电力系统继电保护第二章课后习题答案

如图所示网络，流过保护1、2、3的最大负荷电流分别为400A、500A、550A，

KSS?1.3,

III?1.15，tIII?TIII?0.5s，TIII?1.0s。试计算： Kre?0.85，Krel123（1）保护4的过电流定值；

（2）保护4的过电流定值不变，保护1所在元件故障被切除，当返回系数Kre低于何值时会造成保护4误动？

（3）Kre?0.85时，保护4的灵敏系数Ksen?3.2，当Kre?0.7时，保护4的灵敏系数降低到多少？ 解：

（1）流过保护4的最大负荷电流为II.4max?400?500?550?1450(A)

IIIKSSKrel1.3?1.15IIIII.4.max??1450?2.55(kA) 保护4的过电流定值为Iset.4?Kre0.85III?max(tIII,tIII,TIII)?V时限为t4t?1?0.5?1.5(s) 123?（2）保护1切除故障后，流过保护4的最大负荷电流II.4.max?500?550?1050A?1.05kA ?考虑到电动机的自启动出现的最大自启动电流Iss.max?KssII.4.max?1.3?1.05?1.365kA,

这个电流Iss.max必须小于保护4的返回电流Ire，否则以后保护4将误切除。相应的要

III?2.55K，从而有2.55K?1.365，K?求Iss.max?Ire?KreIsetrerere.41.365?0.535。 2.55所以当返回系数低于时，会造成保护误动。

I（3）保护4 的灵敏系数Ksen.4?3.2?K.B.min?IIIIset.4IK.B.minKreIK.B.min ??0.85，

IIIIIIKrelKSSIL.4.maxKrelKSSIL.4.max从而有

IIIKIKrelSSL.4.maxIK.B.min?3.2?0.85

则当Kre=时，Ksen.4?

IIIKIKrelSSL.4.maxIK.B.min?0.7?3.2/0.85?0.7?2.635即灵敏度下降到2.635。

在双侧电源供电的网络中，方向性电流保护利用了短路时电气量什么特征解决了仅利

用电流幅值特征不能解决的什么问题？

答：在双侧电源供电的网络中，利用电流幅值特征不能保证保护动作的选择性。方向性电流保护利用短路时功率方向的特征，当短路功率由母线流向线路时表明故障点在线路方向上，是保护应该动作的方向，允许保护动作。反之，不允许保护动作。用短路时功率方向的特征解决了仅用电流幅值特征不能区分故障位置的问题，并且线路两侧的保护只需按照单电源的配合方式整定配合即可满足选择性。

为了保证在正方向发生各种短路时功率判别元件都动作，需要确定接线方式及内角，

请给出90接线方式正方向短路时内角的范围。

oo

答：（1）正方向发生短路时，有0

（2）正方向发生两相短路，当短路点位于保护安装处附近，短路阻抗Zd<

0>Zs时, -30

综合三相和各种两相短路的分析得出，当0

.系统示意图如图所示，发电机以发电机—变压器组方式接入系统，最大开机方式为4台机全开，最小开机方式为两侧各开1台机，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。参数为：

E??1153KV，X1.G1?X2.G1?X1.G2?X2.G2?5?,X1.G3?X2.G3?X1.G4?X2.G4?8?，

o

o

o

o

o

X1.T1?X1.T4?5?，X0.T1?X0.T4?15?，X1.T5?X1.T6?15?， X0.T5?X0.T6?20?，

I?1.2、LA?B?60km，LB?C?40km，线路阻抗Z1?Z2?0.4?/km， Z0?1.2?/km、KrelII?1.15。 Krel（1） 请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数；

（2） 所有元件全运行时，计算B母线发生单相接地短路和两相接地短路时的零

序电流分布；

（3） 分别求出保护1、4零序II段的最大、最小分支系数； （4） 分别求出保护1、4零序I、II段的定值，并校验灵敏度； （5） 保护1、4零序I、II段是否需要安装方向元件；

（6） 保护1处装有单相重合闸，所有元件全运行时发生系统振荡，整定保护1

不灵敏I段定值。

解：（1）先求出线路参数，即

LAB?60(km)，X1.AB?X2.AB?60?0.4?24(?),X0.AB?60?????72(?) LBC?40(km)，X1.BC?X2.BC?40?????16(?),X0.BC?40?????48(?)

所有元件全运行时三序电压等值网络图如图1(a）、(b)、(c)所示。

X1T3X1BCX1G3E?E?X1T4X1G4X1G1E?X1T1X1ABX1T5X1G2X1T2X1T6E?

1(a)

X2T3X2G3X2BCX2G1X2T1X2ABX2T4X2T5X2G4X2G2X2T2X2T6

1(b)

X0T3X0BCX0T1X0ABX0T4X0T5X0T2X0T6

1(c)

（2）先求出所有元件全运行时，B母线分别发生单相接地和两相接地短路时的复合序网等值图。

1）单相接地短路时，故障端口正序阻抗为

X?XX?X1.T3)??(X1.BC?1.G3 Z?1?(X1.AB?1.G11.T1) 22?(24?5)(16?6.5)?29?22.5?12.67(?) 51.5 故障端口负序阻抗为

Z?2?Z?1?12.67(?) 故障端口零序阻抗为

XXXZ???(0.T1?X0.AB)0.T5(0.T3?X0.BC)?79.51055.5

222 ?111???7.657(?)

1110.012579?0.1?0.0180180.130597??79.51055.5 则B母线分别发生单相接地时的复合序网等值图如图2所示。

&?0?UA&&&??Uf1?Uf2?Uf0?0?&因为?IB?0，可以导出 ?&是一个串联型复合序网。 &?I&I?If1f2f0??I&??C?0

E?Z?1Z?2Z?0

图2

故障端口零序电流为 If0?ZE??1?Z?2?Z?0?3?2.012(kA)

12.67?12.67?7.657115在零序网中分流从而得到此时流过保护1、4的零序电流分别为

X?X0T20.012579I0.1?If0??0/[(0T1)?X0AB]?If0??0.194(kA)

20.130597X?X0T40.018018I0.2?If0??0/[(0T3)?X0BC]?If0??0.278(kA)

20.130597 画出B母线发生单相接地时零序电流分布图如图3所示。

X0T3X0BC0.139X0T1X0AB0.278X0T5X0T40.097X0T20.01940.77X0T6

图3

2）B母线两相接地短路时，故障端口各序阻抗和单相接地短路时相同，即Z?1?Z?2?12.67?， Z???7.657?