计算题继电保护整定计算实例(共45页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上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。已知段可靠系数取1.25,段可靠取1.15,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18,最小值为13,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。限时速断与下一段配合不行解:(1)相邻线路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
2、:注:理论上说AB线路的段既要与BC线路段配合,又要与BD线路段配合,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线路段动作电流为:AB线路段动作电流为:被保护线路末端最小短路电流为:灵敏度为:不满足要求。改与相邻线路段配合,则注:同理,由于BD线路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
3、BD线路。动作时间:二、三段式过流保护计算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,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max9MW, 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1.3。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
4、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 15(2)求限时电流速断保护动作值和灵敏系数 求最小分支系数: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。 有助增分支就要带分支系数 (3)求定时限过电流保护动作电流及灵敏度动作电流为: 近后备灵敏度为: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
5、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:注:计算灵敏系数时应采用最大分支系数。总阻抗为: 最小两相短路电流为:远后备灵敏度为:1.2满足要求。四、零序保护三段计算(一)如图所示网络中,已知:电源等值电抗,;线路AB、BC的电抗,;变压器T1额定参数为31.5MVA,1106.6kV,k10.5,其它参数如图所示。试决定线路AB的零序电流保护的第段、第段、第段的动作电流、灵敏度和动作时限。解:1、计算零序电流线路AB:;线路BC:;变压器T1:。求B母线短路时的零序电流:,因为,所以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
6、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。注:按变压器不接地运行计算。 注:用正序等效定则求出零序量。 注:求单相接地短路时,零序电流。因零序电流等于正序电流。 在线路AB中点短路时, B母线的三相短路电流 求母线C短路时的零序电流: , 2、各段保护的整定计算及灵敏度校验(1) (1) 零序段保护:1.2532104010 A单相接地短路: 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。所以注:此值即为最大保护区长度。两相接地短路: 注:16为电源零序阻抗的2倍。所以L9 km0.220km注:此值即为最小保护区长度。(2)零序段保护: 1.3
7、满足要求。动作时限:(3)零序段保护因为是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:近后备: 满足要求。远后备: 满足要求。动作时限:五、零序保护第二段计算(二)如图所示网络,已知,电源A的电抗1220,o31.45,电源D的电抗1212.6,o25,所有线路,;可靠系数,。试确定线路AB上A侧零序电流保护第段动作值,并校验灵敏度。解:A侧零序段应与BC和BD的零序保护的段配合,取大值作为整定值。1、与BC线路配合:因,应采用单相接地的零序电流。注:短路点总零序电流。BC线路保护段动作电流为分支系数: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。A
8、B线路保护段整定值为注: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。12流入接地短路点的零序电流为流过BD线路的零序电流为 当母线B接地短路时:, 流入短路点的零序电流为: 电源D侧流过BD线路B侧的零序电流为 在BD线路B端出口接地短路时,由电源A侧流过保护的零序电流为 注:不加方向元件时,既要考虑正方向短路,也要考虑反方向短路。采用这个定值后,在显然B端出口处两相接地短路时,保护不可能动作。因此应加方向元件。2)加方向元件后,BD线路保护的段按躲开母线D接地的最大零序电流整定注:加方向元
9、件后,只要考虑正方向短路。线路AB的段动作电流 定值取1254 A。灵敏度:1.3可采用与BD线路的段配合,BD线路的段可按末端有足够灵敏度整定,即 AB线路段动作电流灵敏度动作时间六、零序保护第一段计算(三)如图所示双电源网络中,已知线路的阻抗,两侧系统等值电源的参数为:相电势,1M2M5,1N2N10,。试决定线路MN两侧零序电流速断保护段的整定值及保护范围。解:1、M侧母线短路电流 由于故按单相接地条件整定。(1)流入接地点短路电流为 (2)流过保护2的零序电流为 2、N母线短路时 (1)流入接地点短路电流 (2)流过保护1短路电流 注:用分流公式计算。3、保护1的段动作值 4、保护2的
