继电保护计算题.docx
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继电保护计算题.docx
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继电保护计算题
1、图示35kV单电源线路,已知线路AB的最大传输功率为9MW,cos
0.9,电流互感器变
比300/5,
Kss1.4,Kre
0.85,求AB线路阶段式电流保护动作值及灵敏度。
图中阻抗均归
算至37kV有名值。
10Ω
30Ω
12Ω
7Ω
30Ω
9.4
Ω
答:
I段动作电流
1571A,最小保护区
23.76%,Ⅱ段动作电流
591A,
灵敏度1.61,动作时间
1s。
Ⅲ段保护动作值
344A,近后备灵敏度
2.77,远后备线路灵敏度
1.71,
远后备变压器两相三继
灵敏度1.26。
2、图示35kV单电源线路变压器组,降压变压器上装有差动保护。
线路长度为
8km,每公里
阻抗0.4,变压器额定容量
7500kVA,Uk%7.5,变比35/6.6kV,系统最大短路容量
250MVA,最小短路容量150MVA,求AB线路无时限电流、电压联锁速断保护动作值及灵
敏度。
已知电流元件灵敏度
Ksen1.5,可靠系数取Krel1.5。
(按电流元件满足灵敏度要求
进行整定)
△
答:
动作电流
1000A,动作电压20.318kV,电压元件灵敏度
1.49。
3、图示网络
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,最小值为13Ω,其它参数如图示,各阻抗值均归算至115kV的有名值,求AB线路限时电流速断保护及定时限过电流的动作电流、灵敏度和动作时间。
A
B
C
180Ω
E
24Ω
20Ω
1.5s
D130ΩF
16Ω
2s
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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406
A,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XAmin
15
,XA.max20,B电源XBmin20
,XB.max25,
Ⅰ段的可靠系数取1.25,Ⅱ段取
1.15,Ⅲ段可靠系数取1.2
,返回系数取
0.85,自起动系
数取1.5,AB线路最大负荷电流
120A,所有阻抗均归算至
115kV有名值。
求AB线路A侧
Ⅱ段及Ⅲ段电流保护的动作值及灵敏度。
(不计振荡)
40Ω24Ω
答:
Ⅱ段保护动作电流773A,灵敏系数值1.24;Ⅲ段保护动作电流254A,近后备灵敏系数3.14,远后备灵敏系数1.21。
5、求图示35kV线路AB的电流速断保护动作值及灵敏度。
已知系统最大阻抗为9Ω,最小
阻抗为7Ω,可靠系数取1.25,AB线路阻抗为10Ω。
答:
动作电流1570A,最小保护区27.8%。
6、图示双电源网络,两电源最大、最小的电抗为
XA.max、XA.min、XB.max、XB.min;线路
AB和BC的电抗为XAB,XBC,试决定母线C短路时,求AB线路的A侧保护的最大和最小分支系数。
Kb.min1
XA.min
XAB
Kb.max
1
XA.maxXAB
XB.max
XB.min
答:
7、图示网络中,电源最大、最小两等值电抗为
Xmax、Xmin,线路电抗为XBC1,XBC2、XAB,
且XBC1>XBC2。
试定平行线路同时运行情况下母线
C短路时,对AB线路电流保护配合的
最大、最小分支系数。
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Kb.max
XBC1
Kb.max
XBC2
答:
XBC1XBC2
XBC1
XBC2
8、求图示网络方向过电流保护动作时间,时限级差取
0.5s。
并说明哪些保护需要装设方向
元件。
答:
t31.5s;t5
2.5ss;t73s;t61s;t4
1.5s;t22.5s;t13s;t83.5s;
t92.5s。
