1、如图所示网络，AB 、BC 、BD 线路上均装设了三段式电流保护，变压器装设了差动保护。已知Ⅰ段可靠系数取1.25，Ⅱ段可靠取1.15，Ⅲ段可靠系数取1.15，自起动系数取1.5,返回系数取0.85，AB 线路最大工作电流200A ，时限级差取0.5s ，系统等值阻抗最大值为18Ω,
AB 线路Ⅱ段动作电流为：A I II op 1803156815.11=?=
被保护线路末端最小短路电流为：
A I k 1369)2418(3115000
23min ,=+??=
灵敏度为：
1
18031369
?=
sen K 不满足要求。
改与相邻线路Ⅱ段配合，则[注：同理，由于BD 线路Ⅱ段限时电流速断保护动作电流大于BC 线路，因此应与BD 线路Ⅱ段配合。]
A
I kF 363)130162413(3115000
max .=+++?=
A I II
op 54336315.13.11=??=
5.25431369
==
sen K 满足要求。
动作时间
t t t II op II op ?+=21 （2）定时限过电流保护
A I III
op 40620085.05
.115.11=??=
近后备灵敏度：37
.34061369==sen K 满足要求；
远后备灵敏度：A I kE 927)202418(2115000
min .=++?=28
.2406927==sen K 满足要求。
[注：远后备BC 线路满足要求，必然BD 也满足要求，因BC 线路阻抗大于BD 线路。]
动作时间：s
t op 5.31=
1697)1015.04.9(237000)
2(min .=?+=k I ＞op I [注：按此计算能计算出保护区是否达到最小保护区，不能计算出保护区实际长度。]因此灵敏度满足要求。
当需要计算出保护区长度时，可由下面计算公式求出最小保护区长度：
1638)4.9(237000
min =+?Z ，Ω
=-?=9.14.91638237000min Z
%19%100109
.1min =?=
L
（2）限时电流速断保护
1） 1） 按躲过接在B 母线上的变压器低压侧母线短路整定
A I k 461)30103.6(337000)
3(max .=++=
A I K I k ma op 6004613.1.)
3(max .=?== 2） 2） 与相邻线路瞬时电流速断保护配合
A I k 755)12103.6(337000)
3(max
.=++=
A
I op 108575525.115.1=??=
选以上较大值作为动作电流, 则动作电流为1085A 。
3） 3） 灵敏度检验
A I k 954)104.9(237000)
2(min
.=+=
1085954
=
sen K <1.25
改用与变压器低压侧母线短路配合，选用动作电流600A 。[注：按基本配合原则，要计算出BC 线路Ⅱ段动作电流，由于从网络参数可以看出，与相邻变压器配合的动作电流大于与相邻线路配合的动作电流，所以可以直接选取与相邻变压器配合，但应注意的是，此配合
方式已经是Ⅱ段与Ⅱ段配合了。]
59.1600954
==
sen K ＞1.25
动时间取1s 。
(3)定时限过电流保护
A
I w 1749.03595.031093
max .=????=
[注：计算式中的0.95系数考虑电压降低5%时，
输送最大功率。]
A
I K K K I w re ss rel op 31985.01743.12.1.max .=??==
灵敏度校验
1）按本线路末端最小二相短路电流校验
99.2319954
==
sen K ＞1.5[注：线路只能按两相短路条件校验灵敏度。]
2）按相邻线路末端最小两相短路电流校验
A I k 589)12104.9(237000)
2(min
.=++=
85.1319589
==
sen K ＞1.2
3）按相邻元件变压器低压侧母线短路校验（电流保护接线按两相三继电器方式）
A I k 432)30104.9(337000)
3(min .=++=
[注：保护采用两相三继电器接线时，灵敏校验值
应采用三相短路电流值。]
35.1319432
==
sen K
保护时限按阶梯原则，比相邻元件后备保护最大动作时间大一个时限级差△ｔ。 3、网络如所示，已知：
线路AB(A 侧)和BC 均装有三段式电流保护, 它们的最大负荷电流分别为120A 和100A, 数
，
A I k 1110
)4020(3115000
)3(max .=+=
3） 3） AB 电源振荡时, 流过A 侧开关最大电流为
A I k 1770)402015(31150002)
3(max .=++?=[注：计及两侧电源相位差为 180时振荡电流为最大。]
所以：A
I op 2040177015.1=?=
Ω=-??=-=19.820204*********
min .min
.s op L X I E X
%48.20%1004019.8%100min .=?=?AB L X X >15％ （2）求限时电流速断保护动作值和灵敏系数
A I k 1720]24)20552055[(3115000)
3(max
.=++?=
A
I B op 2150172025.1.=?=
求最小分支系数min .b K ：[注：由于有电源助增，流过保护安装处的短路电流不等于
短路点总短路电流，因此需要计及分支影响，求保护动作值时应采用最小分支系数。]
2
.32540
151min .=++=b K
A
I K K I B op b rel op 7732.3215015.1.min .=?== 25
.1773602101153
=???=sen K
(3)求定时限过电流保护动作电流及灵敏度
动作电流为：A
I op 30512085.08.12.1=??=
近后备灵敏度为：14
.3305602101153=???=sen K ＞1.5满足要求。
当作为远备保护时，应采用C 变电站母线两相短路的最小短路电流，并计及分支电流影响，分支系数应计最大值。
最大分支系数为：4
2040
201max .=++=b K [注：计算灵敏系数时应采用最大分支系数。]
总阻抗为：
Ω
=+?=
∑39402040
20X
最小两相短路电流为：
A
I k 1470392101153
)
2(min
.=??=
远后备灵敏度为：
21
.130541470
=?=
sen K ＞1.2满足要求。
4、如图所示网络中，已知：
电源等值电抗Ω==521X X ，Ω=80X ；线路AB 、BC 的电抗km X /4.01Ω=，km X /4.10Ω=；变压器T1额定参数为31.5MV A ，110／6.6kV ，Ｕk ＝10.5％，其它参数如图所示。试决定线路AB 的零序电流保护的第Ⅰ段、第Ⅱ段、第Ⅲ段的动作电流、灵敏度和
因为∑0X ＞∑1X ，所以)1(0k I ＞)
1.1(0k I 故按单相接地短路作为整定条件，两相接地短路作为灵敏度校验条件。[注：可通过比较正序总阻抗与零序总阻抗的大小，选择单相接地或两相接地短路作为保护动作电流的计算条件。]
∑∑∑
+?
=0221)1.1(0X X X I I k k [注：按变压器不接地运行计算。]
＝∑
∑∑
∑
∑∑∑∑+?
++
02202021.X X X X X X X X E s
＝A
780361313
)
3613361313(3115000=+?+?+[注：用正序等效定则求出零序量。]
A
I k 234078033)
1.1(0=?= A I k 1070)361313(3115000)
1(0=++=
[注：求单相接地短路时，零序电流。因零序电
流等于正序电流。]
A I k 32101070
33)
1(0=?= 在线路AB 中点短路时，Ω==∑∑921X X ，Ω=∑220X
A
I k 12502299)
2292299(3101153)1.1(0
=+?+?+?=
A I k 37501250
33)
1.1(0=?= B 母线的三相短路电流
A I B
k 5110)85(3115000)
3(.=+=
求母线C 短路时的零序电流： Ω==∑∑3321X X ，Ω=∑1060X
A
I k 8131063333
)
106331063333(311500033)
1.1(0=+?+?+?=
A
I k 1158)1063333(3115000
33)1(0=++?=
2、各段保护的整定计算及灵敏度校验
(1) (1) 零序Ⅰ段保护：
=I op I 1.25×3210＝4010 A
单相接地短路：
)4.14.02852(3115000
34010L L +?++??=
[注：按某点单相接地短路时，3倍零序电流等于保护定值，即可求出保护区。]
所以 km L 4.14=＞km 205.0?[注：此值即为最大保护区长度。] 两相接地短路：
)4.12164.05(3115000
34010L L ?+++?=
[注：16为电源零序阻抗的2倍。] 所以 L ＝9 km ＞0.2×20km[注：此值即为最小保护区长度。]
（2）零序Ⅱ段保护：
A I II op 1670116025.115.1=??=
4.116702340==
s e n K ＞1.3 满足要求。
动作时限：s t II p 5.00=
(3)零序Ⅲ段保护
因为是110kV 线路, 可不考虑非全相运行情况, 按躲开末端最大不平衡电流整定：
A I III op 48051101.05.05.125.1=????=
近后备：9.44802340
==sen K 满足要求。 远后备：
69.1480813==sen
K 满足要求。
动作时限：s
t t t III B op III A op 15.05.0..=+=?+=
5、网络参数如图所示，已知：
系统等值阻抗Ω=10A X ，Ω=30min .B X 、最大阻抗为无穷大；线路的正序阻抗Ｚ1＝0.45
数的取值即为保护区长度，因此，不必计算保护区。]
2、保护A 第Ⅱ段动作阻抗 (1) (1) 与保护B 第Ⅰ段配合 Ω
=??=54.143845.085.0.B op Z
分之系数b K 最小值的情况是=max .B X ∝时，即B 电源断开，b K ＝1。[注：应考虑分支的影响。]
)
(.1.B op b AB rel A op Z K L Z K Z +=
＝0.85(0.45×30＋14.54)＝23.83 Ω
（2）与变电所B 降压变压器的速动保护配合 )(m i n .1.T b AB rel A op Z K L Z K Z +=[注：变压器最小阻抗应计及并列运行情况，且电压应采用主抽头电压。]
由于Ω=???=7.841015/1105.10103
2T Z
35.4227
.84min .==T Z Ω
所以
Ω
=+?=09.39)35.423045.0(7.0.A
op Z
取二者较小值为动作阻抗, 即Ω=83.23.A op Z
灵敏度：
77
.13045.083
.23=?=
sen K ＞1.5 满足要求。
保护动作时间为：
t t II op ?=。 3、保护A 第Ⅲ段动作阻抗
)cos(9.0max ..L sen L ss re rel N
A op I K K K U Z ??-=
[注：取电压为N U 9.0是考虑电压产生波动
时，输送功率不变。]
)2665cos(4.0215.125.13110
9.0?-??????=
＝63.96Ω
其中：?==-269.0cos
1
L ?
