第1章習(xí)題解答

1-1電力靠統(tǒng)的故障是指相與相或相與地之間的非正常連接，即短路。異常運(yùn)行狀態(tài)：電力系

統(tǒng)正常工作遭到破壞，但未形成故障時的狀態(tài)，為異常運(yùn)行狀態(tài)。事故是指電力系統(tǒng)的整個系統(tǒng)

或其中一部分的正常工作遭到破壞，以致造成對用戶少送電、停止送電或電能質(zhì)量下降到不容許

的地步，甚至造成設(shè)備損壞和人身傷亡。

1-2當(dāng)被保護(hù)元件發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇地將故障從電力系統(tǒng)切除，以保證其余

部分恢復(fù)正常運(yùn)行，并使故障元件免于繼續(xù)受損害。當(dāng)被保護(hù)元件發(fā)生異常運(yùn)行狀態(tài)時，經(jīng)一

定延時動作于信號。

繼電保護(hù)裝置是一種能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生的故障或異常運(yùn)行狀態(tài)，并動作于斷路

器跳閘或發(fā)出信號。

1-3何謂主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)？

答：（1）能反應(yīng)整個保護(hù)元件上的故障，并能以最短延時有選擇地切除故障的保護(hù)稱為主保護(hù)。

（2）主保護(hù)或其斷路器拒動時，由于切除故障的保護(hù)稱為后備保護(hù)。

（3）為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的不足而增設(shè)的比較簡單的保護(hù)稱為輔助保護(hù)。

1-4按預(yù)先整定的輸入量動作，并有控制功能；輸入量連續(xù)或階躍變化，滿足定值時，輸出量

具有躍變的特性。保證保護(hù)動作的可靠性。

1-5繼電器在沒有輸入量或輸入量未達(dá)到整定值的狀態(tài)下，斷開著的接點(diǎn)稱為常開觸點(diǎn)。繼電

器在沒有輸入量或輸入量未達(dá)到整定值的狀態(tài)下，閉合著的接點(diǎn)稱為常閉觸點(diǎn)。

1-6由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。測量部分是測量從被保護(hù)對象輸入的有關(guān)物理

量，并與給定的整定值進(jìn)行比較，給出“是”或“非”邏輯信號，判斷保護(hù)是否應(yīng)該起動。

邏輯部分是根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組

臺，確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分。執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯

