中北大学继电保护考试继电保护计算题2(直接打印)

中北大学继电保护考试继电保护计算题2(直

接打印)

work Information Technology Company.2020YEAR

3.如图所示网络，在位置1、2和3处装有电流保护，系统参数为：

115/E ϕ=，115G X =Ω 、210G X =Ω，310G X =Ω，1260L L km ==，

340L km =，50B C L km -=，30C D L km -=，20D E L m -=，线路阻抗0.4/km Ω，

rel K Ⅰ=1.2 、rel K Ⅱ=rel K Ⅲ

=1.15 ，.max

300B C I A -=，.max 200C D I A -=， .max 150D E I A -=，ss K =1.5、re K =0.85。试求：

（1）发电机元件最多三台运行，最少一台运行，线路最多三条运行，最少一条运行，请确定保护3在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗。

（2）整定保护1、2、3的电流速断定值，并计算各自的最小保护范围。

（3）整定保护2、3的限时电流速断定值，并校验使其满足灵敏度要求（sen K ≥1.2） （4）整定保护1、2、3的过电流定值，假定流过母线E 的过电流保护动作时限为0.5s ，校验保护1作后备用，保护2和3作远备用的灵敏度。

解：由已知可得1L X =2L X =0.4×60=24Ω，3L X =0.4×40=16Ω，BC X =0.4×50=20Ω，CD X =0.4×30Ω， DE X =0.4×20=8Ω （1）经分析可知，最大运行方式及阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路L1~L3全部运行，由题意G1，G2连接在同一母线上，则

.min s X =（1G X ||2G X +1L X ||2L X ）||(3G X +3L X )=(6+12)||(10+16)=10.6

同理，最小运行方式下即阻抗最大，分析可知只有在G1和L1运行，相应地有

.max s X =1G X +1L X

=39

B

C

D

E

图 等值电路

（2）对于保护1，其等值电路图如上图所示，母线E 最大运行方式下发生三相短路流

过保护1 的最大短路电流为..max .min 1.312

k E s BC CD DE E I kA X X X X ===+

+

相应的速断定值为.1set I Ⅰ=rel K Ⅰ

×..max k E I =1.2×

1.312=1.57kA 最小保护范围计算公式为set I Ⅰ=

2.max 1min

s E

Z Z L +

min L =.max 120.4s set E Z I ⎛⎫

⎪ ⎪-⨯ ⎪ ⎪⎝⎭

Ⅰ= -85.9km

即1处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。

对于保护2：母线D 在最大运行方式下发生三相短路流过保护2 的最大电流

..max k D I =.min s BC CD

E

X X X ++=1.558kA

相应的速断定值为 .2set I Ⅰ=rel K Ⅰ

×..max k D I =1.2×

1.558=1.87kA 最小保护范围为 min L

=.max .2120.4s set Z I ⎛⎫ ⎪ ⎪-⨯ ⎪

⎪⎝⎭

Ⅱ= -70.6km

即2处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。

对于保护3：母线C 在最大运行方式下发生三相短路流过保护3 的最大电流

..max k C I =.min s BC

E

X X +=2.17kA

相应的速断定值为 .3set I Ⅰ=rel K Ⅰ

×..max k C I =1.2×

2.17=2.603kA 最小保护范围为 min L

=.max .3120.4s set E Z I ⎛⎫ ⎪ ⎪-⨯ ⎪

⎪⎝⎭

Ⅱ= - 42.3km

即3处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。

上述计算表明，在运行方式变化很大的情况下，电流速断保护在较小运行发生下可能没有保护区。

（3）整定保护2的限时电流速断定值为 set I Ⅱ=set K Ⅱ.1set I Ⅰ

=1.15×1.57=1.806kA 线路末段（即D 处）最小运行发生下发生两相短路时的电流为

..max k D I

.max s BC CD

=0.8098kA

所以保护2处的灵敏系数 set K Ⅱ=..min

k D set

I I Ⅱ

=0.4484 即不满足sen K ≥1.2的要求。 同理，保护3的限时电流速断定值为 .3set I Ⅱ=rel K Ⅱ.2set I Ⅰ

=1.15×1.87=2.151kA 线路末段（即C 处）最小运行发生下发生两相短路时的电流为

..max k C I

.max s BC

所以保护3处的灵敏系数 .3set K Ⅱ=..min

.3

k C set I I Ⅱ

=0.4531 即不满足sen K ≥1.2的要求。 可见，由于运行方式变化太大，2、3处的限时电流速断保护的灵敏度都远不能满足要求。

（4）过电流整定值计算公式为 set I Ⅲ

='re re I K =.max rel ss L re

K K I K Ⅲ

所以有 .1

set I

Ⅲ

=.max rel ss D E re

K K I K -Ⅲ=304.5A

同理得 .2set I Ⅲ=406A .3set I Ⅲ

=609A