灵敏度：(1)近后备 73.45.1396
.63==
sen K (2)远后备 78
.1305.131030=++=b K [注：远后备保护可不考虑相邻变压器。]
BC b AB A
op sen L Z K L Z Z K 1max .1.+=
＝63.96／(13.5＋1.78×17.1)
＝1.31＞1.2 满足要求。 动作时限：ｔ＝2＋0.5＝2.5 s
6、网络参数如图所示，已知，线路正序阻抗km Z /45.01Ω=，平行线路km 70、MN 线路为
km 40，距离Ⅰ段保护可靠系数取0.85。M 侧电源最大、最小等值阻抗分别为Ω=25max .sM Z 、Ω=20min .sM Z ；N 侧电源最大、最小等值阻抗分别为Ω=25max .sN Z 、Ω=15min .sN Z ，试求
MN 线路M 侧距离保护的最大、最小分支系数。
由助增系数公式可得
52
.22525
45.04020max .max .min .min .=+?+=++=sN sN MN sM b Z Z Z Z K
（2）最小汲出系数
由式最小汲出系数公式可知，平行线路的阻抗可化为长度进行计算，则得
575
.014070
85.01402121min .=?-=++-=
NP NP NP set NP b Z Z Z Z Z K [注：平行线路速断保护
区可根据可靠系数决定。]
总的最小分支系数为35.1575.052.2=?==∑汲助b b b K K K [注：在既有助增，也有汲出时，
可分别求出各自的分支系数，它们的乘积为总分支系数。]
7、如图所示双电源系统中，ＺL ＝50∠75°Ω，ＺM ＝30∠75°Ω；ＺN ＝20∠75°Ω，母线M 侧距离保护接线方式为线电压两相电流差的方向阻抗继电器，保护采用方向阻抗继
? ]
103
==
∑Z Z m M ?
??
--=75100]24.1575.0)1035.0[(j m e ctg j Z ?
??-=?=4.48756.2636.221002236.0j j j e e e
角度为48.4°时阻抗继电器动作值为：
Ｚop ＝40cos(75°－48.4°)＝35.7Ω＞22.36Ω[注：由于测量阻抗角与灵敏角不同，因
此要判断保护是否误动，应求出动作阻抗。] 方向阻抗继电器会误动作。 （2)当δ＝136.4°时
?
??
-=75100)24.11365.02.0(j m e ctg j Z
?
=303.28j e
Ω=-=3.28)3075cos(
40 op Z 方向阻抗继电器处临界动作状态。 （3).继电器误动时间：
Δδ＝(180°－136.4°)×2＝87.2°[注：距离保护临界动作状态即为圆特性边界，误动
区中点在
180处，乘2即为误动区间。]
s T t 363.03605
.12.87360=???=??=
δ
8、网络如图所示，已知：网络的正序阻抗km Z /4.01Ω=，线路阻抗角?=65L ?，A 、B 变电站装有反应相间短路的二段式距离保护，它的Ⅰ、Ⅱ段测量元件均系采用方向阻抗继电器。试求Ａ变电站距离保护动作值（I 、Ⅱ段可靠系数取0.8）。并分析：
（1）当在线路AB 距A 侧km 55和km 65处发生相间金属性短路时, A 变电站各段保护
k m
R L Z Z m 5.01+=[相间短路，过渡电阻值每相取一半。]
= 125.04.03065?+??
j e ?
=6.4455.15j e
5.22)
6.4465cos(24=-=
I op Z ＞15.55[注：取整定阻抗角 65=set ?] 5.34)6.4465cos(
8.36=-=
II op Z ＞15.55 故保护A 的Ⅰ、Ⅱ段均会动作。 3、求使Ⅱ段误动的负荷电流
?==-8.259.0cos 1
L ? 负荷阻抗为5.28)8.2565cos(8.36=-
时，方向阻抗继电器就会误动。[注：由整定阻抗求出动作阻抗。]
误动时的负荷电流为：kA I L 32.25.283
/110==
9、如图所示的降压变压器采用DCD-2（或BCH-2）型构成纵联差动保护，已知变压器
2) 6.6k Ｖ侧：选用
51500=
TA n
(3)电流互感器二次电流
1）35k Ｖ侧：A I N 57.3120248
32=?=
[注：3为接线系数。] 2)6.6k Ｖ侧：A
I N 38.430013152==
选用变压器低压侧作为基本侧。[注：二次电流大的一侧为基本侧。] (4)求低压母线三相短路归算到基本侧的短路电流
Ω
=?=211.0153.608.02
T X [注：计算时应将所有参数都归算至基本侧。]
Ω=+=∑384.0211.0173.0X
A
I k 9420384.036300
)3(max .=?=
2、基本侧动作电流计算值确定 （1）按躲过外部短路条件
Ｉop ＝1.3(1×0.1＋0.05＋0.05)×9420＝2450 A （2）按躲过励磁涌流
Ｉop ＝1.3×1315＝1710 A （3）按CT 二次断线条件 Ｉop ＝1.3×1060＝1378 A
选一次计算动作电流 A
I c a l op 2450.=[注：计算动作电流应取三条件的最大值。] 3、确定基本侧差动线圈匝数
二次计算动作电流 A
I c a l r op 16.83002450
..== 工作线圈计算匝数：35
.716.860
.==cal w W 匝[注：为防止保护误动，工作线圈整定值应
小于或等于计算值。]
选用差动线圈整定值为6.=set d W 匝、平衡线圈整定值为1.=set b W 匝
继电器实际动作电流 A I r op 56.8760
.==
[注：由于计算值与整定值不同，所以实际动作
电流不等于计算值。]
一次动作电流为：A
I op 246830056.8=?= 4、确定35kV 侧平衡线圈及工作线圈匝数
se d se w nb
b
cal nb W W I I W ..22.-=
＝7×(4.38／3.57)－6
＝2.6 匝[注：按四舍五入方法确定非基本侧平衡线圈匝数，这样产生的不平衡才是最小的。]
按四舍五入原则取非基本侧的平衡线圈匝数为se nb W .＝3 匝 非基本侧工作线圈为9.=set nw W 匝 5、计算er f ?