部分傳送的信號，最終完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。

1-7按預(yù)先整定的輸入量動作,并具有電路控制功能的元件稱為繼電器。由測量繼電器和邏輯

繼電器組合而成的成套保護(hù)裝置稱為繼電保護(hù)裝置。為使繼電保護(hù)裝置能正常工作,完成對電力

系統(tǒng)或元件的保護(hù)任務(wù)必須對繼電器進(jìn)行合理的整定。繼電保護(hù)包含了繼電器和繼電保護(hù)裝置兩

方面的內(nèi)容。

1-8（1）保護(hù)2、4、6應(yīng)該起動；保護(hù)6拒動，保護(hù)2和4應(yīng)動作。（2）保護(hù)1、2、3、4

起動，斷開2、3斷路器：保護(hù)2拒動，保護(hù)1動作為后備保護(hù)動作。

1-9（1）K1點(diǎn)發(fā)生短路故障：

1）保護(hù)滿足要求；2）保護(hù)1屬于誤動，保護(hù)2動作正確；

3）保護(hù)正確動作；4）保護(hù)1屬于誤動，保護(hù)2拒動；

5）保護(hù)1和保護(hù)2均屬于拒動。

（2）K2點(diǎn)發(fā)生短路故障：

第2章習(xí)題解答

2T將大電流變換成小電流，供測量儀表和保護(hù)裝置使用。電流方向?yàn)橐淮蝹?cè)從極性端流入，

二次側(cè)從極性端流出。

2-210%誤差曲線是指電流誤差10%,角度誤差不超過7°時，電流互感器的一次電流倍數(shù)和允許負(fù)荷

阻抗之間的關(guān)系曲線。10%誤差曲線校驗(yàn)電流互感器誤差值是否滿足要求。

2-3電壓變換器二次側(cè)接近開路狀態(tài)，一、二次電壓間成正比，與所接二次負(fù)荷大小無關(guān)。電抗變換器二

次側(cè)接近開路狀態(tài)，將輸入電流變換為成與電流成正比的電壓。調(diào)節(jié)調(diào)相電阻，可改變輸入與輸出間的相位。

2-4將三相電流同極性相加，其輸出是三相電流相量和。輸入是三相電流，輸出為輸入電流負(fù)序分量成正

比的單相電壓，從節(jié)線上保證正序和零序電流不能通過濾過器。

2-5負(fù)序電壓濾過器從三相電壓中濾出負(fù)序分量，用于構(gòu)成序分量保護(hù)。正序分量電壓濾過

器原理與負(fù)序相同，輸入極性不同而已。

2-6微機(jī)保護(hù)硬件系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、微型機(jī)主系統(tǒng)、開關(guān)量輸入/輸出電路組成

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由：電壓形成；模擬漉波器；采樣保持；多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成。

2-7軟件由主程序、采樣中斷服務(wù)程序、故障處理系統(tǒng)構(gòu)成。調(diào)試方式下執(zhí)行監(jiān)控程序，運(yùn)行方式下執(zhí)

行運(yùn)行程序。主程序包括初始化、全面自檢、開放及等待中斷服務(wù)程序。中斷是指CPU暫時停止原程序執(zhí)行

轉(zhuǎn)為外部設(shè)備服務(wù)，并在服務(wù)完成后自動返回原程序的執(zhí)行過程。采用中斷可提高CPU效率，提高實(shí)時數(shù)據(jù)

處理時效。故障處理程序用以進(jìn)行保護(hù)的特性計算、判斷故障性質(zhì)等。

2-8微機(jī)保護(hù)算法是實(shí)現(xiàn)某種保護(hù)功能的數(shù)學(xué)模型。按數(shù)學(xué)模型對輸入的實(shí)時離散數(shù)字信號量進(jìn)行數(shù)學(xué)

運(yùn)算，從而獲得保護(hù)動作的判據(jù)，算法的輸出是繼電保護(hù)動作的依據(jù)。

2-9因?yàn)镹=/2,所以每隔5/3/玄采樣一次。以電壓為例：

第一個采樣點(diǎn)為%=1胖2sm(1007rx0+—)=2JJ3V

。3/2

第二個采樣點(diǎn)為u=^^00sin(1010-3+y^)=57.73V

2。兀XgX

依次類推得到其他點(diǎn)的采樣值為

\21.13,57.73,78.8678.86,57.73,21.13

Un~\-21.13-57.73-78.86-78.86-57.73-21.13,

._[0,3.54,6.127.07,6.12,3.531

1,1~[0-3.54-6.12-7.07,-6.12-3.53\

2-10兩點(diǎn)乘積法假設(shè)輸入量為正弦量，兩點(diǎn)乘積法取相隔9。的采樣值進(jìn)行計算。當(dāng)N=/2時，采樣周

期所對應(yīng)電氣角度為3。，兩點(diǎn)乘積法取相隔3個的采樣值進(jìn)行計算。當(dāng)采樣時刻發(fā)生變化時，相位也會發(fā)生

變化，但是有效值不變；計算隹抗時電壓量和電流量采用同時刻的采樣值。

(1)取%=21./3,%=78.86；§=0,1=7.07計算:

221.13~+78.86~

u==5773v

2

J

atu=arctan^-=arctan^^-=15

u478.86

aH-arctan--(T

h

P=^(U4I4+U,II)=278.76

Q=-^(U/I4-U4II)=74.70

=11.54C

i；+￥

X==299Q

(2)取〃2=57.73,%=57.73；i2=3.54,。=6.12計算:

