国网考试电力系统继电保护-题库.docx

第一章绪论习题1-1在图1-1所示的网络中,设在d点发生短路，试就以下几种情况评述保护1和保护2对四项基本要求的满足情况：（1）保护1按整定时间先动作跳开1DL,保护2起动并在故障切除后返回；（2）保护1和保护2同时按保护1整定时间动作并跳开IDL和2DL:（3）保护1和保护2同时按保护2整定时间动作并跳开IDL和2DL;（4）保护1起动但未跳闸,保护2动作跳开2DL；（5）保护1未动，保护2动作并跳开2DL;（6）保护1和保护2均未动作图1-1习题I-I图第二章电网的电流保护和方向性电流保护一、三段式相间电流保护例题例题2.1欲在图2-1所示的35KV中性点不接地电网中变电所A母线引出的线路AB上，装设三段式电流保护，保护拟采用两相星形接线。试选择电流互感器的变比并进行I段、Il段、川段电流保护的整定计算，即求I、II、川段的一次和二次动作电流（I'dz、rdzJ、l"dz、l"dzJ、Idz、IdzJ）,动作时间（t，、t"、t）和I段的最小保护范围Imin%,以及Il段和III段的灵敏系数rim,KIm（I）,Klm（2）。对非快速切除的故障要计算变电所母线A的残余电压已知在变压器上装有瞬动保护，被保护线路的电抗为0.4Q/km,可靠系数取Iek=I.3,K"k=l。LKk=I.2,电动机自启动系数Kzq=I.5,返5系数Kh=Oo85,时限阶段自t=0.5s,计算短路电流时可以忽略有效电阻。其他有关数据按3种方案列于表1中。图2-1例题2。1图表1三种方案方案系统电抗线路长度变压器额定负荷Xs()I (km)Se-B (MVA) Ud%Sefh(MVA)IokV线路保护最长动作时间tie （s）0。3KI2×107。5152。520.882×7.57.510232152×5.6九581.5解参见图21。己知XS=0。3Q,I=10km,SB=2xl0MVA,Ud=7.5,Sfh=ISMVA.tlO=2.5Sa1求电流I段定值(1)动作电流l'dzdz=K'k×IdBma×=1.3×4.97=6.46(kA)其中IdBmax=ES/(Xs+XAB)=(37/)/(0.3+10×04)=4。97(kA)(2)灵敏性校验，即求IminImin=lZb×(/2)Exl,dzXs,max)=1/0。4(37/2)/6.460。3)=6。4(km)Imin%=6。4/10×100%=64%>15%2求电流Il段定值(1)求动作电流l"dz为与相邻变压器的瞬动保护相配合,按躲过母线C最大运行方式时流过被整定保护的最大短路电流来整定(取变压器为并列运行)于是IdCma×=ES/(Xs÷XAB+×B/2)=(37/)/(0。3+4+9.2/2)=2.4(kA)l,'dz=K,k1dCmax=1,1×2.4=2.64(kA)式中XB=d%×(U2BSB)=0.075×(352/10)=9。2(Q)(2)灵敏性校验K"lm=1dBmin/l"dz=2×4.,97/2-64=1.631.5满足要求(3)求动作时间t(设相邻瞬动保护动作时间为OS)t"=0+(5=05任)3求电流川段定值I=(KK)×Kx=(1.2/0.85)lo5×247=523（八）式中l=S(U)=15(×35)=247（八）(2)灵敏性校验本线路末端短路时Klm(1)=(/2)×4.97)/0.523=8.22)1.5满足要求相邻变压器出口母线C(变压器为单台运行)三相短路时I(3)dCmax=ES/(Xs+XAB+XB)=(37/)/(0。3+4+9。2)=1.58(kA)考虑C点短路为y,dll接线变压器后短路，当该点为两相短路时，对所研究的保护动作最不利，又因保护接线采用两继电器式两相星形接线，故有I(2)dmin=(1/2)I(3)dCmin故Klm(2)=O05x1580/523=1<.5>1.2满足要求如采用三继电器式两相星形接线，灵敏系数还可提高1倍。4。求电流互感器变比及继电器动作电流(1)求电流互感器变比：按两台变压器在运行时为最大工作电流的计算条件，故Igmax=2SBUE×1.05=(2×10×35)×1.05=346（八）取n1=400/5(2)继电器动作电流I段dzJ=Kjx×l,dz/nl=6.46×10380=80.75（八）Il段l"dzJ=2。64×10380=33(A)Ill段IdzJ=523/80=6.54(A)5求当非快速切除故障时母线A的最小残压非快速保护的动作区最靠近母线A的-点为电流I段最小保护范围的末端，该点短路时母线A的残余电压为Ucy=Id-1min%XAB式中Id=E/(XS+lmin%XAB)故UCy=EImin%XAB/(XS+lmin%XAB)按残余电压定义，即可得出计算Ucy%的公式Ucy%=Ucy/E=Imin%XAB/(XS+1min-XAB)本题己计算出Imin%=64%,而XAB=O.4l0=4.Xs=0.3故Ucy%=(0.64×4)/(0.3+4×0.64)×100%=87.5%其他方案可类推例题2。2在图2-2所示网络中，试对线路AB进行三段式电流保护的整定(包括选择接线方式，计算保护各段的一次动作电流、二次动作电流、最小保护范围、灵敏系数和动作时间，选出主要维电器型号规范)。已知线路的最大负荷电流Ifhmax-100A,电流互感器变比为300/5,保护2的过电流保护动作时间为2.2s,母线A、B,C等处短路时流经线路AB的短路电流计算值如表2,有关短路电流计算值为(kA)图2-2例题2。