er f ?＝=+-66.23
6.2－0.465＜0.05[注：相对误差应取绝对值。]
所以不必重算动作电流。 6、校验灵敏度
在6.6kV 侧两相短路最小短路电流为
A I k 6300])211.0289.0(36300[23)2(min .=+=
归算至35kV 侧的短路电流为
A
I k 1075373
.66300max .=?=[注：因电源在高压侧，所以单电源变压器求灵敏系数时，
应归算至电源侧。]
35kV 侧流入继电器的电流为
A
I r 5.151201075
3=?=
35KV 侧继电器动作电流
A I r op 67.6960
.==
保护的灵敏度为：3.267.6/5.15==sen K 满足要求。
10、在一个降压变电所内装有三台变压器，已知：
变压器参数：7500kV A ，35／6.6KV ，Ｙ,d11，%5.7=k U ；最大工作电流N w I I 1.1max .=；
负荷自起动系数ss K ＝1.7，返回系数re K ＝0.85，可靠系数rel K ＝1.2。35kV 母线三相短路
容量为100MVA 。试选择外部短路过电流保护类型，求出灵敏度。
解：1、确定采用过电流保护
（1）躲开切除一台变压器时可能的最大负荷电流
N
N
op I I I 12.2285.032.1=???=
[注：当需要求出有名值时，可根据额定值求出额定电流，
代入即可。]
（2）躲开最大负荷电流
N
N
OP I I I 64.285.01.17.12.1=??=
选取N
op I I
64.2= （3）短路电流计算 取 M V A S b 5.7=,b av U U =
075.0100/5.7==s X [注：由母线短路容量，可求出系统等值阻抗。]
三台并列运行时，等值标么电抗值为
025
.03075.03%.==?=∑N b k T S S U X
1.0025.0075.0=+=∑X
三台并列运行时, 6.6kV 母线三相短路时流过每台变压器短路电流为
3101.033)
3(N N N k I I X I I =
?==∑
由于两相短路，在变压器高压侧有一相电流相当于三相短路值。 采用两相三继接线时的灵敏度
26.164.2310==N n sen I I K ＜1.5（灵敏度不满足要求）
2、确定采用低电压起动的过电流保护
电流元件动作电流
N
N
op I I I 41.185.02.1==
36.241.1310==N
n
sen
I I K ＞1.5
电压元件动作值：采用三只低压继电器接在6.6kV 侧母线相间电压上。
N
N
re rel N op U U K K U U 65.015.12.19.0.9.0=?==
当6.6kV 母线短路时，保护安装处的残余电压等于零，由此可见，采用低压过电流保护可以满足要求。
11、在某降压变电所内有一台变压器，已知：变压器参数为30 MV A ，110/6.3KV ，Ｙ,
d11接线，%5.10=k U ；在最小运行方式下，变压器110KV 母线三相短路的容量为500MV A ；
最大负荷电流为N L I I 2.1max .=；负荷自起动系数为2, 返回系数为0.85, 可靠系数1.25；试
问：变压器上能否装设两相两继接线的过电流保护作为外部相间短路的后备保护？
解：1、求电流元件动作电流
Ω
==45.265001152
max .s X [注：由母线最大短路容量求出系统等值阻抗。]
Ω
=?=3.4630115105.02
T X A
I h N 46.157110330000
.=?= A
I op 7.55585.046.1572.1225.1=???=
变压器低压侧三相短路电流最小值：
A I k 913)3.4645.26(3115000)
3(min
.=+=
2、灵敏度计算
保护采用两相两继接线时：
82
.07.5552913
=?=sen K 不满足要求。[注：采用两相两继电器时，灵敏系数只能采
用1/2的三相短路电流值。]
保护采用两相三继接线时：
64
.17.555913
==sen K 满足要求。
由上述计算可知，过电流保护不能采用两相两继电器接线。
12、水轮发电机上装设了DCD-2（BCH-2）继电器构成高灵敏接线的纵差保护，已知：
发电机参数：ＰN ＝3200MW ，ＵN ＝6.3Kv ；N ＝366.5A ，,8.0cos =?2.0"
=d X ；电流互
感器变比TA n ＝400／5。试确定保护整定参数及灵敏度。 解：1、求平衡线圈
9
.115.3661.180
60.=??=
cal b W 匝
取平衡线圈匝数10.=set b W 匝[注：因差动继电器差动绕组最大值为20匝。]
2、求差动线圈
因为平衡线圈整定值与计算值不等，因此：
9
.21105.3661.180
60.=+??=
cal d W 匝
取差动线圈匝数20.=set d W 匝
3、继电器动作电流
A I r op 32060
.==
4.灵敏度
6
.68032.025
.36613=?????=
sen K ＞2 满足要求。
13、如图所示接线中，已知：
发电机参数为：额定功率25MW 、8.0cos =?、次暂态电抗129.0=''k
X 、负序电抗
保护二次动作电流为：
A I r
op 15.16600.==
保护的灵敏度： （1）近后备
在发电机母线两相短路电流为
A
I k 174062864156.0129.01
3)2(min .=?+?=
8
.1968717406==s e n K ＞1.5
（2）远后备
293.0164.0129.01=+
=∑X 32.0164.0156.02=+=∑X
A I k 8092286432.0293.013)
2(min .=?+?=
[注：正、负序阻抗不相等。]
835.096879092
==
s e n K ＜1.2
由上可见，灵敏度不满足要求，不能采用。 2、分析采用低压起动过流保护
保护一次动作电流为：A I op 3866286485.015
.1=?=
保护动作电压位：kV
U op 78.33.66.0=?=
电流元件灵敏度：
近后备：5.4386617406
==
sen K ＞1.5 远后备为：1
.238668092==sen K ＞1.2
电压元件灵敏度：
远后备灵敏度为：kV U k 37.333.6164.028*******)
2(max
.=???=[注：将短路电流化为标幺值，
求出电压乘以基准值。]
kV U k 52.3164.0129.0164.03.6)
3(max .=+?
=[注：三相短路用正序阻抗。] 07
.152.378.3==sen K ＜1.2
故也不能采用。
3、分析采用复合电压起动的过流保护 负序电压动作值：
kV U op 378.03.606.02=?= 灵敏度：
（1）电流元件灵敏系数同低压过电流保护。 （2）低压元件灵敏系数
23
.152.378.315.1=?=sen K ＞1.2[注：考虑对称短路是由不对称转化成对称，所
有在短路初瞬间存在负序分量，低压元件已被起动，只要加入低压元件的电压小于返回电压，低压元件就不会返回。]
(3)负序电压元件灵敏系数
近后备：
kV
U X I U b 448.3156.0129.03
.6156.0..22min .2=+?==
1
.9378.0448.3==sen K ＞1.5
远后备：
kV
U 6.1164.02156.0129.03
.6156.0min .2=?++?= 24
.4378.06
.1==sen K ＞1.2
由上面计算可知，复合电压起动的过电流保护可采用。
保护动作时间s
t op 5=。
4、分析采用负序电流及单元件式低压起动过流保护的可能性
（1）低压元件，过电流元件计算及灵敏度均同复合起动的电压过电流保护。 （2）负序电流元件
动作于信号的电流继电器的动作电流
A
I I NG op 4.28628641.01.0=?== 动作于跳闸的电流继电器的动作电流
A I t A I
N op
1432286412030.=?==[注：A 为发电机的热容量常数，应根据发电2
机的类型及容量确定。] 灵敏度：
1） 1） 近后备
A
I k 10049156.0129.02864
min .2=+=
7143210049==sen
K ＞1.5
2） 2） 远后备
A I k 4672
164.02156.0129.02864
m i n .2=?++=
26.314324672==sen
K ＞1.2
14、某一水电站升压变压器采用DCD-2（BCH-2）差动保护，系统等值网络图如图8-2所示。已知：变压器参数：ＳN ＝12500kV A ，38.5(1±2×2.5％)／6.3kV, %5.7=k U ，联接Ω=6m in .s X 、Ω=5.68。求变压器差
。] A I k 1173
)2.810(337000
min .=+=
（2）变压器高压母线三相短路发电机送到短路点的最大、最小短路电流为
A
I k 689)2.88.22(337000
max .=+=[注：在高压侧母线短路时的电流电流。] A
I k 5.278)2.85.68(337000
min .=+=
2、确定基本侧
变压器一次额定电流
高压侧：A
I h N 5.1875.38312500
.=?= 低压侧A
I l N 11463.6312500.=?=
选择电流互感器变比：
变压器高压侧电流互感器计算变比为 575
.32455.1873..=?=
cal h TA n ；选用400/5。
变压器低压侧电流互感器计算变比为 51146
..=
cal L TA n ；选用1500/5。
二次额定电流计算： 高压侧：
A I N 06.48075.3242==
低压侧：A I N 82.33001146
2==
由计算结果可知，应选35kV 侧为基本侧。 3、保护动作电流计算值
（1）按躲过外部短路产生的最大不平衡电流条件
A I op 3914.1504)05.005.01.01(3.1=?++??=
（2）按躲过励磁涌流条件 A I op 2445.1873.1=?=
（3）按躲电流互感器二次回路断线条件 A I op 2445.1873.1=?=
选用保护计算动作电流Ｉop ＝391 A 4、确定基本侧工作线圈匝数 加入继电器计算电流为A I cal r op 47.880391
3..=?=
工作线圈计算匝数为
08.747.860
.==
cal w W 匝
选用工作线圈匝数为7.=se w W 匝、其中差动线圈6.=set d W 匝、平衡线圈1.=set b W 匝。 继电器实际动作电流
A I r op 57.8760
.==
5、非基本侧平衡线圈匝数确定
se
d s
e w nb
b cal nb W W I I
W ..22.-=
＝7×(4.06／3.82)－6＝1.44 匝
按四舍五入选用平衡线圈1.=set nb W 匝 6、计算相对误差er f ?