57.75^57.73-

U==5Z7JV

2

ae=arctan^-=arctan^^-=45,

,u

u457.73

.7?2

，2+“二3"+6"…

22

an=aretan^-=30。

h

P=^(U5I5+U2I2)=278.76

Q=^(U2I5-U5I2)=74.70

R=""2=//.54C

匕十%

X=叼廠子=2.990

￥+%

2-11.已知采樣頻率￡=600/,試分析由式〃（〃）=/〃/〃）+以"-4）+〃/〃+4〃計算得到的〃（〃）

是正序還是負(fù)序分量。

解：已知￡=600〃z,則N=/2,—=-o根據(jù)移相算法，/"）對應(yīng)的相量為〃,；〃/〃-4）對

N6

j,2（f

應(yīng)的相量為U盧一〃2。：="/2砂（吟=4x3）=120）：uc（n+4）=lJce0

2

根據(jù)對稱分量法，U2=j（Ua^aUh+aUc）,因此〃是負(fù)序分量。

第3章習(xí)題解答

3-1無時限電流速斷保護(hù)動作選擇性依靠動作電流來滿足；限時電流速斷保護(hù)動作選擇性依

靠動作電流、動作時限來滿足（多電源時還需方向元件）；定時電流速斷保護(hù)動作選擇性依靠動

作電流、動作時限來滿足（多電源時有時還需方向元件）。

3-2方向元件是根據(jù)短路功率方向判斷正、反方向故障。

3-3零序電流的大小和分布情況主要取決于系統(tǒng)中的輸電線路零序阻抗、中性點(diǎn)接地的變壓器的零序阻

抗以及中性點(diǎn)接地的變壓器的數(shù)量和分布，而與電源數(shù)量和分布無直接關(guān)系。由于系統(tǒng)的正序阻抗和負(fù)序阻抗

隨系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變而改變，這將引起故障點(diǎn)各序電壓之叵分布的改變，從而間接影響到零序電流的大小。

3-4.（1）故障相電壓為零，非故障相對地電壓升高為線電壓；（2）同一電壓級的全電網(wǎng)均出現(xiàn)相同的零序

電壓；（3）故障相電容電流為零，非故障相對地電容電流增大75倍，使電網(wǎng)出現(xiàn)零序電流；（4）非故障線路保

護(hù)安裝處零序電流為本線路電容電流，故障線路保護(hù)安裝處零序電流為所有非故障線路電容電流總和；（5）故

障線路與非故障線路零序電流大小不同，方向相反。

3-5.兩相短路時功率方向元件不存在死區(qū)，因輸入電壓有一相為非故障相電壓。

3-6.電流保護(hù)接線應(yīng)采用兩相三繼電器方式。

3-7.零序功率方向元件不存在死區(qū)，因故障點(diǎn)處零序電壓最高，接地點(diǎn)為零。

3-8.被保護(hù)線路末端最大三相短路電流為七二=1256.6A

動作電流/；,=1.25義1256.6=1570,8A

最大保護(hù)區(qū)為Z,=37。。0/6-7=6.6,/%=—x100%=66%

1570.8310

^7000?7Q

最小保護(hù)區(qū)Z=--9=2.78,1%=—X100%=27.8%

“v2x1570.810

3-9.保護(hù)6動作時間1s、保護(hù)3和4動作時間1.5s、保護(hù)2動作時間2.5s、保護(hù)7動作時間3s；保護(hù)

3、4、6需加方向元件。

3-10（1）求瞬時速斷電流保護(hù)動作電流及靈敏度

MN線路是雙電源的線路，因此動作電流必須大于流過M側(cè)開關(guān)可能的最大電流。［注：不考慮采用方向

元件時。］

1)M電源在最大運(yùn)行方式下，N母線最大三相短路電流

⑶_11500°72小

16(15+40)"

2)N電源在最大運(yùn)行方式下，M母線最大三相短路電流

113000

=1UOA

k.mas~43(20+40)

3)A/N電源振蕩時）流過M側(cè)開關(guān)最大電流為

2x11500()

=/770A［注：計及兩側(cè)電源相位方為180°時振蕩中流為最大。］

-6(15+20+40)

所以：％,=1.15x1770=20404

E11^-20=8.190

X^.min-_X5*=

210P2x2040

Y8IQ

最小保護(hù)區(qū)2ax100%=—x100%=20.48%>15%

XMN40

（2）求限時電流速斷保護(hù)動作值和靈敏系數(shù)

