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电力系统继电保护计算题(总6页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除三、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 =， 1.2IIIrel 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。
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。
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 1.7952.244(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 1.5661.801(kA)II II I set rel set I K I ==⨯ 灵敏度校验：(2)(3)1.min1.min 1.438(kA)K K I=，(2)1.min.1.1 1.4380.7981.801IIK sen IIset 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 1.150.4990.574(kA)II II set rel K I K I ==⨯，.1.3 1.150.5740.660(kA)II II IIset rel set I K I ==⨯灵敏度校验：(2)1.min .1.11.4382.1790.660IIK sen IIset I KI ==，满足要求。
1、什么是主保护、后备保护、辅助保护和异常运行保护。
请举例说明答：主保护：能有选择性地快速切除全线故障的保护。
后备保护：当故障线路的主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护。
近后备保护：作为本线路主保护的后备保护。
远后备保护：作为下一条相邻线路主保护或开关拒跳的后备保护。
辅助保护：它是为补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护。
2、为什么要自动重合闸？自动重合闸的含义？对自动重合闸装置有哪些要求？答：原因：架空线路故障大都是“瞬时性”的故障，在线路被继电保护迅速动作控制断路器断开后，故障点的绝缘水平可自行恢复，故障随即消失。
此时，如果把断开的线路断路器重新合上，就能够恢复正常的供电。
此外，也有“永久性故障”，“永久性故障”在线路被断开之后，它们仍然是存在的，即使合上电源，也不能恢复正常供电。
因此，在电力系统中采用了自动重合闸装置含义：即是当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后，能够自动控制断路器重新合上的一种装置。
要求:(1)正常运行时，当断路器由继电保护动作或其它原因而跳闸后，自动重合闸装置均应动作。
(2)由运行人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时，自动重合闸不应起动。
(3)继电保护动作切除故障后，自动重合闸装置应尽快发出重合闸脉冲。
(4)自动重合闸装置动作次数应符合预先的规定。
(5)自动重合闸装置应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作，以便加速故障的切除。
(6)在双侧电源的线路上实现重合闸时，重合闸应满足同期合闸条件。
(7)当断路器处于不正常状态而不允许实现重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。
3、电力系统振荡对距离保护有什么影响？书上98——101电力系统震荡时系统各点电压和电流的值做往复摆动,其相位角也随功角δ的变化而变化,震荡电流增大,电压降低时,距离保护就会动作。
距离保护Ⅰ、Ⅱ段要经震荡闭锁，但一般系统震荡周期为（0.5-3）秒，如果距离保护的Ⅲ、Ⅳ的动作时限大于它，就不必经震荡闭锁。
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 =ϕ,电流互感器变阻抗,变压器额定容量,k ,变比，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)km175。
19、网络参数如图，已知：（1）网络的正序阻抗kmZ/45.01Ω=，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7.0，9.0cos=ϕ；（4）变压器采用差动保护，电源相间电势为kV115；（5）A电源归算至被保护线路电压等级的等效阻抗为Ω=10AX；B电源归算至被保护B 侧保护：Ⅰ段动作阻抗26.8Ω/相；Ⅱ段动作阻抗39.78Ω/相；灵敏系数1.26。
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=0。
4km /Ω,线路阻抗角︒=651ϕ,线路AB 及线路BC 的最大负荷电流I m ax .L =400A ，功率因数cos ϕ=0。
9.K I rel =K ∏rel =0。
8,K I ∏rel =1。
2,K ss =2，K res =1。
15，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 ∆=0.5s 。
归算至115kV 的变压器阻抗为84.7Ω，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K ∏sen ≥1。
25；作为本线路的近后备保护时,K I ∏sen ≥1.5；作为相邻下一线路远后备时，K I ∏sen ≥1。
2）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=⨯⨯6.94.0308.02)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sBAB 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+30304.08⨯+=1。
[41150]用一只内阻为1800Ω，量程为150V 的电压表测量600V 的电压，试求必须串接上多少欧姆的电阻？解：设应串接上的电压为R 则1800150＝R150600-所以R ＝150)150600(1800-⨯＝5400（Ω）答：串接5400Ω电阻。
[42150]如下图所示电路中，已知电阻1R ＝60Ω，2R ＝40Ω，总电流I ＝2A ，试求该电路中流过1R 和2R 的电流1I 和2I 分别是多少？解：1R 支路中的电流1I 为1I ＝212R R R +I ＝406040+³2＝0.8（A ） 2R 支路中的电流2I 为2I ＝211R R R +I ＝406060+³2＝1.2（A ）答：1I 为0.8A ，2I 为1.2A[43150]有一铜导线，其长度L ＝10km ，截面S ＝202mm ，经查表知铜在温度20℃时的电阻率为0.0175Ω²2mm /m ，试求此导线在温度30℃时的电阻值是多少（铜的温度系数为0.004/℃）。