保护2、3、4、6、7应加方向元件。
10、单电源环形网路
在各断路器上装有过电流保护
已知时限级差为0.5s。
为保证动作的
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:
t20.3s;t41s;t6
1.5s;t82s;t10
2.5s;t90.3s;t7
1.5s;t52s;
t32.5s;t13s;t11
3.5s。
保护2、4、6、7、9应加方向元件。
11、如图示输电网路,在各断路器上装有过电流保护
已知时限级差为
0.5s。
为保证动作的
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。
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答:
t31.5s;t5
2s;t7
2.5s;t6
1s;t41.5s;t2
2s;t12.5s;t83s;保护
2、3、4、6、7应加方向元件。
12、图示网络,在
AB线路B侧装有90
接线的功率方向继电器,其内角为
30,若引入功率
方向继电器的电压互感器二次侧
B相断线,试分析功率因数为
0.8和0.9
时功率方向继电器
误动作的可能性。
答:
功率因数0.8时不会误动;0.9时会误动。
13、图示网络,已知电源线电势为115kV,系统及线路阻抗角相等,A侧电源等值阻抗为
12.8、AB线路阻抗为40、BC线路阻抗为50、B侧电源等值阻抗为30。
若2QF和4QF
上装有瞬时电流速断保护,其整定值按躲开最大短路电流整定,可靠系数取1.2。
求系统失步而发生振荡时,装在2QF和4QF上的电流速断保护会不会误动。
答:
保护2不会误动;保护4会误动。
14、图示网络,已知电源线电势为110kV,电源A正、负序电抗为20,零序为31.43;
电源D正、负序电抗为12.6,零序电抗25;所有线路的正、负电抗为0.4/km、零序
电抗1.4/km。
Ⅰ段可靠系数取1.25,Ⅱ段可靠系数取1.15。
试确定线路AB上A侧零序电
流第Ⅱ段整定值并校验灵敏度。
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答:
动作电流614A;灵敏系数2.22。
15、图示网络,已知线路的阻抗
X1
X2
0.4/km,X01.4
/km。
电源线电势为115kV,
电抗X1AX2A5,X0A
8
,X1B
X2B10,X0B
15。
试确定线路AB两侧
零序电流速断保护的整定值。
(Krel1.25)
答:
A侧动作电流1256A;B侧不加方向元件动作电流1256A。
16、确定图示网络各断路器相间短路及接地短路的定时限过电流保护动作时限,时限级差取
0.5s。
△
△
答:
过电流保护:
T6=1.5s;T5=2.5s;T4=3s;T3=3.5s;T1=4s;
零序过电流保护:
T
6
=0s;T=1s;T
=1.5s;T=3s;T=3.5s。
5
4
2
3
17、在某110kV变电站中装有零序电流保护,
已知:
零序电流保护继电器整定值为
4.5,正
常时,负荷电流380A,线路阻抗X1
0.4
/km,X0
1.4
/km,零序电流滤过器变比为
400/5,系统等值电抗
X1X215
,X0
20。
求:
(1)正常时,若零序电流滤过器的副方有一相断线,零序电流保护会不会误动
?
(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)228.8km。
18、某110kV变电站装设了零序功率方向继电器。
已知系统的等值电抗
X1
X2,在变电
站110kV母线上三相短路的短路电流为
5.8kA,单相接地短路时零序电流
Ik(10)
2.5kA,零
序功率方向继电器的最小动作功率1.5VA,输电线路的电抗X1
0.4/km,
X0
1.4/km,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
120km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?