er f ?＝059.0644.11
44.1=+->0.05，不满足要求，应重新确定保护动作电流。
重新确定动作电流计算值为：A
I op 4094.1504)059.005.01.01(3.1=?++?=。[注：由
此说明，基本侧工作线圈取7匝已经太大，取6匝作为计算条件。]
为保证选择性，应增大动作电流，即应减少工作线圈绕组匝数。选用Ｉop ＝462 A 时，继
电器动作电流为A
I r op 10.=、差动线圈5.=set d W 匝、平衡线圈1.=set b W 匝、工作线圈
6.=set w W 匝；非基本侧37
7.1.=cal nb W 匝, 1.=set nb W 匝，6.=se nw W 匝
7、灵敏度校验
变压低压侧两相短路流入继电器电流
A I r k 29.273003.637)9.31123(180)117323
(
3.=???+
??=[注：此式按两侧电源同时运行
时计算的灵敏系数。]
729
.21029.27==sen K ＞2满足要求。
15、如图所示某降压变电所内，已知变压器参数为：MVA 5.31/20/5.31，110(1±2×2.5％)
／38.5(1±2×2.5％)／6.6kV ，
11.11,d d Y 接线；%75.10110.=k U ，05.38.=k U ，%25.66.6.=k U ；系统参数035.0min .=s X ，052.0max .=s X ，3.1=rel K ，基准容量MVA S b 5.31=。
当变压器采用DCD-2（BCH-2）型差动继电器构成差动保护时，试确定保护动作电流，差动线圈匝数，平衡线圈匝数和灵敏度。
Ω
=24.26
系统电抗为Ω=?=8.215.31/115052.02max .s X 、
Ω=?=7.145.31/115035.02
min .s X 。 [注：由标幺值求出归算至高压侧的等值阻抗。]
2、短路电流计算
(1)两台变压器并列运行最大三相短路电流
中压侧短路电流为A I k 891)1.455.07.14(32115000)
3(35.max .=?+?=
[注：变压器并联运行发生
短路故障时流过每台变压器短路电流。]
低压侧短路电流为A I k 659]7.14)1.4524.26(5.0[32115000)
3(6
.6.max .=++??=
(2)单台运行时最大三相短路电流
中压侧短路电流为A I k 1110)1.457.14(3115000)
3(35
.max .=+=
低压侧短路电流为A I k 772)24.261.457.14(3115000)
3(6
.6.max .=++=
(3)在6.6kV 侧母线三相短路电流最小值 1）两台并列运行时
A I k 578]8.21)1.4524.26(5.0[32115000)
3(6
.6.min .=++??=
2）单台运行
A I k 713)1.4524.268.21(3115000)
3(6.6.min .=++=
3、确定基本侧
（1）变压器一次额定电流计算
高压侧A
I h N 165110331500
.=?= 中压侧A
I m N 4.4725.38331500
.=?= 低压侧A
I l N 2.27556.6331500.=?=
（2）电流互感器变比选择
变压器高压侧：51653..?=
cal h TA n 、选用300/5。
变压器中压侧：
54
.472..=cal m TA n 、选用600/5。 变压器低压侧：
52.2755..=
cal
l TA n 、选用3000/5。
（3）二次额定电流计算 高压侧：
A
I h N 76.460165
3.2=?=
中压侧：A I m N 94.31204.472.2== 低压侧：
A I L N 59.43002
.2755.2==
由计算可知，应选取110kV 侧为基本侧。 4、确定动作电流
由计算可知，应取单台运行作为动作电流计算条件： （1）按最大不平衡电流条件
A
I op 3611110)05.005.005.01.01(3.1=?+++??=
（2）按励磁涌流和电流互感器二次断线条件 A I op 5.2141653.1=?=
选用计算动作电流为A
I cal op 361.=[注：整定匝数未确定前，动作电流不为实际值。] 从上面计算可知，对并列运行变压器整定计算按单台运行条件为计算方式。因单台运行时外部短路流过差动回路的不平衡电流最大。
5、确定基本侧差动线圈
二次动作电流计算值为A I cal r op 4.1060165
3..=?=
工作线圈计算匝数
77.54.1060
.==
cal w W 匝
选用整定匝数5..==set d set w W W 匝 继电器实际动作电流
A I r op 12560
.==
6、确定平衡线圈匝数 38.5kV 侧：04
.1594.394
.376.4.=?-=
cal b W 匝、选用1.=set b W 匝 6.6kV 侧：
185
.0559.494.376.4.=?-=cal
b W 匝、选用0.=set b W 匝
7、计算相对误差er f ?
对中侧相对误差0066
.0504.11
04.1=+-=
?er f 对低压侧相对误差0357
.05185.00185.0=+-=?er f
满足要求，不必重新整定。
8、灵敏度计算
A
I r 45.14603
57823
=??=[注：其中2/3是两相短路电流与三相短路电流间的关
系，3是保护接线系数。]
2.1
12
/
45
.
14=
=
sen
K＜2，采用DCD-2不满足要求，应改用其它型式的保护。
kV
E
E
D
A
3
/
110
=
=，电源A的电抗Ｘ＝Ｘ＝20Ω，Ｘ＝31.45
km
/；
BC线路保护Ⅰ段动作电流为
A
I I
op
1190
955
25
.1=
?
=
分支系数：
74
.1
6.
26
43
.
31
2.
53
25
2.
53
25
955
955
3
3
)1(
.0
)1(
.0=
+
+
+
+
?
=
=
BA
k
BC
k
b I
I
K
[注：为求流过保护安装处的零序电流，即保护能测量到的零序电流。]
AB线路保护Ⅱ段整定值为
A
I II
op
786
74
.1/
1190
15
.1=
?
=[注：保护安装处实际的零序电流比短路点的小。] 2、与线路BD的零序电流配合时
1)不加方向元件时，动作电流必须躲过母线D或B接地短路时可能出现的最大零序电流。
Ｘ1Σ＝Ｘ2Σ＝
Ω
=
+
+
+
+
?
73
.9
6.7
20
6.
12
)2.
15
6.7
20
(
6.
12
Ω
=
+
+
+
+
+
?
=
∑
41
.
20
6.
26
43
.
31
2.
53
25
)6.
26
43
.
31
2.
53
(
25
X
流入接地短路点的零序电流为
A
I
k
4780
)
41
.
20
73
.9
2(3
10
110
3
3
3
)1(
=
+
?
?
?
=
A
I
ko
3769
)
41
.
20
2
73
.9(3
10
110
3
3
3
)1.1(=
?
+
?
?
=
1、图示kV 35单电源线路,已知线路AB 的最大传输功率为9MW,9.0cos =?,电流互感器变阻抗Ω4.0,变压器额定容量kVA 7500,k ,变比kV 6.6/35，系统最大短路容量
答:限时电流速段保护:动作电流542A,灵敏度2.53,动作时间1s ；过电流保护：动作电流406Ａ，近后备灵敏度3.37，远后备灵敏度2.28，动作时间3.5s 。 4、图示网络，已知A 电源Ω=15min A X ，Ω=20max .A X ，B 电源Ω=20min B X ，Ω=25max .B X ，
选择性, 确定各过电流保护的动作时间及哪些保护要装设方向元件。
答:动作电流614Ａ；灵敏系数2.22。 (2)零序电流保护在输电线路上单相接地时保护区有多少公里? 答: (1)误动； (2)km 8.228。 18、某kV 110变电站装设了零序功率方向继电器。已知系统的等值电抗21X X =，在变电站kV 110母线上三相短路的短路电流为kA 8.5，单相接地短路时零序电流kA I k 5.2)1(0=，零序功率方向继电器的最小动作功率VA 5.1，输电线路的电抗km X /4.01Ω=，km X /4.10Ω=，装于变电站的零序电流互感器的变比为3000/5，问： (1) 在输电线路距保护安装处km 120的地方发生单相接地短路时，零序功率方向继电器的灵敏度为多少?