答：电阻值为9.1Ω。
[44150]已知电路如下图所示，其中电阻以及电流的数值和方向都标注在图中。
若没E U ＝0V ，试求A U 、B U 、C U 为多少伏？解：因为E U ＝0，则C U ＝33I R ＝400³12＝4800（V ）B U ＝C U ＋22I R ＝4800＋200³2＝5200（V ）A U ＝C U ＋11R I ＝4800＋50³10＝5300（V ）答：A U 为5300V ，B U 为5200V ，C U 为4800V 。
[45150]求下图中电路的等效电阻值。
解：R CB ＝1006040100)6040(++⨯+＝50（Ω）R AB ＝75255075)2550(++⨯+＝37.5（Ω） 答：等效电阻为37.5Ω。
[41250]某一正弦交流电的表达式为i ＝sin （1000t ＋30º）A ，试求其最大值、有效值、角频率、频率和初相角各是多少？解：最大值I m ＝1A有效值I ＝2m I ＝0.707A角频率ω＝1000rad/s频率f ＝πω2＝π21000＝159Hz初相角ϕ＝30º答：最大值为1A ，有效值为0.707A ，角频率为1000rad/s ，频率为159Hz ，初相角为30°。
电力系统继电保护培训题库五、计算题1．系统短路计算1) 某一220kV 输电线路送有功P=90MW ，受无功Q=50Mvar ，电压互感器PT 变比为220kV/100V ，电流互感器变比为600/5。
试计算出二次负荷电流。
答：线路输送功率为()MVA Q P S 10350902222=+=+=线路一次负荷电流为 ()A US I 3.270220310300031=⨯==二次负荷电流为 ()A n I I CT25.256003.27012===2) 某电网电力铁路工程的供电系统采用的是220kV 两相供电方式，但牵引站的变压器T为单相变压器，一典型系统如图5-1所示：图5-1假设变压器T 满负荷运行，母线M 的运行电压和三相短路容量分别为220kV 和1000MVA ，两相供电线路非常短，断路器QF 保护设有负序电压和负序电流稳态起动元件，定值的一次值分别为22kV 和120A 。
试问：1. 忽略谐波因素，该供电系统对一、二次系统有何影响？2. 负序电压和负序电流起动元件能否起动？答：1. 由于正常运行时，有负序分量存在，所以负序电流对系统中的发电机有影响；负序电压和负序电流对采用负序分量的保护装置有影响。
2. 计算负序电流：正常运行的负荷电流：227220100050=⨯==U S I （A ） 负序电流： 131322732===I I （A ）可知，正常运行的负序电流值大于负序电流稳态起动元件的定值120A ，所以负序电流起动元件能起动。
计算负序电压：系统等值阻抗：()Ω===4.48100022022B B S U Z负序电压()kV V I Z U 34.663401314.4822==⨯=⨯=可知，正常运行的负序电压值小于负序电压起动元件的定值22kV ， 所以负序电压起动元件不能起动。
3) 对于同杆架设的具有互感的两回路，在双线运行和单线运行（另一回线两端接地）的不同运行方式下，试计算在线路末端故障零序等值电抗和零序补偿系数的计算值。
整定计算复习试题一、两段式过流保护计算如图所示网络，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，的有名AB线被保护线路末端最小短路电流为：AIk1369)2418(311500023min,=+⨯⨯=灵敏度为：118031369〈=senK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。
]AIkF363)130162413(3115000max.=+++⨯=AI IIop54336315.13.11=⨯⨯=5.25431369==senK满足要求。
动作时间ttt IIopIIop∆+=21（2）定时限过电流保护AI IIIop40620085.05.115.11=⨯⨯=近后备灵敏度：37.34061369==senK满足要求；远后备灵敏度：AIkE927)202418(2115000min.=++⨯=28.2406927==senK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：stop5.31=)1015.04.9(2min.⨯+k ＞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(237000min =+⨯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 .=++=AI K I k m a 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 .=++=AI op 108575525.115.1=⨯⨯=选以上较大值作为动作电流, 则动作电流为1085A 。
2、如图所示,各线路均装设距离保护，Z 1=0.4Ω/km ，III rel K =1.2，K res =1.15，K ss =1，k ϕ=70°，I loa(AB)=500A ，loa cos ϕ=0.9。
试对保护1的距离Ⅲ段进行整定计算。
(采用方向阻抗继电器
)
解：
min
min
max max
0.950.12()190L N
L L L U U
Z
K I I ⋅
⋅
⋅
⋅
=
=
=
=Ω=Ω
（4分 ）
()
m i n
11.2120
277()
c o s 11.15c o s (7025.8)
r e l
L s
e t
S S r e k L
K Z Z K K
φφ︒
⨯==
=Ω-⨯-︒ （4分 ）
3、.如图网络，已知：I loa ·max ·AB =180A ，Z 1=0.4Ω/km ，III rel K =1.2，
K res =0.85，K ss =1，5.0t III
3=s ， 1t III
5=s ，试计算保护1
过电流保护的动作电流、动作时限及灵敏度。
解：
（1）计算B 点短路电流
A KA Z Z E I AB
s S
KB 44044.02
34
.060183
372
3max )
2(min
==⨯
⨯+=
⨯
+=
（2）保护装置1过电流保护的整定计算：
)(16985
.011202
.1max 3
1A K K I K I re
SS
l rel
set =⨯==
（3）灵敏系数的校验
5.1
6.2169
44031m i n
≥==
=
s e t
KB sen I
I K ，满足灵敏性的要求。
4、如图网络，试计算保护1过电流保护的动作电流、动作时限，并校验灵敏系数。
已知：
km
/4.0Z ,1K ,85.0K ,2.1K 1ss res III
rel Ω====，其它条件如图标注。
解：
（1）计算B 点短路电流
A KA Z Z E I AB
s S
KB 44044.02
34
.060183
372
3max )
2(min
==⨯
⨯+=
⨯
+=
（2）保护装置1过电流保护的整定计算：
)(16985
.011202
.1max 3
1
A K K I K I re
SS
l rel
set =⨯==
（3）灵敏系数的校验
5.1
6.2169
44031m i n
≥==
=s e t
KB
sen I I K ，满足灵敏性的要求。
