使电流继电器产生动作的最小电流，称为继电器的动作电流；能使电流继电器返回到原 始位置的最大电流，称为继电器的返回电流；同一继电器的返回电流与动作电流的比值，称为电流 继电器的返回系数。 6-4 简要说明定时限过电流保护装置和反时限过电流保护装置的组成特点、整定方法。
答：定时限过电流保护由电磁型电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器组成；反 时限过电流保护采用 GL 型电流继电器构成。 过电流保护的动作电流必须满足以下两个条件：保护装置的动作电流必须躲过线路上的最大负 荷电流 I L. max （包括正常过负荷电流和尖峰电流） ；保护装置在外部故障切除后应可靠返回到原始位 置。 6-5 电流速断保护的动作电流如何整定？为什么会出现保护“死区？如何弥补？
5
I op . K
Kw 1 I op 163 A 8 .15 A Ki 100 / 5
3 0 .4 22 . 38 10 3 ) (22 Ik 10 . 5 4 . 53 ＞1.5 . min KS 2 I op 163
答：电流速断保护的动作电流应按躲过它所保护线路末端最大可能的短路电流（即三相短路电 流）来整定；按上述原则整定的电流速断保护，当线路末端发生短路时保护不能动作，因此，只能 保护线路的一部分，在线路末端有保护死区；为了弥补速断保护存在死区的缺陷，一般规定，凡装 设电流速断保护的线路，都必须装设带时限的过电流保护。
下级保护动作时间为 0.6s，试进行整定计算。 解： （1）过电流保护：取 K rel 1.2 ， K re 0.85 ，则
I op
K rel K st 1.2 1.5 I 30 165A 349.4A K re 0.85
I op.K
Kw 1 I op 349.4A 5.82 A Ki 300 / 5
答：变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障包括绕组的匝间短路、相 间短路和单相接地短路等；油箱外部故障主要包括绝缘套管和引线上发生的相间短路和接地故障。 变压器的异常运行状态有：变压器过负荷、外部短路引起的过电流、油箱漏油引起的油面过低 和变压器油温升高等。 变压器应装设的保护有：瓦斯保护、纵联差动保护或电流速断保护、过电流保护、过负荷保护 和温度信号等 6-8 变压器差动保护产生不平衡电流的原因是什么？如何减小不平衡电流？
答：微机保护装置的硬件构成可分为六部分，即数据采集系统、微型计算机系统、输入/输出接 口电路、通信接口电路、人机接口电路和供电电源。 数据采集系统的任务是将模拟量输入量准确地转换为所需的数字量；微型计算机系统是微机保 护装置的核心，主要由微处理器、程序存储器、数据存储器、接口芯片及定时器等组成；输入/输出 接口是微机保护与外部设备的联系部分；通信接口是实现变电站综合自动化的必要条件，因此，每 个保护装置都带有相对标准的通信接口电路；人机接口电路主要包括显示、键盘、各种面板开关、
互感器的接线方式和变比，并求出正常运行时差动保护回路中的不平衡电流。 解：计算过程见下表：
名 称 35 各 侧 数 值 10.5
额定电压/kV 额定电流/A 电流互感器的接线方式 电流互感器一次电流计算值 电流互感器变比选择
I 1
6300 3 35
D
103 .9
I 1
6300 3 10 .5
K w (1) K i (1)
Ik
(1) Ik
1 450 30 A 75 / 5
30 6 5
(1) 对 KA1 的动作电流倍数为： n1 ห้องสมุดไป่ตู้ 则 Ik
I op (1)
1.21s， 查曲线得 KA1 的 10 倍动作时间为： t1 1 .1 s 由 n1 6 和 t1
6-12 某 10kV 电力线路装有两相不完全星形接线的定时限过电流保护和电流速断保护， 已知线
路的最大负荷电流为 165A，电流互感器变比为 300/5，在最大运行方式下线路首端和末端的短路电
( 3) ( 3) ( 3) ( 3) 流分别为 I k 1. max 2520 A ， I k 2. max 1210A ；在最小运行方式下 I k 1. min 2120 A ， I k 2. min 1108A ，