(2) 为保证灵敏系数等于1.5，此零序功率方向继电器在单相接地短路时保护范围是多少公里? 答:(1)2.97； (2)km 175。 19、网络参数如图，已知： （1）网络的正序阻抗km Z/ 45 .0 1 Ω =，阻抗角 65； （2）线路上采用三段式距离保护，阻抗元件采用方向阻抗继电器，阻抗继电器最灵敏角 65，阻抗继电器采用0°接线； （3）线路AB、BC的最大负荷电流400Ａ，第Ⅲ段可靠系数为7.0，9.0 cos= ?； （4）变压器采用差动保护，电源相间电势为kV 115； （5）A电源归算至被保护线路电压等级的等效阻抗为Ω =10 A X；B电源归算至被保护
继电保护定值整定计算公式大全 1、负荷计算（移变选择）： cos de N ca wm k P S ?∑= （4-1） 式中 S ca --一组用电设备的计算负荷，kVA ； ∑P N --具有相同需用系数K de 的一组用电设备额定功率之和，kW 。 综采工作面用电设备的需用系数K de 可按下式计算 N de P P k ∑+=max 6 .04.0 （4-2） 式中 P max --最大一台电动机额定功率，kW ； wm ?cos --一组用电设备的加权平均功率因数 2、高压电缆选择： （1）向一台移动变电站供电时，取变电站一次侧额定电流，即 N N N ca U S I I 13 1310?= = （4-13） 式中 N S —移动变电站额定容量，kV ?A ； N U 1—移动变电站一次侧额定电压，V ； N I 1—移动变电站一次侧额定电流，A 。 （2）向两台移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为两台移动变电站一次侧额定电流之和，即 3 1112ca N N I I I =+= （4-14） （3）向3台及以上移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为 3 ca I = （4-15） 式中 ca I —最大长时负荷电流，A ； N P ∑—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和，kW ；
N U —移动变电站一次侧额定电压，V ； sc K —变压器的变比； wm ?cos 、η wm —加权平均功率因数和加权平均效率。 （4）对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；对向一个采区供电的电缆，应取采区最大电流；而对并列运行的电缆线路，则应按一路故障情况加以考虑。 3、 低压电缆主芯线截面的选择 1）按长时最大工作电流选择电缆主截面 （1）流过电缆的实际工作电流计算 ① 支线。所谓支线是指1条电缆控制1台电动机。流过电缆的长时最大工作电流即为电动机的额定电流。 N N N N N ca U P I I η?cos 3103?= = （4-19） 式中 ca I —长时最大工作电流，A ； N I —电动机的额定电流，A ； N U —电动机的额定电压，V ； N P —电动机的额定功率，kW ； N ?cos —电动机功率因数； N η—电动机的额定效率。 ② 干线。干线是指控制2台及以上电动机的总电缆。 向2台电动机供电时，长时最大工作电流ca I ，取2台电动机额定电流之和，即 21N N ca I I I += （4-20） 向三台及以上电动机供电的电缆，长时最大工作电流ca I ，用下式计算 wm N N de ca U P K I ?cos 3103?∑= （4-21） 式中 ca I —干线电缆长时最大工作电流，A ； N P ∑—由干线所带电动机额定功率之和，kW ； N U —额定电压，V ；
郑州煤炭工业（集团）有限责任公司( 函) 郑煤机电便字【2016】14号 关于下发井下供电系统继电保护整定方案 (试行)的通知 集团公司各直管矿井及区域公司： 为加强井下供电系统安全的管理，提高矿井供电的可靠性，必须认真做好供电系统继电保护整定工作。结合郑煤集团公司所属矿井的实际情况，按照电力行业的有关标准和要求，特制定《井下供电系统继电保护整定方案》（试行），请各单位根据井下供电系统继电保护整定方案，结合本单位的实际情况，认真进行供电系统继电保护整定计算，并按照计算结果整定。在实际执行中不断完善，有意见和建议的，及时与集团公司机电运输部联系。 机电运输部 二〇一六年二月二十九日 井下供电系统继电保护整定 方案（试行） 郑煤集团公司
前言 为提高煤矿井下供电继电保护运行水平，确保井下供电可靠性,指导供电管理人员对高低压保护整定工作，集团公司组织编写了《井下供电系统继电保护整定方案》（试行）。 《井下供电系统继电保护整定方案》共分为六章，第一章高低压短路电流计算，第二章井下高压开关具有的保护种类，第三章矿井高压开关短路、过载保护整定原则及方法，第四章井下供电高压电网漏电保护整定计算，第五章低压供电系统继电保护整定方案，第六章127伏供电系统整定计算方案。 由于煤矿继电保护技术水平不断提高，技术装备不断涌现，加之编写人员水平有限，编写内容难免有不当之处，敬请各单位在今后的实际工作中要针对新情况新问题不断总结和完善，对继电保护的整定计算方案提出改进意见和建议。 二〇一六年二月二十九日 目录 第一章高低压短路电流计算............................................................ 第一节整定计算的准备工作...................................................... 第二节短路计算假设与步骤...................................................... 第三节各元件电抗计算............................................................ 第四节短路电流的计算............................................................ 第五节高压电气设备选择......................................................... 第六节短路电流计算实例......................................................... 第二章高压配电装置所具有的保护种类 ............................................ 第一节过流保护装置............................................................... 第二节单相接地保护............................................................... 第三节其它保护种类...............................................................
微机继电保护整定计算举例
珠海市恒瑞电力科技有限公司 目录 变压器差动保护的整定与计算 (3) 线路保护整定实例 (6) 10KV变压器保护整定实例 (9) 电容器保护整定实例 (13) 电动机保护整定计算实例 (16) 电动机差动保护整定计算实例 (19)
变压器差动保护的整定与计算 以右侧所示Y/Y/△-11接线的三卷变压器为例，设变压器的额定容量为S(MVA)，高、中、低各侧电压分别为UH 、UM 、UL(KV)，各侧二次电流分别为IH 、IM 、IL(A)，各侧电流互感器变比分别为n H 、n M 、n L 。 一、 平衡系数的计算 电流平衡系数Km 、Kl 其中：Uhe,Ume,Ule 分别为高中低压侧额定电压（铭牌值） Kcth,Kctm,Kctl 分别为高中低压侧电流互感器变比 二、 差动电流速断保护 差动电流速断保护的动作电流应避越变压器空载投入时的励磁涌流和外部故障的最大不平衡电流来整定。根据实际经验一般取： Isd ＝（4－12）Ieb ／nLH 。 式中：Ieb ――变压器的额定电流； nLH ――变压器电流互感器的电流变比。 三、 比率差动保护 比率差动动作电流Icd 应大于额定负载时的不平衡电流，即 Icd ＝Kk ［ktx × fwc ＋ΔU ＋Δfph ］Ieb ／nLH 式中：Kk ――可靠系数，取（1.3～2.0） ΔU ――变压器相对于额定电压抽头向上（或下）电压调整范围,取ΔU ＝5%。 Ktx ――电流互感器同型系数；当各侧电流互感器型号相同时取0.5,不同时取1 Fwc ――电流互感器的允许误差；取0.1 Δfph ――电流互感器的变比（包括保护装置）不平衡所产生的相对误差取0.1； 一般 Icd ＝（0.2～0.6）Ieb ／nLH 。 四、 谐波制动比 根据经验，为可靠地防止涌流误动，当任一相二次谐波与基波之间比值大于15%－20%时，三相差动保护被闭锁。 五、 制动特性拐点 Is1＝Ieb ／nLH Is2＝（1～3）eb ／nLH Is1，Is2可整定为同一点。 kcth Uhe Kctm Ume Km **= 3**?=kcth Uhe Kctl Ule Kl
三、分析计算题 3在图1所示网络中的AB 、BC 、BD 、DE 上均装设了三段式电流保护；保护均采用了三相完全星形接法；线路 AB 的最大负荷电流为200A ，负荷自启动系数 1.5ss K =， 1.25I rel K =， 1.15II rel K =， 1.2III rel K =，0.85re K =，0.5t s ?=； 变压器采用了无时限差动保护；其它参数如图所示。图中各电抗值均已归算至115kV 。试计算AB 线路各段保护的启动电流和动作时限，并校验II 、III 段的灵敏度。 X X 1s = 图1 系统接线图 图2系统接线图 3答：（1）短路电流计算。选取图 3中的1K 、2K 、3K 点作为计算点。 2 K 3 图3 三相短路计算结果如表1所示。 表1 三相短路计算结果 （2）电流保护I 段 (3).1 1.max 1.25 1.795 2.244(kA)I I set rel K I K I ==?，10()I t s = （3）电流保护II 段 (3).3 2.max 1.25 1.253 1.566(kA)I I set rel K I K I ==?，.1.3 1.15 1.566 1.801(kA)II II I set rel set I K I ==? 灵敏度校验：(2) (3)1.min 1.min 1.438(kA)K K I =，(2)1.min .1.1 1.4380.7981.801II K sen II set I K I ==，不满足要求。 与保护3的II 段相配合：保护3的II 段按可伸入变压器而不伸出变压器整定。 (3) .3 3.max 1.150.499 0.574(kA)II II set rel K I K I ==?，.1.3 1.150.574 0.660(kA)II II II set rel set I K I ==? 灵敏度校验：(2)1.min .1 .1 1.438 2.1790.660II K sen II set I K I ==，满足要求。