相鄰線路末端最大短路電流為嚷ax=——--------=1720A

.同I喘的

相鄰線路速斷動作電流為=1.25x1720=2150A

求最小分支系數(shù)Kbmin：

最小分支系數(shù)K/,.*=l+"詈=3.2

小/左士？7Km1.15x2150

動作電流I叩=l°p.N=————=773A

”放“25

靈敏度Kg

2x60x773

（3）求定時限過電流保護(hù)動作電流及靈敏度

動作電流Iop=x/20=305A

0.85

近后備靈敏度七〃二竺L=3./4>L5,滿足要求。

2x60x305

當(dāng)作為遠(yuǎn)備保護(hù)時，應(yīng)采用P變電站母線兩相短路的最小短路電流，并計及分支電流影響，分支系數(shù)應(yīng)計

最大值。

最大分支系數(shù)七_(dá)=/+次薩=4

90^40

總阻抗、工=-------+24=39C

z20+40

最小兩相短路電流取=115x10=J47OA

k-'n,n2x39

遠(yuǎn)后備靈敏度K加==7.27>1.2滿足要求。

牌"4x305

3-11.如圖所示35ZV單側(cè)電源放射狀網(wǎng)絡(luò)，確定線路AB的保護(hù)方案。變電所B、C中變壓器連接

組別為匕311,且在變壓器上裝設(shè)差動保護(hù)，線路的最大傳輸功率為E“ax=9MW,功率因數(shù)

cos°=0.9,系統(tǒng)阻抗為：Zs.min=6.3Q、Z,min=9.4Q：系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)都裝設(shè)了自動勵磁調(diào)節(jié)器。自起

動系數(shù)取1.3?！鞠嗨屏?xí)題】

解：暫選三段式電流保護(hù)作為AB線路的保護(hù)方案。

(1)瞬時電流速斷保護(hù)

B母線短路最大三相短路電流

^7(X)0

===131()A［注:發(fā)電機(jī)裝設(shè)自動調(diào)節(jié)勵磁器，計算短路電流時，可不考慮衰減。］

73(6.3+10)

1.25x1310=1638A

靈敏度檢驗(yàn)：

最小運(yùn)行方式15%處兩相短路靈敏度

/言用=——衛(wèi)吧——=1697>/加［注：按此計算能計算出保護(hù)區(qū)是否達(dá)到最小保護(hù)區(qū)，不能計算出保

人mm2(9.4+0.15x10)卬

護(hù)區(qū)實(shí)際長度。］因此靈敏度滿足要求。

當(dāng)需要計算出保護(hù)區(qū)長度時，可由下面計算公式求出最小保護(hù)區(qū)長度：

說黑L,“總,4”如

I0

L=—xl（X）%=19%

min10

（2）限時電流速斷保護(hù)

1）按躲過接在B母線上的變壓器低壓側(cè)母線短路整定

廠37000^A

73(6.3+10+30)

1叩=Kma?/比X=1.3X461=600A

2）與相鄰線路瞬時電流速斷保護(hù)配合

37000

/⑶=755A

*Xr.max73(6.3+10+12)

/叩=1.15x1.25x755=10854

選以上較大值作為動作電流，則動作電流為1085A。

3）靈敏度檢驗(yàn)

37000

/以=-----------=9544

2(9.4+10)

954

K刈—<1.25

1085

改用與變壓器低壓側(cè)母線短路配合，選用動作電流600A。［注：按基本配合原則，要計算出BC線路H段

動作電流，由于從網(wǎng)絡(luò)參數(shù)可以看出，與相鄰變壓器配合的動作電流大于與相鄰線路配合的動作電流，所以可

以直接選取與相鄰變壓器配合，但應(yīng)注意的是，此配合方式已經(jīng)是II段與1【段配合了。］

954

—=1.59>1.25

sen

600

動時間取lSo

⑶定時限過電流保護(hù)

廠-------=174A［注：計算式中的0.95系數(shù)考慮電壓降低5%時，輸送最大功率。］

H,.max

73x0.95x35x0.9

KzK1=1.2x1.3x174二J]?人

Kp"max_0.85

靈敏度校驗(yàn)

1）按本線路末端最小二相通路甩流校驗(yàn)

其四=95言4=2.99>1.5［注：線路只能按兩相短路條件校驗(yàn)靈敏度。］

2）按相鄰線路末端最小兩用短路電流校驗(yàn)

/以=37映=5894

*,m,n2（9.4+10+12）

589

/C=—=1.85>1.2

$we〃l319

3）按相鄰元件變壓器低壓惻母線短路校驗(yàn)（電流保護(hù)接線按兩相三繼電器方式）

37000

(3)=4324［注：保護(hù)采用兩相一繼電器接線時，靈敏校驗(yàn)值應(yīng)采用三相短路電

A.min-73(9.4+10+30)

流值。］

432

/C=—=1.35

sWenJ319

保護(hù)時限按階梯原則，比相鄰元件后備保護(hù)最大動作時間大一個時限級差△tO

3-12(1)計算零序電流

線路AB：X1=X2=0.4x20=8Q；Xo=1.4x20=280；

線路BC：X]=X2=0.4x50=200；Xo=1.4x50=70Q；

變壓器Tl：X,=X2=0.105x11()2/3]5=4033。。

求B母線短路時的零序電流:

