继电保护分析计算题.docx

分析计算题1己知线路的阻抗角=65通过线路的负荷功率因数为0.9当线路上发生金属性短 路故障时，继电保护的启动元件的灵敏系数采用方向阻抗继电器大，还是采川全阻抗继电器 大？大多少？1答：采用方向阻抗继电器时灵敏度更大采用全阻抗继电器的灵敏度只有方向阻抗继 电器灵敏度的0.78倍2现有一个三单元级联滤波器，各单元滤波器的滤波方程为：儿(〃)=无5)-心-2), y2= >| (,z) - >|(n ~ 6) -V3(n)= S >r2(n ~z) 设每基频周期采样次数 N = 12,试：1-0(1) 分析该级联滤波器能够滤除那些次数的谐波2) 写岀该级联滤波器的差分方程表达式2答：(1)直流分量、2、4、6o(2 ) y(n) = x(n) + 兀(〃 -1)-x(n ・3) — x(n ・4)一 x(n ・6) — x(n -7) + ・9) + x(n -10) o3在图1所示网络中的AB、BC、BD、DE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H启动系数 =1.5 , Kg.25 ,K：=1.15, K粘=\2, ^re=0.85, Ar = 0.5j :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线路备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3答：(1)短路电流计算选取图3中的心、心点作为计算点三相短路计算结果如表1所示表1三相短路计算结果短路点K、最大运行方式(kA)1.7951.2530.499最小运行方式 (kA )1.6601.1860.488(2)电流保护I段4.1 = K：叽=1.25x1.795 2.244(kA) , t[ = 0(5)(3) 电流保护II段心严 盟喰=1.25x1.253 1.566(kA), 严 K；：几严 1.15x1.566 1.801(kA)灵敏度校验：厲爲二丰/乩貯1.438(kA),//L438-1.8010.798 ,不满足要求与保护3的II段相配合：侏护3的II段按可伸入变压器而不伸出变压器整定^3 = 0^=115x0.499 0・574(kA),隘严 殆心=1.15x0.574 0.660(kA)灵敏度校验：C.i(2)K l.min厂需2」79,满足要求t[ -1" + △/ = 0.5 + 0.5 = 1(5)(4)电流保护m段〃/ 二嘴心 二 1.2X1.5& 厶唤_ 085x0.2 0.433(kA)灵敏度校验：作为本线路的示备保护K?；严半严 作为相邻下一线路的后备保护K爲=遐匝=芈5」0.433趾曙3.321 ,满足要求。

2372 ,满足要求/：〃 =＜〃 +A/ + A/ = 3(5)4如图2所示系统，路MN上装设纵联电流相位差动保护已知4 = ENej6(t,Zv = Zn严，ZA/ = ZM严,线路长400km,电流互感器和保护装置的角误差分别为7裕度角仇取15问：当纵联电流相位差动保护的闭锁角％=60和=70时，两侧保护是否都保证路K点三相短路时正确动作？为什么？X M K N 心——Z 阳 I J I图2系统接线图4答:根据已知可绘制图4由图4可见,人与人之间的夹角为70■当线路K点三相短路时，线路两侧收信机收到高频信号的相位并分别为:M 侧：(p„ =70 + 7 + 15 + —x6 = 116；高频信号间断最大可能为 180 100N 侧：^.r =70 + 7 + 15- —x6 = 68；高频信号间断最大可能为 180-68 = 112 100当=60M、N侧保护都能动作当仇=70N侧保护首先动作，M侧保护相继动作—-、1某方向阻抗继电器Zw/ = 8Q ,忽”=80当继电器的测量阻抗为6Z50Q时，该继电 器是否动作？1答：在50时的动作阻抗为Z= 4^3/50 6.92XZ50(Q)；因为6.92X > 6 ,所以该继电器动作。

2设1200Hz,设计一加法滤波器,要求滤掉1、3、5等奇次谐波,写出其差分方程 表达式2答：因为人=1200*,所以/V = 24 o又已知加法滤波器能够滤除的谐波次数 m = —(1 + 2/) ( / 为正整数或 0),则 y(n) = x(n) + x(n -12) o2k3在图1所示网络中装设了反应相间短路的距离保护已知：线路的正序阻抗 X\ =0 450/to ；糸统阻抗：XMs min =200 , % min =】，XMs max = X^max =250 ；K爲=K伤=0.85试对距离保护1的第I、II段进行粥定计算，并校验II段灵敏度图13 解：1 保护 1 第 I 段：Z；f l =19.125Q； t；=0so2保护1第II段:Z爲=30.6Q ； Z寫=K；仏小+ K忖Z爲) 用图3所示网络计算心_Kb.min6.725图3求分支系数所用网络则 Z： \= 0.85 x(22.5 + 2.7 x30.6) = 89.352(0)iisen.289.35222.53.971 >1.25,满足要求4在图2所示单侧电源线路MN上装有比较/. + KI2相位的纵联电流相位差动保护。