第一部分：整定计算准备工作 一、收集电站有关一、二次设备资料。如一次主接线图，一次设备参数（必 须是厂家实测参数或铭牌参数）；二次回路设计，继电保护配置及原理接线图，LH、YH变比等。 二、收集相关继电保护技术说明书等厂家资料。 三、准备计算中的指导性资料。如电力系统继电保护规程汇编（第二版）、专 业规章制度；电力工程设计手册及参数书等。 第二部分：短路电流的计算 为给保护定值的整定提供依据，需对系统各种类型的短路电流及短路电压进行计算。另外，为校核保护的动作灵敏度及主保护与后备保护的配合，也需要计算系统的短路故障电流。 一、短路电流的计算步骤： 1、阻抗换算及绘制出计算系统的阻抗图。 通常在计算的系统中，包含有发电机、变压器、输电线路等元件，变压器各侧的电压等级不同。为简化计算，在实际计算过程中采用标幺值进行。 在采用标幺值进行计算之前，尚需选择基准值，将各元件的阻抗换算成相对某一基准值下的标幺值，再将各元件的标幺阻抗按实际的主接线方式连接起来，绘制出相应的标幺阻抗图。 2、简化标幺阻抗图。 为计算流经故障点的短路电流，首先需将各支路进行串、并联简化及D、Y换算，最终得到一个只有一个等效电源及一个等效阻抗的等效电路。 3、求出总短路电流。 根据简化的标幺阻抗图，计算总短路电流。计算方法有以下两种，即查图法和对称分量法。 （1）查图法计算短路电流：首先求出发电机对短路点的计算电抗，然后根据计算电抗及运行曲线图查出某一时刻的短路电流。所谓运行曲线图是标征短路电流与计算电抗及经历时间关系的曲线图。 （2）用对称分量法计算短路电流：首先根据不对称故障的类型，绘制出与故障相对应的各序量网路图，然后根据序量图计算出各短路序量电流，最后求出流经故障点的短路电流。 4、求出各支路的短路电流，并换算成有名值。 求出的电流为标幺值电流，可按下式换算成有名值电流。 I=I*×S B/√3U B 式中：I—有名值电流单位为安培 I*—标幺值电流 —基准容量； S B —该电压等级下的基准电压。 U B
15、已知保护2、3、4、5的最大动作时限，试计算保护1电流III段的动作 时限. 答：根据过电流保护动作时限的整定原则：过电流保护的动作时限按阶梯原则整定，还需要与各线路末端变电所母线上所有出线保护动作时限最长者配合。 保护1所在线路末端B母线上出线动作时间最长的是t4max = 2.5s，则保护1的过电 流保护的动作时限为t^t4max+A t =2.5 + 0.5 = 3so 16. Z1—0.4Q/km;K I? =1.25;K" rei =1.1;K 川rei =1.2;Kss=1.5;Kre=0.85;K 试对保护1进行三段式电流保护整定计算， 并计算继电器的动作电流。 / k1 / k2 答：（1）保护1电流I段整定计算： ①求动作电流。按躲过最大运行方式下本线路末端（即 K1点）三相短路时流 过保护的最大短路电流来整定，即 I oP严 Kl i ?I Khx 二K L, = E；=1.25X ".［叮3=2.652（KA） Z smin +Z1L1 4 + 0.4"5 采用两相不完全星形接线方式时流过继电器的动作电流为 =丛=遊= A） K TA 60 第I段为电流速断，动作时间为保护装置的固有动作时间，即t；=0(s) ③灵敏系数校验，即求保护范围。 在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为 TA—300/5 0 A 35kV O QF Z Z s -max— — B C I 15km 2 I 35km / 3 I t3.max=0.5s QF2 I L.ma; K— 230A /Q F3「 Z s-min=4 Q I OP1 ? I OP J ②求 动作时 限。 1 =5Q
10kV系统继电保护整定计算与配合实例 系统情况： 两路10kV电源进线，一用一备，负荷出线6路，4台630kW电动机，2台630kVA变压器，所以采用单母线分段，两段负荷分布完全一样，右边部分没画出，右边变压器与一台电动机为备用。 有关数据：最大运行方式下10kV母线三相短路电流为I31=5000A，最小运行方式下10kV母线三相短路电流为I32=4000A，变压器低压母线三相短路反应到高压侧Id为467A。 一、电动机保护整定计算 选用GL型继电器做电动机过负荷与速断保护 1、过负荷保护 Idzj=Kjx*Kk*Ied/(Kf*Ki)=4.03A 取4A 选GL12/5型动作时限的确定：根据计算，2倍动作电流动作时间为,查曲线10倍动作时间为10S 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Kq*Ied/Ki=24A 瞬动倍数为24/4=6倍 3、灵敏度校验 由于电机配出电缆较短，50米以内，这里用10kV母线最小三相短路电流代替电机端子三相短路电流. Km=(24X15)=>2 二、变压器保护整定计算 1、过电流保护 Idzj=Kjx*Kk*Kgh*Ie/(Kf*Ki)=8.4A 取9A 选GL11/10型动作时限取灵敏度为Km=(20X9)=> 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Id/Ki=20=35A 35/9=,取4倍灵敏度为Km=(180X4)=>2 3、单相接地保护 三、母联断路器保护整定计算
采用GL型继电器，取消瞬时保护，过电流保护按躲过任一母线的最大负荷电流整定。 Idzj=Kjx*Kk*Ifh/(Kh*Ki)=*30)=6.2A 取7A与下级过流保护(电动机)配合：电机速断一次动作电流360A，动作时间10S，则母联过流与此配合，360/210=倍,动作时间为(电机瞬动6倍时限)+=,在GL12型曲线查得为5S曲线(10倍)。所以选择GL12/10型继电器。 灵敏度校验:Km1=(7X30)=>1.5 Km2=(7X30)=> 四、电源进线断路器的保护整定计算 如果采用反时限，瞬动部分无法配合，所以选用定时限。 1、过电流保护 按照线路过电流保护公式整定Idzj=Kjx*Kk*Igh/(Kh*Ki)=12.36A,取12.5A动作时限的确定:与母联过流保护配合。定时限一次动作电流500A,为母联反时限动作电流倍,定时限动作时限要比反时限此倍数下的动作时间大,查反时限曲线倍时t=,所以定时限动作时限为。选DL-11/20型与DS时间继电器构成保护。 灵敏度校验:Km1==> 2、带时限速断保护 与相邻元件速断保护配合
大学200 －200 学年第( )学期考试试卷 课程代码 3042100 课程名称电力系统继电保护原理考试时间120 分钟 阅卷教师签字： 一、填空题（每空1分，共18分） 1、电力系统发生故障时，继电保护装置应将部分切除，电力系统出现不正常工作 时，继电保护装置一般应。 2、继电保护的可靠性是指保护在应动作时，不应动作时。 3、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的整定，其 灵敏性通常用 来表示。 4、距离保护是反应的距离，并根据距离的远近确定的—种保护。 5、偏移圆阻抗继电器、方向圆阻抗继电器和全阻抗继电器中，受过 渡电阻的影响最大， 受过渡电阻的影响最小。 6、线路纵差动保护是通过比较被保护线路首末端电流的和的原理实现 的，因此它不反应。 7、在变压器的励磁涌流中，除有大量的直流分量外，还有大量的分量，其 中以为主。 8、目前我国通常采用以下三种方法来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动， 即， 和。 二、单项选择题（每题1分，共12分）
1、电力系统最危险的故障是（ ）。 （A ）单相接地 （B ）两相短路 （C ）三相短路 2、继电保护的灵敏系数sen K 要求（ ） 。 （A ） 1sen K < （B ）1sen K = （C ）1sen K > 3、定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（ ）。 （A ）提高保护的灵敏性 （B ）外部故障切除后保护可靠返回 （C ）解决选择性 4、三段式电流保护中，保护范围最小的是（ ） （A ）瞬时电流速断保护 （B ）限时电流速断保护 （C ）定时限过电流保护 5、三种圆特性的阻抗继电器中， （ ）既能测量故障点的远近，又能判别故障方向 （A ）全阻抗继电器； （B ）方向圆阻抗继电器； （C ）偏移圆阻抗继电器 6、有一整定阻抗为860set Z =∠?Ω的方向圆阻抗继电器，当测量阻抗430m Z =∠?Ω时， 该继电器处于 （ ）状态。 （A ）动作 （B ）不动作 （C ）临界动作 7、考虑助增电流的影响，在整定距离保护II 段的动作阻抗时，分支系数应取（ ）。 （A ）大于1，并取可能的最小值 （B ）大于1，并取可能的最大值 （C ）小于1，并取可能的最小值 8、从减小系统振荡的影响出发，距离保护的测量元件应采用（ ）。 （A ）全阻抗继电器； （B ）方向圆阻抗继电器； （C ）偏移圆阻抗继电器 9、被保护线路区内短路并伴随通道破坏时，对于相差高频保护（ ） （A ）能正确动作 （B ）可能拒动 （C ）可能误动 10、如图1所示的系统中，线路全部配置高频闭锁式方向纵联保护，k 点短路，若A-B 线路通道故障，则保护1、2将（ ）。 （A ）均跳闸 （B ）均闭锁 （C ）保护1跳闸，保护2 闭锁 图1 11、变压器的电流速断保护与( )保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。 （A ）过电流 （B ）过负荷 （C ）瓦斯 12、双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（ ）选择。 A B C D