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(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)175km。
19、网络参数如图,已知:
(1)网络的正序阻抗Z10.45/km,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
0.7,cos
0.9;
(4)变压器采用差动保护,电源相间电势为
115kV;
(5)A电源归算至被保护线路电压等级的等效阻抗为XA
10;B电源归算至被保护
线路电压等级的等效阻抗分别为:
XB.min30
,XB.max
。
(6)变压器容量为215MVA,线电压为
110/6.6,Uk%
10.5。
试求线路AB的A侧各段动作阻抗及灵敏度。
答:
Ⅰ段动作阻抗11.48
Ω/相;Ⅱ段动作阻抗
23.83Ω/相;灵敏系数
1.77;Ⅲ段动作阻抗
57.56Ω/相;近后备灵敏系数4.26;远后备灵敏系数1.31。
20、如图所示网络,已知:
线路正序阻抗
Z1
0.45/km,在平行线路上装设距离保护作
为主保护,可靠系数Ⅰ段、Ⅱ段取0.85,试决定距离保护
AB线路A侧,BC线路B侧的Ⅰ段
和Ⅱ段动作阻抗和灵敏度。
其中:
电源相间电势为
115kV,ZSA.min
20
,ZSA.max
ZSB.max
25,ZSB.min15。
40km70km40km
70km
答:
A侧保护:
Ⅰ段动作阻抗15.3Ω/相;Ⅱ段动作阻抗48.3Ω/相;灵敏系数2.68。
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B侧保护:
Ⅰ段动作阻抗
26.8Ω/
相;Ⅱ段动作阻抗39.78
Ω/相;灵敏系数1.26。
21、图示网络,已知:
线路正序阻抗
Z10.45/km,在平行线路上装设了距离保护作为主
保护,可靠系数Ⅰ段、Ⅱ段取
0.85。
其中:
电源线电势
115/
3kV,ZA.min20
,
ZA.maxZB.max25
,ZB.min
15。
一回线路80km,另一回线路
70km,求AB线路A侧
保护的Ⅱ段动作阻抗和灵敏度。
答:
动作阻抗49.7Ω/相;灵敏系数2.76。
22、已知线路的阻抗角65,通过线路的负荷功率因数为0.9,在此线路上装有按0°接线
的相间距离保护。
当发生金属性短路时,距离保护起动元件的灵敏系数是采用方向阻抗继电器大还是全阻抗继电器大?
大多少?
答:
方向阻抗继电器灵敏系数高,比值为1.29。
23、如图所示系统,各线路首端装有接入线电压、两相电流差的距离保护装置,线路正序阻
抗
Z
1
0.4/km
。
试求保护A的Ⅰ、Ⅱ段动作阻抗和灵敏度,
KrelI
KrelII
0.8
。
答:
Ⅰ段动作阻抗8Ω/相;Ⅱ段动作阻抗18.75Ω/相,灵敏系数1.875。
24、图示网络,已知线路阻抗50,阻抗角75,M侧电源阻抗30,阻抗角75,N侧电源
阻抗20,阻抗角75,母线M侧距离采用0接线的方向阻抗继电器,其Ⅰ段的整定值40,
灵敏角75,两电势绝对值相等。
问:
(1)当系统发生振荡时,两电势相角差为157.4时,阻抗继电器会不会误动?
(2)系统振荡且两电势相角差为136.4时,阻抗继电器会不会误动?
(3)若系统振荡周期为1.5s,继电器误动作的时间是多少?
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答:
(1)误动;
(2)临界;(3)0.363s。
25、图示网络,已知:
网络的正序阻抗
Z10.4/km,阻抗角
K65,A、B变电站装有
反应相间短路二段式距离保护,
其Ⅰ、Ⅱ段测量元件采用方向阻抗继电器,
可靠系数取0.8。
求A变电站距离保护动作值,并分析:
(1)当在线路AB距A侧55km和65km发生金属性相间短路时,
A侧变电站各段保护的动作
情况。
(2)当在距A侧30km发生R12的相间弧光短路时,A变电站各段保护动作情况。
(3)若A变电站的线电压为115kV,通过变电站的负荷功率因数0.9时,问送多少负荷电流
时,A变电站距离保护Ⅱ段才会误动?
