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1DL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1DL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1-1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、II
段、III段电流保护的整定计算，即求I、II、III段的一次和二次动作电流（I’
dz 、I’
dz·J
、
I’’
dz 、I’’
dz·J
、I
dz
、I
dz·J
）、动作时间（t’、t’’、t）和I段的最小保护范围l
min
%，
以及II段和III段的灵敏系数K’’
lm 、K
lm(1)
、K
lm(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0.4Ω/km，可靠系
数取K’
k =1.3，K’’
k
=1.1，K
k
=1.2，电动机自启动系数K
zq
=1.5，返回系数K
h
＝0.85，时限
阶段△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
解 参见图2-1。已知X s =0.3Ω，l =10km ， S B =2×10 MVA ， U d %=7.5， S fh =15MVA ， t 10＝2.5s 。 1 求电流I 段定值 （1） 动作电流I ’dz
I ’dz ＝K ’k × Ｉd ·B ·max ＝1.3×4.97＝6.46（kA ）
其中 Ｉd ·B ·max ＝E S /（X s ＋X AB ）＝（37/3）/（0.3＋10×0.4）＝4.97（kA ）
(2) 灵敏性校验，即求l min
l min = 1/Z b × (（3/2)·E x / I ’dz － X s,max ) = 1/0.4× ( (37/2) / 6.46 － 0.3)=6.4
(km)
l min % = 6.4/10 × 100% = 64% > 15%
2 求电流II 段定值 (1) 求动作电流I ’’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
Ｉd ·C ·max ＝E S /（X s ＋X AB ＋X B ／2）＝（37/3）/（0.3＋4＋9.2/2）＝2.4（kA ）
I ’’dz ＝K ’’k ·Ｉd ·C ·max ＝ 1.1×2.4＝2.64（kA ）
式中 X B ＝ U d
%×（U
2B
/ S B ） ＝ 0.075×（35
2
／10）＝9.2（Ω）
（2） 灵敏性校验
K ’’lm =Ｉd ·B ·min / I ’’dz ＝3/ 2×4.97／2.64 ＝1.63 > 1.5满足要求
（3）求动作时间t （设相邻瞬动保护动作时间为0s ）
t ’’ = 0+0.5 = 0.5 (s)
3 求电流 III段定值
（1）求动作电流I
dz
I
dz =(K
k
/K
h
)×K
zq
×I
m ax
fh
=(1.2/ 0.85)×1.5×247=523(A)
式中 I
m ax
fh =S
fh
/（3U
m in
g
）=15/（3×35）=247（A）
（2）灵敏性校验
本线路末端短路时
K
lm (1)
=((3/2) ×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）
d·C·max ＝E
S
/（X
s
＋X
AB
＋X
B
）＝（37/3）/ (0.3+4+9.2) = 1.58（kA）
考虑C点短路为y，d11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）
d·min ＝(1/2)Ｉ（3）
d·C·min
故K
lm (2)
= 0.5×1580／523 ＝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
Ｉ
g·max ＝2S
B
／3 UＥ×1.05 ＝（2×10／3×35）×1.05＝346（Ａ）
取n
1
=400/5 （2）继电器动作电流
I段 I’
dz·J ＝K
jx
×I’
dz
/ n
1
=6.46×103/80 = 80.75（Ａ）
II段I’’
dz·J
=2.64×103/80 = 33（Ａ）
III段I
dz·J
= 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的一点为电流I段最小保护范围的末端，该点短路时母