X=x=I3Q,Xoz=36Q

因?yàn)閄oz>XQ所以小>4儼故按單相接地短路作為整定條件，兩相接地短路作為靈敏度校驗(yàn)條件。

［注：可通過比較正序總阻抗與零序總阻抗的大小，選擇單相接地或兩相接地短路作為保護(hù)動作電流的計算條

件。］

V

；.00=Ik］X——三一［注：按變壓器不接地運(yùn)行計算。］

Xa工+X。工

E,

X—_

V.—2￡40￡

乂2￡+Xox

Aiy十

+X°E

11500013

----------------------------------X----------=----7-80A［注用正序等效定則求出零序量。I

僅3+舒)-36

0

3/氣J!V；=3x780=23404

115000—=10704［注：求單相接地短路時，零序電流。因零序電流等于正序甩流。］

73（13+13+36）

3/制=3x1070=3210^

在線路AB中點(diǎn)短路時，X以=X，z=9O,X0E=2212

嘿="U。：_2_=1250A

刖箸）2

3倒=3x1250=37504

B母線的三相短路電流

s=7^=51,0/1

求母線C短路時的零序電流:

XIJ.=JXJ=33Q,2JX（）、.二106C

3，儼=—3xU浮X33=813A

"就）33+，06

58A

(2)各段保護(hù)的整定計算及靈敏度校驗(yàn)

1）零序I段保護(hù)=1.25X3210=4010A

單相接地短路:

3x115000

4010=［注：按某點(diǎn)單相接地短路時，3倍零序電流等于保護(hù)定值,

技2x5+8+2x0.4L+1.4L）

即可求出保護(hù)區(qū)。］

所以L=14.4內(nèi)〃>0.5x20km

兩相接地短路：

3x115000

4010=［注：16為電源零序阻抗的2倍。］

V3（5+0.4L+16+2xl.4L）

所以L=9km>0.2X20km［注：此值即為最小保護(hù)1乂長度。］

2）零序H段保護(hù):=1.15x1.25x1160=1670/

2340

K皿=l4>iJi滿足要求.

1670

動作時限：端,=0.5s

(3)零序III段保護(hù)

因?yàn)槭?10kV線路，可不考慮非全相運(yùn)行情況，按躲開末端最大不平衡電流整定:

I*=1.25xl.5x0.5x0.1x5110=480A

近后備：K$e〃=鋰2340=4.9滿足要求。

se〃480

遠(yuǎn)后備：K=—=1.69滿足要求。

牌”480

動作時限：媒=%+-5+0.53

3-13.相間過流保護(hù):保護(hù)6動作時間1.5s,保護(hù)5動作時間2.5s,保護(hù)4動作時間3s,保

護(hù)3動作時間3.5s,保護(hù)1動作時間4s；接地過流保護(hù)：保護(hù)6動作時間0.5s,保護(hù)5動作時

間1s,保護(hù)4動作時間2.5s,保護(hù)2動作時間3s。

3-14.動作電流按正常運(yùn)行整定，動作電壓按正常運(yùn)行下故障能保護(hù)線路全長的80%整定。

求圖示35AV線路A6的電流速斷保護(hù)動作值及靈敏度。已知系統(tǒng)最大阻抗為9Q,最小阻抗為70,可

靠系數(shù)取1.25,AB線路阻抗為I0C。（相似習(xí)題）

被保護(hù)線路末端最大三相短路電流為/比“=37普,=1256.6A

動作電流rop=7.25x1256.6=1570.8A

最大保護(hù)區(qū)為Zv=嗎幺寒-7=6.6,1”心％=絲x100%=66%

1570.810

最小保護(hù)區(qū)Z,=37。。。-9=2.75,=—X100%=27.8%

x2x1570.8,nax10

3-15.本實(shí)例為單電源幅射形網(wǎng)絡(luò)，且系統(tǒng)運(yùn)行方式變化不大，采用階段式電流保護(hù)容易滿足靈敏性要求。

（1）電流速斷保護(hù)