10、段如不加方向元件,动作值与保护1相同。 5、保护区长度 注:求何处发生两相接地短路的零序电流等于保护定值。注:求X处接地短路正序总阻抗。注:求X处接地短路时零序总阻抗。联立求解即可求出保护1保护长度Lx,求保护2方法同上。七、距离保护三段计算已用网络参数如图所示,已知:系统等值阻抗,、最大阻抗为无穷大;线路的正序阻抗10.45km,阻抗角;线路上采用三段式距离保护,阻抗元件均采用方向阻继电器,继电器最灵敏角;保护的段时限为2s;线路AB、BC的最大负荷电流,负荷自起动系数为2,负荷的功率因数;变压器采用差动保护,变压器容量、电压比、电压阻抗百分数。试求保护A各段动作阻抗,灵敏度及时限。解:1、
11、保护A第段动作阻抗 注:距离保护段的动作时间为瞬时动作,可靠系数的取值即为保护区长度,因此,不必计算保护区。2、保护A第段动作阻抗 用与线路和变压器两者配合再比较(1) 与保护B第段配合 分之系数最小值的情况是时,即B电源断开,1。注:应考虑分支的影响。 0.85(0.453014.54)23.83 (2)与变电所B降压变压器的速动保护配合 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 所以 取二者较小值为动作阻抗, 即灵敏度:1.5 满足要求。保护动作时间为:。3、保护A第段动作阻抗 注:取电压为是考虑电压产生波动时,输送功率不变。 63.96其中:灵敏度:(1)近后备
12、 (2)远后备 注:远后备保护可不考虑相邻变压器。 63.96(13.51.7817.1) 1.311.2 满足要求。动作时限:20.52.5 s八、距离保护的最大、最小分支系数网络参数如图所示,已知,线路正序阻抗,平行线路、MN线路为,距离段保护可靠系数取0.85。M侧电源最大、最小等值阻抗分别为、;N侧电源最大、最小等值阻抗分别为、,试求MN线路M侧距离保护的最大、最小分支系数。解:1。 最大分支系数:(1)最大助增系数 注:电源取最小方式,助增电源取最大方式(2)最大汲出系数 显然,当平行线路只有一回路在运行时,汲出系数为1。总的最大分支系数为。注:汲出系数最大值为1。2最小分支系数为:
13、(1)最小助增系数 由助增系数公式可得 注:电源取最大方式,助增电源取最小方式(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 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。九、分析振荡计算如图所示双电源系统中,L5075,M3075;N2075,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电器,其第段的整定阻抗,灵敏角,MN。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)系统振荡时,若两电
14、势相角差为136.4时,继电器会不会误动作? (3)若系统振荡周期为1.5s,继电器误动作的时间是多少?解:(1)157.4时,振荡电流为: 注:当两侧电势相等时,计算振荡电流的公式。 角度为48.4时阻抗继电器动作值为:op40cos(7548.4)35.722.36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136.4时 方向阻抗继电器处临界动作状态。(3).继电器误动时间: (180136.4)287.2注:距离保护临界动作状态即为圆特性边界,误动区中点在处,乘2即为误动区间。 十、距离保护计算并分析动作情况 网络如图所示,已
15、知:网络的正序阻抗,线路阻抗角,A、B变电站装有反应相间短路的二段式距离保护,它的、段测量元件均系采用方向阻抗继电器。试求变电站距离保护动作值(I、段可靠系数取0.8)。并分析:(1)当在线路AB距A侧和处发生相间金属性短路时, A变电站各段保护的动作情况。(2)当在距A变电站处发生的相间弧光短路时, A变电站各段保护动作情况。(3)若A变电站的电压为115kV,通过变电站的负荷功率因数为0.9,问送多少负荷电流时,A变电站距离保护段才会误动作?解:1、保护第段整定值 保护第段整定值 1)在处短路测量阻抗为; 2)在处短路测量阻抗为。 保护A的I段不动作,段会动作。2、在经过渡电阻的弧光短路的
16、测量阻抗为 注:相间短路,过渡电阻值每相取一半。 = 注:测量阻抗及角度 15.55注:取整定阻抗角 15.55 故保护A的、段均会动作。3、求使段误动的负荷电流 负荷阻抗为时,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:十一、常规纵差动保护计算(一)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,已知变压器的参数为15MVA,d11接线,归算到6.6kV的系统最大电抗,最小电抗。低压侧最大负荷电流为1060A。试求动作电流、差动线圈匝数、平衡线圈匝数和灵敏度。解:1、确定基本侧(1)变压器一次额定电流1)35k侧:2)6.6k侧:注:求额定电
17、流应用变压器实际额定电压。(2)电流互感器变比1)35k侧计算变比及选用变比;选用注:是由于变压器高压侧采用三角形接线。 2) 6.6k侧:选用 (3)电流互感器二次电流1)35k侧:注:为接线系数。 2)6.6k侧: 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注:计算时应将所有参数都归算至基本侧。2、基本侧动作电流计算值确定(1)按躲过外部短路条件 op1.3(10.10.050.05)94202450 A(2)按躲过励磁涌流 op1.313151710 A(3)按CT二次断线条件 op1.310601378 A 选一次计算动作
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- 算题 保护 计算 实例 45
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