2图表2短路电流计算值短路点短路电流ABC运行方式最大运行方式5.341.5250。562最小运行方式4.271.4240。548解：1.接线方式的选择由于35KV为中性点非直接接地电网,而所给定的线路AB的相邻元件也是线路(不含变压器),故三段保护均初步选择为两相星形接线.2=整定计算I段1)动作电流的整定：根据前述整定计算公式l'dz=K,k1dBmax显然,此处应取IdBmax=l.525KA(线路AB末端,即线路BC首端的最大三相短路电流)，取可靠系数Ick=1。3,于是保护的一次动作电流为I'dzl=1.3×l<,525=1,983(KA)由于采用两相星形接线,Kjx=I,故保护的二次动作电流，即继电器的动作电流为l,dzJ=Kjxl,dz/nl=l.983×103/(300/5)=33（八）选用DL-11/50型电流继电器,或电流DL-21c,DL-31等新型继电器，其动作电流的整定范围为12.550A2)灵敏性校验：此处为求最小保护范围，根据前述公式Imin=lZb×(/2)ExdzZs,max)式中Zs,max为系统阻抗，尚为未知数，根据题设A点短路电流数据,可以求出A点背后等值电源(即系统)的等值阻抗：最大运行方式时Zs,min=(37/)/5.34=4()最小运行方式时Zs.max=(37/)/4.27=5(D)式中37为35KV电网的平均额定线电压，于是可求最大运行方式下的最小保护范围为Iminmax=(1/0。4)×(2X(37/)/1。9834)=13.3(km)此处取线路阻抗Zb=0.4km最小运行方式下的最小保护范围为Iminmim=(1/0.4)X(37/2/1。983-5)=10.8(km)Imimax%=lminmax/IAB×100=13.325×100%=532%>15%Iminmin=Iminmin/IAB×100%=10.825×100%=43.3%)15%均满足要求3)动作时间的整定t=0s但为躲管型避宙器放电，应选取DZS-Il7型中间继电器做为出口继电器，该继电器具有4个常开触点,固有动作时间为0.06s,并假定操作电源为220V直流。Il段1)动作电流整定:线路AB的保护Il段应与相邻线路的保护I段配合,故l,dzl=K',kl,dz2Kfz显然，此处KfZ=I(无分支),而l'dz2应按线路BC末端C点最大短路电流来整定,即：l,dz2=K'kIdCmax=1.3x0.562=0。73(kA)于是l''dzl=:LIXo.73=0。8(kA)此处取K"k=l。1,因为主要目的在于配合。继电器的动作电流l,dzJ=Kjxl,dzl/nl=O«8×103/(300/5)=13.4<A)选用DL-11/20型电流继电器,或其他类似的新型电流继电器，其动作电流的整定范围为520A2)灵敏性校验：己知本线路末端最小运行方式下三相短路时流过本保护的电流为1.424A,考虑两相短路电流一般为三相短路电流的/2倍(当Zl=Z2时)，故Klm=Idmin(B)/l,dzl=/2×1424/0.8=1.54>1.5满足要求。3)动作时间的整定；根据前述，本保护为与相邻元件电流I段一一无时限(t=0s)电流速断保护相配合，故可取t"=0。5s(t,l=t,2+St=O5s).选取DS-IIl型时间继电器,假定操作电源为直流220V.其时限整定范围为0.11。3S。(3)川段1)动作电流的整定：根据有关整定计算公式Idz=KK-Kzq/KhIfhmaxIdz=(1。220.85)l00=282（八）Idz-J=Kjxxldz/nl=282/60=4。7（八）选用DL-11/10型电流继电器或其他类似的继电器，其整定范围为2。510A2)灵敏性校验：取本线路末端B点短路时流过本保护的最小两相短路电流做为计算电流,故Klm(l)=l(2)dBminldz=(2)×1.424×103/282=4.37)1.5保护相邻线路时的灵敏性，取相邻线路BC末端C点短路时流过本保护1的最小两相短路电流作为计算电流,故Klm（2）=1（2）dcmin/1dz=（/2）×0.548×103/282=168>1<,2均满足要求.3）动作时间整定：根据阶梯原则，在此,过电流保护的动作时间应与相邻线路BC的保护2配合,即tl=t2+Et=2°2+0.5=2.7（s）选用DS-112型时间继电器，其动作时间整定范围为0.25-3.5s取操作电源为直流220V习题2-1图2-3示网络中，己知线路AB的最大负荷电流，电流互感器变比为300/5,保护2的过电流保护动作时间为2.5S,母线A处短路时，最大和最小三相短路电流分别为5。34kA和4.27kA。每公里线路正序阻抗为0。4,取,，。试对线路AB进行三段式电流保护的整定（包括:一次、二次动作电流，最小保护范围,灵敏系数和动作时间）。图2-3习题2-1图2-2如图2-4所示网络中，。试问：如按求出保护1的过电流保护的整定值，而实际电流继电器时，分析在什么情况下保护1会出现误动作。图2-4习题2-2图2-3如图2-5所示网络中，线路AB电源端装有三段式电流保护，线路BC装有二段式电流保护，均采用不完全星形接线方式，系统参数如图示,线路AB和BC的最大负荷电流分别为2.3A和2A,线路BC的过电流保护动作时限为3秒,负荷自起动系数均为1.试计算：（1）线