10500/43

N母線短路保護(hù)安裝處測量到最大短路電流為I"1445A

0.2+4

10500/6

N母線短路保護(hù)安裝處測量到最大短路電流為I3=595A

0.2+10

動作電流l'op=7.25x1445=1806A

最大保護(hù)區(qū)/_=工嚴(yán)心吁_0.2）=7.9km,滿足要求。

U.41oUO

最小保護(hù)區(qū)加二與（若繪一0.3）=6.56〃，滿足要求。

0.42x1806

（2）限時電流速斷

10500/6

P母線短路保護(hù)安裝處測量到最大短路電流為?！?=595A

0.2+10

動作電流I1'=/Jx7.25x595=818A

?T7

保護(hù)區(qū)末端最小兩相短路電流為4,而“="空=/22/A

722/

靈敏度=1.5,滿足要求。

8J8

保護(hù)動作時間以=0.5s

（3）過電流保護(hù)

動作電流為C=七合xl50=317.6A

印0.85

1）近后備靈敏度「=等；=3.8

317.6

2）P母線兩相短路保護(hù)安裝處測量到最小短路電流為

-=10500=509.7A

C2(0.3+10)

獎1=/.6,滿足要求。

遠(yuǎn)后備靈敏度Ksen

317.6

動作時間以=7.5$。

3-16.本實(shí)例線路末端存在助增電源，相鄰線路為平行線路，計算分支系數(shù)是關(guān)鍵。

（1）無時限電流速斷保護(hù)

N母線三相短路保護(hù)1安裝處測量到最大短路電流為

115000/43八彳。人

KNM.…max=---2--+-j-2---=4748A

動作電流為%=1.25x4748=5935A

月……1/15000/6一e…口由A

最大保護(hù)區(qū)l?,ax=—（——-----2）=23km，滿足要求。

最小保護(hù)區(qū)”右繞-3—,滿足要求。

（2）限時電流速斷保護(hù)

P母線三相短路保護(hù)2（或保護(hù)4）安裝處測量到最大短路電流為（應(yīng)考慮平行線路以回線斷開）

115000/43=J955A

14//35+24

14+40

最小分支系數(shù)Kb==1.35

40

保護(hù)3速斷保護(hù)動作電流為/,*=L25x1955=2443.8A

保護(hù)1動作電流<為7/=/./x2443.8//.35=/99/A

N母線兩相短路保護(hù)1安裝處測量到最小短路電流為

1.3=3833A

2x15

保護(hù)靈敏度為K?=湍=/.93,滿足要求。

當(dāng)平行線路采用能保護(hù)線路全長的速斷保護(hù)時（如差動保護(hù)，橫差保護(hù)等），限時電流速斷保護(hù)必須考慮

此情況配合。

平行線路同時運(yùn)行，P母線三相短路保護(hù)1測量到最大短路電流為

n5000/y^/1.35=2238.2A

14//35-￥12

保護(hù)1動作電流為C=/./x2238.2=2462A

保護(hù)靈敏度為Ksen=m1=1.56,滿足要求.

說明：由計算得，保護(hù)1必須考慮與平行線路同時運(yùn)行情況相配合。當(dāng)平行線路采用電流速斷保護(hù)時，動

作電流必須考慮斷開一回線，但保護(hù)1必須考慮平行線路同時運(yùn)行（尸母線短路，保護(hù)1測量到短路電流最大）。

動作時間15=1s

（3）定時限過電流保護(hù)

動作電流為僚=弋？x]70=360A

0.85

3833

近后備保護(hù)靈敏度=10.6,滿足要求。

360

計算遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度時.，平行線路必須考慮斷開一網(wǎng)線路，此時P母線兩相短路最小短路電流為