如何书写开题报告，以下内容可以作为参考。 一、选题背景与意义 注意不要加编号，分两段，一段讲背景，一段讲意义。背景段，回答几个问题，（1）110kV 属于什么类型的电网？是主干网么？（2）传统的110kV电网是单侧电源网还是双侧电源网？（3）现在的110kV电网存在分布式电源问题……（4）110kV电网一般配置有距离与零序电流保护，但在配置、整定与运行中中出现过什么问题？ 意义段，针对110kV电网一般配置有距离与零序电流保护所存在的问题，通过……工作，……研究，解决……问题。将对电网的安全稳定运行产生积极的意义。 二、课题关键问题及难点 关键问题： （1）等值阻抗计算与网络简化问题 ……………… （2）短路电流计算问题 ……………… （3）保护整定配合问题 ……………… （4）PSCAD仿真验证问题 …………………… 难点： （1）分支系数求取的问题 （2）系统运行方式确定的问题 （3）PSCAD仿真验证问题 等，自由发挥 三、文献综述 围绕上述问题进行综述，字数要够，格式正确，引用正确。具体方法：在《中国电机工程学报》、《电力系统保护与控制》、《电力自动化设备》、《电力系统自动化》、《中国电力》等杂志上下载20篇相关论文，注意要限定期刊，关键词为：距离保护、零序保护、分布式电源等。 四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）论证 根据个人的任务，确定以下内容： （1）运行方式的论证 具体说明对于本课题，的大运行方式及小运行方式。…………………… （2）短路点的论证 以哪些点为短路点，为什么？准确求取什么类型的短路故障？为什么 （3）短路电流求取 求出短路点的短路电流后，将要求出哪些支路的短路电流？ （4）整定计算方案 说明一下。 （5）仿真任务 ……该条泛泛地说下即可。 五、工作计划
继电保护算法分析 1 引言 根据继电保护的原理可知，微机保护系统的核心内容即是如何采用适当而有效的保护算法提取出表征电气设备故障的信号特征分量。图1是目前在微机保护中通常采用的提取故障信号特征量的信号处理过程。 从图中可以看出，自故障信号输入至A/D 输出的诸环节由硬件实现，在此过程中故障信号经过了预处理（如由ALF 滤除信号中高于5次的谐波分量），然后通过保护算法从中提取出故障的特征分量（如基波分量）。很明显，只有准确且可靠地提取出故障的特征量，才能通过故障判据判断出是否发生了故障，是何种性质的故障，进而输出相应的保护动作。因此计算精度是正确作出保护反应的重要条件。就硬件部分而言，为了减少量化误差，通常采用12位甚至16位A/D 转换芯片；而就保护算法而言，提高精度除了与算法本身的性能有关，还与采样频率、数据窗长度和运算字长有关。目前针对故障特征的提取有许多不同类型的保护算法，本课题研究的是电动机和变压器的保护，根据相应的保护原理，主要涉及基于正弦量的算法和基于序分量过滤器的算法。本章将对其中几种较典型的算法作简要介绍和分析。 2 基于正弦量的特征提取算法分析 2.1 两点乘积算法 设被采样信号为纯正弦量，即假设信号中的直流分量和高次谐波分量均已被理想带通滤波器滤除。这时电流和电压可分别表示为： )sin(20i t I i αω+= 和 )sin(20u t U u αω+= 表示成离散形式为： )sin(2)(0i S S k T k I kT i i αω+== （1） )sin(2)(0u S S k T k U kT u u αω+== （2） 式中，ω为角频率，I 、U 为电流和电压的有效值，S T 为采样频率，0i α和0u α为电流和 故障 图1 故障信号特征的提取过程 Fig. 1 Character extraction process of fault signal
附录一 1、电网元件参数计算及负荷电流计算 1.1基准值选择 基准容量：MVA S B 100= 基准电压：V V V B k 115av == 基准电流：A V S I B B B k 502.03/== 基准电抗：Ω==25.1323/B B B I V Z 电压标幺值：05.1=E 1.2电网元件等值电抗计算 线路的正序电抗每公里均为0.4Ω/kM ；负序阻抗等于正序阻抗；零序阻抗为1.2Ω/kM ；线路阻抗角为80o。 表格2.1系统参数表
1.2.1输电线路等值电抗计算 （1）线路AB 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=41534.0x 1AB AB L X 标幺值: 1059.025 .1324 1=== * B AB AB Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=42532.1x 0.0AB AB L X 标幺值: 3176.025 .13242 .0.0=== * B AB AB Z X X （2）线路B C 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=42064.0x 1BC BC L X 标幺值: 5181.025 .1324 2=== * B B C BC Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=72062.1x 0.0BC BC L X 标幺值: 5444.025 .13272 .0.0=== * B B C BC Z X X （3）线路AC 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=11.2284.0x 1AC AC L X 标幺值: 8470.025 .13211.2 ===* B A C AC Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=33.6282.1x 0.0AC AC L X 标幺值: 2541.025 .13233.6 .0.0=== * B A C AC Z X X （4）线路CS 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=20504.0x 1CS CS L X 标幺值: 1512.025 .13220 === * B CS CS Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=60502.1x 0.0CS CS L X
如下图所示网络中采用三段式相间距离保护为相间短路保护。已知线路每公里阻抗Z 1=km /Ω，线路阻抗角?=651?，线路AB 及线路BC 的最大负荷 电流I m ax .L =400A ，功率因数cos ?=。K I rel =K ∏rel =，K I ∏ rel =，K ss =2，K res =，电源 电动势E=115kV ，系统阻抗为X max .sA =10Ω，X min .sA =8Ω，X max .sB =30Ω，X min .sB =15Ω；变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护；t ?=。归算至115kV 的变压器阻抗为Ω，其余参数如图所示。当各距离保护测量元件均采用方向阻抗继电器时，求距离保护1的I ∏∏I 、、段的一次动作阻抗及整定时限，并校 验I ∏∏、段灵敏度。（要求∏sen ≥；作为本线路的近后备保护时，I ∏sen ≥；作为相邻下一线路远后备时，I ∏sen ≥） 解：（1）距离保护1第I 段的整定。 1） 整定阻抗。 11.Z L K Z B A rel set -I I ==Ω=??6.94.0308.0 2)动作时间：s t 01=I 。 （2）距离保护1第∏段的整定。 1）整定阻抗：保护1 的相邻元件为BC 线和并联运行的两台变压器，所以 ∏段整定阻抗按下列两个条件选择。
a ）与保护3的第I 段配合。 I -∏∏+=3.min .11.(set b B A rel set Z K Z L K Z ） 其中， Ω=??==-I I 16.124.0388.013.Z L K Z C B rel set ； min .b K 为保护3 的I 段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数（见图 4-15）。 当保护3的I 段末端K 1点短路时，分支系数为sB AB sB sA b X X X X I I K ++==12 （4-3） 分析式（4-3）可看出，为了得出最小分支系数，式中SA X 应取最小值min .SA X ；而SB X 应取最大值max .SB X 。因而 max .min .min .1sB AB sA b X Z X K ++ ==1+30 30 4.08?+= 则 Ω=?+??=∏ 817.25)16.12667.14.030(8.01.set Z b ）与母线B 上所连接的降压变压器的无时限纵差保护相配合，变压器保护范围直至低压母线E 上。由于两台变压器并列运行，所以将两台变压器作为一个整体考虑，分支系数的计算方法和结果同a ）。 ?? ? ??+=-∏∏2min .1t b B A rel set Z K Z L K Z =Ω=? +??078.66)27.84667.14.030(8.0 为了保证选择性，选a ）和b ）的较小值。所以保护1第 ∏段动作阻抗为
继电保护整定计算公式汇编 为进一步规范我矿高压供电系统继电保护整定计算工作，提高保护的可靠性快速性、灵敏性，为此，将常用的继电保护整定计算公式汇编如下： 一、电力变压器的保护： 1、瓦斯保护： 作为变压器内部故障（相间、匝间短路）的主保护，根据规定，800KVA以上的油浸变压器，均应装设瓦斯保护。 （1）重瓦斯动作流速：0.7～1.0m/s。 （2）轻瓦斯动作容积：S b＜1000KVA：200±10%cm3；S b在1000～15000KVA：250±10%cm3；S b在15000～100000KVA：300±10%cm3；S b＞100000KVA：350±10%cm3。 2、差动保护：作为变压器内部绕组、绝缘套管及引出线相间短路的主保护。包括平衡线圈I、 II及差动线圈。 3、电流速断保护整定计算公式： （1）动作电流：I dz=K k×I(3)dmax2 继电器动作电流： 其中：K k—可靠系数，DL型取1.2，GL型取1.4；K jx —接线系数，接相上为1，相差上为 I(3)dmax2—变压器二次最大三相短路电流；K i—电流互感器变比；K u—变压器的变比一般计算公式：按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值，其公式为： 其中：K k—可靠系数，取3～6。 K jx —接线系数，接相上为1，相差上为；I1e—变压器一次侧额定电流；K i—电流互感器变比 （2）速断保护灵敏系数校验： 其中：I(2)dmin1—变压器一次最小两相短路电流；I dzj —速断保护动作电流值；K i—电流互感器变比 4、过电流保护整定计算公式： （1）继电器动作电流： 其中：K k—可靠系数，取2～3（井下变压器取2）。K jx —接线系数，接相上为1，相差上为 I1e—变压器一次侧额定电流；K f—返回系数，取0.85；K i—电流互感器变比 （2）过流保护灵敏系数校验： 其中：I(2)dmin2—变压器二次最小两相短路电流I dzj —过流保护动作电流值；K i—电流互感器变比； K u—变压器的变比 过流保护动作时限整定：一般取1～2S。 5、零序过电流保护整定计算公式： （1）动作电流： 其中：K k—可靠系数，取2。
