国网考试电力系统继电保护 题库

1、继电保护题目第一章 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（Idz、IdzJ、Idz、IdzJ、I dz、I dzJ）、动作时间（t、t、t）和I段的最小保护范围lmin%，以及II段和III段的灵敏系数Klm、Klm(1)、Klm(2)。对非快速切除的故障

2、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0.4/km，可靠系数取Kk=1.3，Kk=1.1，Kk=1.2，电动机自启动系数Kzq=1.5，返回系数Kh0.85，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 三种方案方案系统电抗Xs()线路长度l (km)变压器额定负荷Sefh(MVA)10kV线路保护最长动作时间ti(s)SeB(MVA)Ud%10.3102107.5152.520.8827.57.5102321525.67.581.5解参见图2-1。已知Xs=0.3，l =10km， SB=210 MVA， Ud%=7.5， Sfh=15MVA， t102.5s。1 求电流I段定值（1） 动作电流IdzIdzKk dBmax1.34.976.46（kA）其中 dBmaxES/（XsXAB）（37/）/（0.3100.4）4.97（kA）(2) 灵敏性校验，即求l min l min = 1/Zb (（/2)Ex/ Idz Xs,max) = 1/0.4 ( (37/2) / 6.

3、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Idz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dCmaxES/（XsXABXB2）（37/）/（0.349.2/2）2.4（kA）IdzKkdCmax 1.12.42.64（kA）式中XB Ud%（U2B / SB） 0.075（35210）9.2（）（2）灵敏性校验Klm=dBmin / Idz/ 24.972.641.63 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 I=(K/K)KI=(1.2/ 0.85)1.5247=523(A)式中 I=S/（U）=15/（35）=247（A）（2） 灵敏性校验本线路末端短路时 Klm (1) =(/2) 4.97)/0.523=8.221.5 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（3）dCmaxES/（XsXA

4、BXB）（37/）/ (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（2）dmin(1/2)（3）dCmin故Klm (2) =0.515805231.5 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gmax2SB U1.05（21035）1.05346（）取n1=400/5（2） 继电器动作电流I段 IdzJKjxIdz/ n1=6.46103/80 = 80.75（）II段 IdzJ =2.64103/80 = 33（）III段 IdzJ = 523 / 80 = 6.54（）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，该点短路时母线A的残余电压为Ucy = Id l min%XAB式中Id（Xl min%XAB）故Ucy = l min%XAB（Xl min%

5、XAB）按残余电压定义，即可得出计算Ucy%的公式Ucy%Ucy l min%XAB（Xl min%XAB）本题已计算出l min%64，而XAB0.410 4, Xs = 0.3 故Ucy%（0.644）（0.3+40.64）10087.5其他方案可类推例题2.2 在图2-2所示网络中，试对线路AB进行三段式电流保护的整定（包括选择接线方式，计算保护各段的一次动作电流、二次动作电流、最小保护范围、灵敏系数和动作时间，选出主要继电器型号规范）。已知线路的最大负荷电流Ifhmax100，电流互感器变比为300/5，保护2的过电流保护动作时间为2.2s，母线A、B、C等处短路时流经线路AB的短路电流计算值如表2，有关短路电流计算值为（kA）图2-2 例题2.2图表2 短路电流计算值 短路点短路电流运行方式ABC最大运行方式5.341.5250.562最小运行方式4.271.4240.548解：1.接线方式的选择由于35KV为中性点非直接接地电网，而所给定的线路AB的相邻元件也是线路（不含变压器），故三段保护均初步选择为两相星形接线。2.整定计算（1）I段1）动作电流的整定：根据前述整定计算

6、公式IdzKkdBmax显然，此处应取dBmax1.525KA（线路AB末端，即线路BC首端的最大三相短路电流），取可靠系数Kk1.3，于是保护的一次动作电流为I dz1 = 1.31.525 = 1.983 (KA)由于采用两相星形接线，Kjx=1 , 故保护的二次动作电流，即继电器的动作电流为IdzJKjxIdzn11.983103（300/5）33（A）选用DL11/50型电流继电器，或电流DL-21c、DL-31等新型继电器，其动作电流的整定范围为12.550A2） 灵敏性校验：此处为求最小保护范围，根据前述公式 l min = 1/Zb(/ 2)Ex/ Idz Zs,max)式中Zs,max为系统阻抗，尚为未知数，根据题设A点短路电流数据，可以求出A点背后等值电源（即系统）的等值阻抗：最大运行方式时Zs,min（37/）5.344（）最小运行方式时Zs,max（37/）4.275（）式中37为35KV电网的平均额定线电压，于是可求最大运行方式下的最小保护范围为l minmax（1/0.4）（ / 2（37/）1.9834）13.3（km）此处取线路阻抗Zb = 0.4/km最

7、小运行方式下的最小保护范围为l minmim（1/0.4）（37 / 21.9835）10.8（km）l minmax%l minmax / lAB 100% = 13.3/25100%=53.2% 15%l minmin% = l minmin/ lAB 100% = 10.8/25100%=43.3% 15%均满足要求3）动作时间的整定t=0s但为躲管型避雷器放电，应选取DZS-117型中间继电器做为出口继电器，该继电器具有4个常开触点，固有动作时间为0.06s，并假定操作电源为220V直流。（2）II段1） 动作电流整定：线路AB的保护II段应与相邻线路的保护I段配合，故Idz1Kk Idz2 / Kfz显然，此处Kfz1（无分支），而Idz2应按线路BC末端C点最大短路电流来整定，即:Idz2 KkdCmax1.30.562=0.73(kA)于是Idz11.10.73=0.8(kA)此处取Kk =1.1,因为主要目的在于配合.继电器的动作电流IdzJ = KjxIdz1n1=0.8103（300/5）13.4（A）选用DL-11/20型电流继电器，或其他类似的新型电流继电器，其

8、动作电流的整定范围为520 A 2） 灵敏性校验：已知本线路末端最小运行方式下三相短路时流过本保护的电流为1.424 A，考虑两相短路电流一般为三相短路电流的 / 2倍（当Z1 Z2时），故Klm= Idmin(B)/ Idz1= / 2 1.424 / 0.8 =1.54 1.5 满足要求。3） 动作时间的整定：根据前述，本保护为与相邻元件电流I段无时限（t=0s）电流速断保护相配合，故可取t0.5s (t1 = t2 + t=0.5s)。选取DS-111型时间继电器，假定操作电源为直流220V。其时限整定范围为0.11.3S。（3）III段1） 动作电流的整定：根据有关整定计算公式 I dz=KKKzq /Kh fhmax I dz= (1.22 / 0.85)100=282（A） I dzJ= KjxI dz / n1=282 / 60 = 4.7（A）选用DL-11/10型电流继电器或其他类似的继电器，其整定范围为2.510A2） 灵敏性校验：取本线路末端B点短路时流过本保护的最小两相短路电流做为计算电流，故 Klm（1）= I(2)dBmin / I dz = ( / 2) 1.424103 / 282=4.37 1.5保护相邻线路时的灵敏性，取相邻线路BC末端C点短路时流过本保护1的最小两相短路电流作为计算电流，故 Klm（2）= I(2)dcmin / I dz = ( / 2) 0.548103 / 282=1.68 1

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