115000/2

出=-r?—77；------=104/A

KPmax15義40+24

15+40

15+35,”，

最大分支系數(shù)為勺-------=1.43

35

""二32,滿足要求〃

遠(yuǎn)后備保護(hù)員敏度K

sen1.43x360

保護(hù)動作時間為僚=2$（時限級差取0.5s）。

重點(diǎn)：求動作電流取相鄰平行線路同時運(yùn)行，求靈敏度取平行線路斷開一回線路。

提示：相鄰線路長度越長，過電流保護(hù)靈敏度越低。

3-17.分析：保護(hù)1選三段式電流保護(hù)，被保護(hù)線路末端存在電源，需考慮方向性和助增電源對保護(hù)影響。

（1）保護(hù)1的第I段

1）保護(hù)1選用電流速斷保護(hù)（由系統(tǒng)阻抗知，保護(hù)1速斷可不加方向元件）

N母線三相短路最大電流為=2077A

保護(hù)1動作電流以,=1.3x2077=27004

最大保護(hù)區(qū)U=白//5鬻6_20）=lL55km,不滿足要求。

最小保護(hù)區(qū)。加=/-（“5"—25）=0"?,保護(hù)區(qū)為0,不滿足要求。

0.42x2700

由題目知，系統(tǒng)阻抗大而線路短，采用無時限電流速斷保護(hù)靈敏性不滿足要求。

2）選用電流電壓連鎖速斷保護(hù)，電流元件動作電流（正常運(yùn)行方式取最小運(yùn)行方式）為

3翳察E

最小保護(hù)區(qū)/，”加=與（野黑「25）=12.33km,滿足要求。

0.42x1921

動作電壓為U3=6x1921x9.6=3J904V

最小保護(hù)區(qū)電壓元件最小保護(hù)區(qū)計算，由-^―Xzv得

1I（

解得Z、=0.7690,I*=1.92km,電壓元件保護(hù)區(qū)不滿足要求。

3）選用電流閉鎖電壓速斷

N母線兩相短路最小短路電流為咽Q二管%=乃544

動作電流為森=半=1036A

1?J

2唱出=2x1554x128689V

動作電壓=

1.3

由計算知，電流閉鎖電壓速斷電壓元件動作電壓比電流電壓聯(lián)鎖速斷小，顯然電壓元件靈敏度不滿足要

求。

分析：由計算得，系統(tǒng)阻抗大，被保護(hù)線路長度短，保護(hù)1采用電流電壓各種形式保護(hù)，靈敏度均不滿

足要求。該線路不能采用反應(yīng)由電流、電壓實(shí)現(xiàn)的保護(hù)。

第4章習(xí)題解答

4-11）保護(hù)1距離【段整定值

n4

Z'=K'Z...=0.8x0.4x30=9.60因?yàn)椋?=—=0.15

oplrci/\fj?fg70。

=K\ZAB=Q8x(0」5+j0.4)30=10.25ej7a

2)保護(hù)1距離I【段整定值

與相鄰線路配合Z；p2=K*ZBC=0.8x0.4x60=l9.2。

X$Amin+XAB+Xg._30+12+20_

vmax_一乙.u/

V

cvH.max30

=K/ZA8+K胃K.mZj,2=0.8(0.4x30+2.07x19.2)=41.4。

與相鄰變壓器配合Z/；,=K胃ZAB+K：elKEZ/"=08x12+0.7x2.07x44=73.4Q

保護(hù)整定值取41.40。

保護(hù)靈敏度：心“=41.4/12=3.45保護(hù)動作時間取0.5s。

3）保護(hù)1距離HI段整定值

_0.9x110x1000

=163.50

73x350

L.max

動作阻抗:Z2=K^Z=0.7X163,5=114.50

ffpirc?1L^.MIllAaA

K〃Z114.5

整定阻抗:%=mL."〃/，=159.7。

cos((2sel-(p)cos(7(T-258)

25+12+25公

最大分支系數(shù)：K,，max----------=2.5

25

159.7-

靈敏系數(shù)近后備K=-----=13.3

sen12

1597

遠(yuǎn)后備K”..=—一=2.2

瞪"12+2.5x24

4）系統(tǒng)振蕩時最大電流

2E$2xll5xl03

=23324

mmax-焉-73x(20+12+25)

w=233〃一沖

..”.115x103

U=EejQ-gmaxX=———2332x20

AreKA73

=66473-46640(COS70,+Jsin700)

=66473-46640(0.34+J0.94)