习题1： 在所示的35Kv电网中，已知，线路L1长度20公里，线路正序阻抗为0.4欧姆/公里，系统阻抗8欧姆，求线路L1出口，50%，末端三相金属性短路时，流经其保护安装处的短路电流值，并且绘制出随短路点由出口到末端变化时，短路电流的变化曲线。 解： XL1:20公里*0.4Ω/km=8Ω;Xs=8Ω L1出口：Id1= Ω 8 3 37kv ；50%处Id1= 4 8 3 37 + kv ;末端：Id1= 8 8 3 37 + kv 习题2：如图所示网络，各阻抗参数均为归算到110kV侧的有名值。试对保护1进行反应相间短路的电流Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段的一次侧动作电流和继电器动作电流，动作时限和灵敏度。线路阻抗取0.4Ω/km，电流Ⅰ段的可靠系数1.2，电流Ⅱ段的可靠系数1.1 = '' k K，电流Ⅲ段的可靠系数2.1 =''' k K，返回系数85 .0 = h K，自起动系数1 = zq K，电流互感器的变比是600/5。 一：I段动作电流 I I dz1. =Kk*Idmax(最大运方，三相短路时候电流最大）= 12 5.5 3 / 115 * 2.1 + =4.553kA 1〉动作时限t=0 2〉继电器动作电流I I dz J1. . =I I dz1. *Kjx / na=4553*1/120=37.94A 3〉灵敏度：最大运方，三相短路时候，令I I dz1. = 1 * % max min . l X l Xx U + 相 所以 lmax%=12 /)5.5 553 .4 3 / 115 (-=75.7%>50% 最小运方，两相短路lmin%=12 /)7.6 553 .4 3 / 115 * 2 3 (-=49.4% 〉（15-20） % 二：II段动作电流 35kV 20km L1
解：（1）相邻线路Ⅰ段保护动作电流确定 由于D母线短路电流比C母线大，因此保护应与BD线路配合，D母线最大短路电流为：[注：理论上说AB线路的Ⅱ段既要与BC线路Ⅰ段配合，又要与BD线路Ⅰ段配合，由于BD 线路的阻抗小于BC线路，所以瞬时电流速断保护的动作电流必定大于BC线路，因此与BD 线路配合后，也会满足与BC线路配合的要求。] [注：计算短路电流时，电压可采用平均电压。] BD线路Ⅰ段动作电流为： AB线路Ⅱ段动作电流为： 被保护线路末端最小短路电流为： 灵敏度为：不满足要求。 改与相邻线路Ⅱ段配合，则[注：同理，由于BD线路Ⅱ段限时电流速断保护动作电流大于BC线路，因此应与BD线路Ⅱ段配合。] 满足要求。 动作时间 （2）定时限过电流保护 近后备灵敏度：满足要求； 远后备灵敏度：满足要求。 [注：远后备BC线路满足要求，必然BD也满足要求，因BC线路阻抗大于BD线路。]动作时间： 2、如图所示35kV单侧电源放射状网络，确定线路AB的保护方案。变电所B、C中变压器连接组别为Ｙ，d11，且在变压器上装设差动保护，线路A、B的最大传输功率为Ｐmax＝9MW, 功率因数，系统中的发电机都装设了自动励磁调节器。自起动系数取。 解：暂选三段式电流保护作为AB线路的保护方案。 （1）瞬时电流速断保护 B母线短路最大三相短路电流 [注：发电机装设自动调节励磁器，计算短路电流时，可不考虑衰减。]灵敏度检验：
最小运行方式15％处两相短路灵敏度 ＞[注：按此计算能计算出保护区是否达到最小保护区，不能计算出保护区实际长度。]因此灵敏度满足要求。 当需要计算出保护区长度时，可由下面计算公式求出最小保护区长度： ， （2）限时电流速断保护 1）1）按躲过接在B母线上的变压器低压侧母线短路整定 2）2）与相邻线路瞬时电流速断保护配合 选以上较大值作为动作电流, 则动作电流为1085A。 3）3）灵敏度检验 < 改用与变压器低压侧母线短路配合，选用动作电流600A。[注：按基本配合原则，要计算出BC线路Ⅱ段动作电流，由于从网络参数可以看出，与相邻变压器配合的动作电流大于与相邻线路配合的动作电流，所以可以直接选取与相邻变压器配合，但应注意的是，此配合方式已经是Ⅱ段与Ⅱ段配合了。] ＞ 动时间取1s。 (3)定时限过电流保护 [注：计算式中的系数考虑电压降低5%时，输送最大功率。] 灵敏度校验 1）按本线路末端最小二相短路电流校验 ＞[注：线路只能按两相短路条件校验灵敏度。] 2）按相邻线路末端最小两相短路电流校验 ＞ 3）按相邻元件变压器低压侧母线短路校验（电流保护接线按两相三继电器方式）[注：保护采用两相三继电器接线时，灵敏校验值应采用三相短路电流值。]
发电厂继电保护整定计算 北京中恒博瑞数字电力有限公司 二零一零年五月
目录 继电保护基本概念 (4) 一、电力系统故障 (4) 二、继电保护概念 (4) 三、对继电保护提出的四个基本要求（四性）及其相互关系 (4) 标幺值计算 (7) 一、定义 (7) 二、基准值选取 (7) 三、标幺值计算 (7) 元件各序等值计算 (9) 一、设备类型： (9) 二、等值原因 (9) 三、主要元件等值 (9) 1．输电线路及电缆 (9) 2．变压器 (11) 3．发电机 (14) 4．系统 (14) 5．电容器 (15) 6．电抗器 (16) 不对称故障计算 (16) 一、原理（求解方法） (17) 二、各种不对称故障故障点电气量计算 (18) 三、保护安装处电气量计算 (20) 四、举例 (23) 阶段式电流保护 (26) 一、I段（电流速断保护） (26) 二、II端（延时速断） (26) 三、III端（延时过流） (27) 阶段式距离保护 (31) 一、基础知识 (31) 二、阶段式相间距离保护 (32) 三、阶段式接地距离 (33) 阶段式零序电流保护 (35) 一、基础知识 (35) 二、阶段式零序电流保护整定 (35) 发电厂继电保护整定计算概述 (37)
1、典型接线 (37) 2、发电厂接地方式 (37) 3、元件各序参数计算 (37) 4、故障计算 (38) 5、电厂保护配置特点 (39) 发电机差动保护（比率制动式） (40) 1. 原理 (40) 2．不平衡电流 (40) 3．比率制式差动保护 (41) 变压器（发变组）差动保护（比率制动） (43) 1．原理 (43) 2．平衡系数问题 (43) 3．相移问题 (44) 4．零序电流穿越性问题 (45) 5．变压器的励磁涌流及和应涌流 (45) 6．不平衡电流的计算 (47) 7．整定计算 (48) 发电机失磁保护 (49) 1. 基本知识 (49) 2. 失磁后果 (50) 3. 失磁过程 (50) 4. 保护 (52) 发电机失步保护 (53) 1、发电机失步原因 (53) 2、振荡时电气量的变化 (53) 3、失步保护原理及整定 (55) 发电机定子接地保护 (56) 1．故障分析 (56) 2. 基波零序电压保护 (57) 3. 三次谐波电压保护 (57) 厂用电保护 (58) 一、低压厂用电保护（400V接地，电网的最末端） (58) 二、低压厂变保护（6kV/400V） (60) 三、高压电动机 (64) 四、高厂变（启备变）保护 (66) 五、励磁变电流保护 (69) 六、励磁机保护（主励磁机） (70) 七、高压馈线保护 (71)
如图所示，网络中各条线路上断路器上均装有三段式电流保护。已知电源最大、最小等效阻抗为Ω=9max .s Z 、Ω=6min .s Z ， 线路阻抗Ω=10AB Z 、Ω=26BC Z ，线路BC 限时电流速断保护动作时限为s t BC 5.0=?II 、过流 保护时限为s t BC 5.2=?III ，线路BC 限时电流速断保护动作电流为KA I BC set 378.0.=∏，线路AB 最大负荷电流A I AB f 150.max .=，试计算 线路AB 各段保护动作电流及动作时限，并校验保护的灵敏系数。 （3.1=I rel k 、1.1=∏ rel k 、2.1=I∏rel k 、3.1=ss k 、85.0=re k ；电流速断保护不用校验灵敏性，限时电流速断保护灵敏性校验要求满足 35.1>∏lm K ，定时限过电流保护作为近后备保护时灵敏性校验要求 3.1>∏I lm K ，定时限过电流保护作为远后备保护时灵敏性校验要求2.1>∏I lm K ） 解：()KA Z Z E I AB s B d 335.1106337 min .)3(max ..=+= += φ ()KA Z Z E I AB s B d 124.1109337max .)3(min ..=+=+= φ ()KA Z Z Z E I BC AB s C d 509.026106337min .) 3(max ..=++=++=φ ()KA Z Z Z E I BC AB s C d 475.026 109337max .)3(min ..=++=++= φ 线路AB 电流速断保护（I 段保护）： () ()KA I K I B d K AB dz 736 .1335.13.13max ...=?==I I ()s t AB 0=?I 线路AB 定时限电流速断保护（II 段保护）： () ()KA I K I C d K BC dz 662.0509.03.13max ...=?==I I ()KA I K I BC dz K AB dz 728 .0662.01.1..=?==I II II ()s t AB 5.0=?∏ II 段保护灵敏性校验： ()()35.134.1728.0124.1866.023.3min ...2min ..<=?=?==∏∏∏ AB dz B d AB dz B d lm I I I I K ，不合格。 线路AB 定时限保护应与线路BC 定时限保护相配合： ()KA I K I BC dz K AB dz 416 .0378.01.1..=?==∏ II II II 段保护灵敏性校验： ()() 35.134.2416.0124.1866.023.3min ...2min ..>=?=?==∏∏∏AB dz B d AB dz B d lm I I I I K ，合格。 ()s t t BC AB 0.15.05.05.0=+=+?=?II II 线路AB 定时限过电流保护（III 段保护）： ()KA I K K K I AB f h zq k AB dz 275.015.085 .03 .12.1.max ..=??= ??= III III ()s t t BC AB 0.35.05.25.0=+=+?=?III III III 段保护灵敏性校验： 做近后备保护时： ()() 3.15.3275.012 4.1866.023.3min ...2min ..>=?=?==III III III AB dz B d AB dz B d lm I I I I K ，合格； 做远后备保护时： ()() 2.150.1275.0475.0866.02 3.3min ...2min ..>=?=?==III III III AB dz C d AB dz C d lm I I I I K 。