答:
Ⅰ段动作阻抗24Ω/相;Ⅱ段动作阻抗36.8Ω/相;
(1)在55km处短路,Ⅰ、Ⅱ段会动
作;
(2)在65km处短路,Ⅰ段不会动作;Ⅱ段会动作
。
(3)在30km处短路,Ⅰ、Ⅱ段会动作。
26、求网络的A侧距离保护的最大、最小分支系数。
(Krel0.8)
已知:
A侧电源最大、最小等值阻抗分别为ZA.max
20、ZA.min10
;B侧电源等值最
大、最小阻抗分别为ZB.max30、ZB.min20
。
AB线路阻抗为10
、BC平行线路每
回路阻抗为20。
10Ω20Ω
20Ω
答:
最大分支系数2.5,最小分支系数1。
27、求网络的A侧距离保护的最大、最小分支系数。
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20Ω
15Ω
XAmin=10Ω
Amax
10Ω
X=15Ω
XBmin=12Ω
XDmin=12Ω
XBmax=24Ω
XDmax=∞
答:
最大分支系数
5.67,最小分支系数2.25。
28、图示网络,已知线路正序阻抗为
Z10.4
/km,在平行线路装有保护全长的无时限电
流速断保护,AB线路装设距离保护,可靠系数取
0.85,试求A侧距离保护Ⅱ段动作值及灵
敏度。
答:
Ⅱ段整定阻抗
49.04Ω/相,灵敏系数2.72。
29、如图所示,降压变压器采用
BCH-2型继电器构成纵差保护
已知变压器容量为20MVA,
电压为110(12
2.5%)/11kV,Y,d11接线,系统最大电抗为
52.7,最小电抗为26.4,
变压器的电抗为
69.5,以上电抗均为归算到高压侧的有名值。
11kV侧最大负荷电流1060
A。
电流互感器有如下标准变比:
200/5、400/5、500/5、1000/5、1500/5。
试决定保护动
作电流,基本侧工作线圈匝数,非基本侧平衡线圈匝数及灵敏度。
△
答:
动作电流198A,基本侧工作线圈匝数7
匝,差动线圈6匝,平衡线圈
1匝,非基本侧平衡
线圈3匝,灵敏系数2.37。
30、某升压变压器采用
DCD-2型差动保护,系统等值网络如图所示。
已知
:
(1)变压器参数:
SN125000kVA,38.5(1
2
2.5%)/6.3kV,Uk%7.5,Y,d11;
(2)M系统侧最小阻抗为
6、最大阻抗为
10
;N发电机侧最小阻抗为
22、最大阻抗为
66;变压器阻抗为8
。
等值图上阻抗均归算到平均电压为
37kV侧欧姆值;
(3)标准电流互感器变比为400/5,600/5,1000/5,1500/5;
进行差动保护参数整定计算及求保护灵敏度。
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△
答:
(1)394A;
(2)基本侧工作线圈7匝,差动线圈6匝,非基本侧平衡线圈1匝;
(3)灵敏度2.73。
31、某一电气人员粗心将110kV侧电流互感器B相与6.6kV的A相相对接,110kV的A相
与6.6kV的B相相对接。
已知:
变压器参数为31.5MVA,110/6.6kV,电流互感器变比110kV
侧300/5,Y,d11,6.6kV侧变比3000/5。
差动继电器整定值为6A。
经过计算分析,在正常情况下差动继电器会不会误动?
答:
正常情况下电流为8.1A,会误动。
32、在一个降压变电所内装有并列运行的三台变压器。
已知:
(1)变压器参数:
75kVA,35/6.6kV,Y,d11,Uk%
7.5;
(2)最大工作电流为1.1倍的额定电流;
(3)负荷自起动系数1.7,返回系数0.85,可靠系数1.2;
(4)35kV母线三相短路容量为100MVA。
试求变压器过电流保护和低压过电流保护动作值、灵敏度。
答:
(1)过电流保护动作值
2.64IN,灵敏度1.26<1.5;
(2)低压过电流保护动作电流
1.41IN,动作电压0.65UN,灵敏度2.36。
33、图示网络中。
已知:
(1)发电机正序阻抗为1.8Ω,负序阻抗为2.1Ω,变压器阻抗为0.24Ω,均归算到平均电压6.3kV有名值;
(2)发电机额定功率为3200kW,额定电压6.3kV,功率因数为0.8;
(3)电站有三台同容量水轮发电机组并列运行。
试求发电机复合电压过电流保护一次动作值及灵敏度。
△
答:
动作电流517A,动作电压4410V,负序动作电压378V,变压器高压侧短路的灵敏度:
电流元件2.52,电压元件2.64,负序电压元件6.50。
34、某一继电保护工作者,在安装一台功率功率为7.5MW
,电压为10.5kV,功率因数0.8
的发电机的三相三继式差动保护时,误将装于发电机中性点侧
A相电流互感器二次线圈的
端子接错。
若已知:
电流互感器变比为
600/5,差动保护动作值1.4IN。
问:
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(1)当发电机输送60%额定负荷时,保护会不会误动?
(2)发电机输送80%额定负荷时,保护会不会误动?
答:
(1)5.16A<6A,不误动;
(2)误动。
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