已 知:线路的阻抗 k=0.4G/如,x0=1.4Q/to；系统阻抗:x15 = x2i = 7Q , x0j=10Q问: 不考虑负荷电流的影响，K为何值时，路末端K点发生两相接地短路时，保护将拒绝 动作？4答：只有在I^KI2= 0时=保护才可能拒动因此首先要求得/2o路末端K点发生两相接地短路:X 1 = X2 =7 + 20x0.4 = 15(0), = 10 + 20x1.4 = 38(0) o 则115/V315 +15x3815 + 382.578(kA), IK23815 + 38x 2.578-1.848(kA)由人+心0,则T +签1.3951. 己知某线路工作电压220KV,长度100km,高频保护采用相地通道（无差分网络），工作频率f（）二256kHz,试估算线路传输衰耗比本题3分）解：bc=BeoL(N)=6.5X10 3 庇 L+7 (dB) ---2 分=6. 5X103V256 X 100+7=17. 4(dB)---1 分2、如图所示，路L1的A侧装有按U①/ (I①+K3I0)接线的接地距离保护(K=0.8), 阻抗元件的动作特性为最大灵敏度等于80的方向圆，一次整定阻抗为Zzd=40Z80Qo在 K点发生A相经电阻接地短路故障：(1) 写出阻抗元件的测最阻抗表达式。

2) 该阻抗元件是否会动作？并用阻抗向量图说明Z注：(1) II与12同相(2) ZL1为线路L1的线路正序阻抗，ZL3k为线路母线B到故障点K的线路正序阻抗,ZLl=ZL3k=5Z80Q答：(1)测量阻抗Zca=ZLl+[ (11+12) +K (11+12) ZL3k]/ (I1+KI1) + (11+12) Rg/ (I1+KI1) =ZL1+ (11+12) ZL3k/ll+ (11+12) Rg/ (I1+0.8I1)=20 Z 80+17 (5 分)(2)该阻抗元件会动作，在K点短路时阻抗元件的允许接地电阻为20Q,现测量的K 点接地电阻为17Q,所以能动作3分)3、已知一异步电动机额定容量为6KV,额定电流164A,接至6.3KV母线上，经一变压器 供电，试计算该电动机的速断保护定值，并校核灵敏度得知在系统最小运行方式下，电动 机本体入口引线三相短路电流有名值10669A,电流互感器比300/5,保护采用不完全星形接 线解：Idj=KkXKqXIde/nl= 1.5X6X164/300/5= 32. 5AIdz=35AKL二 V3?2X 10669/(35X300/5)二4. 39>2 合格 /4、 已知6kVBZT装置的低电压元件的報定值为26V,检有压的电压元件的粥定值为73V,试计算各电压元件的一次整定值。

/答：低电压元件 Ul = 1.732(26/1. 732)* (6000 / 1. 732)/(100/1. 732) =1560V有电压元件 U2=l. 732(73/1. 732)* (220000 / 1. 732)/(100/1. 732) = 160. kV5、 已380VBZT装置的低电压元件的報定值为26V,检有压的电压元件的整定值为73V,试 计算各电压元件的一次整定值答：低电压元件 Ul = 1.732 (26/1.732)* (380 / 1. 732)/(100/1. 732) =98. 8V有电压元件 U2=l. 732(73/1. 732)* (6000 / 1. 732)/(100/1. 732) =4380V6、 有一小电流接地系统，母线额定电压为6KV,电压互感器变比为 (6000/1. 732)/(100/1. 732)/(100/3),当发生单相直接接地时，若母线绝缘监测继电器输入 侧测得的电压为50V,求这时母线相电压升至多少？(假定母线电压是从零开始升压的)答:母线相电压 U=50/3* (6000/1. 732)/(100/3)=3000/1. 732V即这时母线相电压升至3000/1. 732V.六、计算题(每题10分，共20分)：1、如图所示系统，变压器接线为YN, dll,变比为1,在变压器Y形侧发生B相单相接地 故障时，试分析变压器两侧的备序电流分量及相电流的幅值大小及相位关系(画出两侧电流 向量图)，当变压器△侧电流保护采用两相不完全星形接线方式时，计算此时△侧两相电流 互感器的二次负担。

答：在Y侧发生B相接地故障时,Ibi=Ib2=Ibo=1/3Ik ,Ia=Ic=0C —号B A/W^A VA A/vv-A IBk在△侧 Ibl=lBiei30Ib2= IB2 ej30IbO=OTb=Ibl+Ib2= V3 Ibi = V3/3 Ik Ic=a~ Ibl + a1 Ib2 =0Ia=a* Ibl+a2 Ib2 = — J 3/3 Ik（6分）电流互感器二次负担=U2/I2Ua= la (ZL+ZJ) + la (ZL+ZJ) =2Ia (ZL+ZJ)A 相 Z = 2 (ZL+ZJ)C 相 Z=0 (4 分)2、220kV系统如下图，变压器Tm和Tn均为三相五柱式结构，Tm变压器直接接地，Tn变压器间隙接地且低压侧无电源，Tm和Tn变压器中性点零序过压继电器分别接M母线和N母线 PT （变比：220000/V 3/100/V 3/100） JF 口三角绕组（反应3U0）,定值为180V,当M侧线路 A相开关跳闸示，请逝出序网图，判断变圧器Tm和Tn的中性点零序过压保护能否动作？（ 10 分）XL1二XL2二XL0/3Zhl=Zh2当线路MN M侧断路器A相断开后，M母线零序电压U0=0, N母线零序电压U0=。