=50615-j32648

=32648?32.8。

z上=3

233發(fā)加

a

保護(hù)1的【段動作阻抗為：Z/pl=9.6cos(70-37.2°)=8.06Q

保護(hù)1的II段動作阻抗為：Z%=41.4cos(70°-37.2°)=34.8Q

保護(hù)1的山段動作阻抗為:Z*=159.7cos(70°—37.2°)=134.2Q

從分析可知，保護(hù)1的II段、III段會誤啟動。

4)經(jīng)過渡電阻相間短路時

Z,?=(0.15+J0.4)xl2+4=5.8+J4.8=7.5ey396

Z*\=4Llcos(709-39.6°)=35.7Q

Z*=159.7cos(70°-39.6°)=137.7Q

保護(hù)i的經(jīng)過電阻相間短路，保護(hù)1的時11段、in段會啟動，因?yàn)闇y量阻抗小于動作阻抗。

4-2保護(hù)1的【段整定值Z^ell=0.8x0.4x100=32^1、保護(hù)2的【段整定值

Z^el2=0.8x0.4x20=6.4^1,保護(hù)1的H段整定值=0.8x(40+6.4J=37./2C,靈敏度

Q“=衛(wèi)￡=0.93o二次值計算：保護(hù)1的二次值為Z\〃2)=32=^°=1L64Q、

401100

/37.12x400

2)=-—=13.50。

保護(hù)1的I段整定值Z'ell=0.8x0.4x20=6.4Q、保護(hù)2的I段整定值Z；,2=0.8x0.4x/0。=32C,

俁護(hù)1的II段整定值Z&=0.8x(8+32)=320靈敏度K,,”=—二464。二次值計算：保護(hù)1的二次值

O

64X4()()32X400

為Z，H2)==233c、Z\etH2>==11.640.。

se〃⑶“00司(2)]100

短線路距離保護(hù)的I【段靈敏度可能出現(xiàn)不滿足要求，所以短線路上使用距離保護(hù)不易配合，而長線路上不

存在此問題。

4-3保護(hù)1與保護(hù)4配合時:

75+75+20…

最大分支系數(shù)為-----------------=J.JJ

15

25+/5+20〃

最小分支系數(shù)為K〃,而------------=2.4

25

保護(hù)1與保護(hù)3配合時:

B母線等效電源阻抗分別為：最小等值阻抗ZsB.mi”==892。

22+15

最大等值阻抗ZSBM=奈||=/6.7Q

最大分支系數(shù)為二&92二：+20=4.92

o.yz

最小分支系數(shù)為Khinin=咐7+”2()=28。

16.7

4-4(1)保護(hù)1的第I段

Z：1A="JM=0.85X0.45X40=15.3(0)

(2)保護(hù)2的第I段

Z：,2=0.85x0.45x70=26.8(Q)

(3)保護(hù)1的第II段

1)最小助增電流分支系數(shù)

17_min+ZMN+ZN.max20+18+25.

h.niin-1

'N.max25

2)吸出電流分支系數(shù)最小值

因?yàn)镮段可靠系數(shù)為0.85,可按I段保護(hù)末端求分支系數(shù)。

治.」，"；了29=0575

Z/NP

Z*\=0.85(0.45X40+2.52x0.575x0.85x0.45x70)

=48.3(C)

483

保護(hù)靈敏系數(shù)Ksen==2.68

(4)保護(hù)2的第II段

2：爐=0.85x0.45x40=l5.3(C)

Khmin=1考慮平行線路一條斷開時。

Z22=0.85(0.45x70+l5.3)=39.78(0)

3279

保護(hù)2的靈敏系數(shù)K刈=——=1.23<1.25

颼"0.45x70

若平行線路同時運(yùn)行，則

Z：2=0.85(ZMN+Kb.K'Z小)=0.85(0.45x70+0.5x]5.3)=33.5(Q),顯然動作阻抗更低，靈敏

度更不滿足要求。

4-5(1)保護(hù)1的【段動作阻抗

Z\,[=().85X0.45X30=11.48(0)

(2)保護(hù)1的第I【段動作阻抗

1)與保護(hù)2的第I段配合

Z=0.85x0.45x38=14.54(C)

Karnin最小值的情況下是時，即N電源斷開，

為二人必以十時面/篇)

=0.85(0.45X30+14.54)=23.83(Q)

2)與變電所N降壓變壓器的速動保護(hù)配合

ZQ=KM(ZJ"+總./『.)

0.105xllO2847

由于Z7=84.7(C)所以Z7.min=W-=42.35(Q)

Z*=0.7(0.45x30+42.35)=39.09(0取二者較小值為動作阻抗，即Z*=23.83(0)

靈敏度：。==1.77>1.5滿足要求。動作時間=0.55。

""0.45x30"川

(3)保護(hù)1的第HI段動作阻抗

Z〃/____________0.9—N_______

MKrelKreKJA.mxCOS(^?~(PL)

=_____________0.9x110_____________

-73x1.25X1.15x2x0.4cos(65°-26°)

=63.96(Q)