35kV
在所示的35Kv电网中，已知，线路 L1长度20公里，线路正序阻抗为 0.4欧姆/公里，系统 阻抗8欧姆，求线路L1出口，50%末端三相金属性短路时，流经其保护安装处的短路电流 值，并且绘制出随短路点由出口到末端变化时，短路电流的变化曲线。 解：
XL1:20 公里 *0.4 Q /km=8 Q ;Xs=8 Q
37kv 厂 37kv l
33
L1 出口： Id仁 ; 50%处 Id仁 ;末端：Id1= ^7® -
8 8 4 8 8
习题2:如图所示网络，各阻抗参数均为归算到
110kV侧的有名值。试对保护1
进行反应相间短路的电流I段、U段和川段的一次侧动作电流和继电器动作电 流，动作时限和灵敏度。线路阻抗取 0.4 /km,电流I段的可靠系数1.2，电流 U段的可靠系数Kk 1.1 ,电流川段的可靠系数Kk 1.2，返回系数Kh 0.85 , 自起动系数Kzq
1，电流互感器的变比是600/5。
一 : I段动作电流
12*115/&3
I dz 1 =Kk*ldmax（最大运方，三相短路时候电流最大） 1＞动作时限t=0
2＞ 继电器动作电流 I j.dz.1 =1 dz.1*Kjx / na=4553*1/120=37.94A
I
= --------------- --- =4.553kA
5.5 12
U相
Xx.min l max %* X|1
3＞灵敏度：最大运方，三相短路时候，令 I dz1= ------------------------------------- 所以
lmax%=(115 3^553 5.5)/12 =75.7%>50%
3
*115/、3
/
最小运方，两相短路 Imin%= ( 2 二: II段动作电流
6.7)/12=49.4% > (15-20 ) %
参考
2115
L2的1段的整定值： Idz2」*\"=1.4kA
.
5.5 12 36
II
1〉动作电流
与L2的I段配合,
|
d
Kk* ldz.2=1.1*14=1.638kA
2＞继电器电流 1638*1/120=13.65A 3＞灵敏度校验 Klm=
乙1
Id .min ⑵
ii dz.1
-------- 相 ---- )/ I dZ 1 =3.075/1.638=1.88
Xx.max X/
> 1.25
4＞动作时限：0.5秒 三：III段
1＞动作电流：躲最大负荷电流整定
I
III dz.
A
Kk * Kzq * Ifh. max
Kf
1.2*1* 400
0.85
565A
2> 继电器电流：565*1/120=4.71A
3＞灵敏度校验：近后备 3075/565=5.44〉1.5 L2的远后备
(虫*
2 Xxmax X12
U
I Xu
)/
III
dz. A
=1051/565=1.86>1.2
4＞动作时限2秒
习题3：在下图所示的电网中，已知线路 L1的I段电流速断的动作电流为 700A,III段的动 作时限为1.6秒。变压器B装有差动保护，其 山 段的动作时限为1.1秒，线路L2的最大 的输送功率Pmax=9M，功率因数0.9，最低工作电压 Umin=0.95Ue（Ue为电网的额定电压）。
自启动系数Kzq=1.3，返回系数Kf=0.85,CT的变比300/5=60，电网的等值电路如图，试整 定线路L2的I ,II,III
段电流保护。其中 L2长度20km,正序阻抗8欧姆，线路L1正序阻
即37KV,最小系统阻抗7
1.1，与相邻变压器配
抗12欧姆，变压器为30欧姆，故障计算电压按照平均电压计算， 欧姆，最大9欧姆。可靠系数，I段取1.2，II段与相邻线路配合取 合取1.3，III段取1.2 。
答：一：I段动作电流I dz.A =Kk*ldmax（最大运方，三相短路时候电流最大）
=1.2*
=1.712kA
4＞动作时限t=0 5> 继电器动作电流 I j.dz.A=l dz.A*Kjx / na=1712*1/60=28.5A
37八3
参考
6〉灵敏度：最大运方，三相短路时候，令
I dz.A
所以
Xx.min l max % * Xl2
lmax%= (37 /形〈712
7)/8
=68.75%>50%
最小运方，两相短路Imin%= ( 2 二: II 段
2〉动作电流 :与L1的I段配合，
9)/8=22.75% > ( 15-20 ) %
I
I
II dz.A
II dz.A
Kk* Idz.B=1.1*700=770A
Kk * --------- -------------- =618A
X min Xl2 XT
与变压器配合
Kk * I d3maX
取两者较大者 770A
2＞继电器电流 770*1/60=12.8A 3＞灵敏度校验 Klm= 4＞动作时限： 4> III段
0.5秒
Id .min 111
I
ir
(2)
(3*
Xx. max X| 2
)/I dz.A =1092/770=1.42〉1.25
:躲最大负荷电流整定 lfh.max=
P max 、3U min* cos
9MVA ^3U min* cos 1.2*1.3* 174 0.85
■ -------------------------- =174A 、3* 0.95* 35*0.9
III dz.A
Kk * Kzq * Ifh. max Kf
320A
5> 继电器电流: 320*1/60=5.33A 6> 灵敏度校验: 近后备 1092/320=3.42
1.5
L1的远后备 (三*
2 Xxmax Xl2 Xl1
)I
/
III
dz.A
=2>1.2
T的远后备
( )/ 人=1.42>1.2
Xxmax Xl2 X/ 1
注：此处为何米用三相短路：
Yd11变压器，d侧BC短路时候，据前分析，
Y侧三相电流不等，Ic=2la=2lb=ld3
考虑到可以采用两相三继电器，所以校验灵敏度可以考虑最大相电流 所以不必再计算两相短路，直接用三相短路的电流即可 4＞动作时限2.1秒
参考
习题4:
2.5欧姆，AB线路长度20公里, 已知：如图110kV输电线路中，系统阻抗 BC线路长度25
公里。CD线路长度34公里。线路单位长度阻抗为 0.4欧姆/公里。求取线路 CD的I段电流 保护，BC的II段电流保护的一次侧动作电流值和动作时限。其中 1.25,11段保护的可靠系数1.15，短路电流计算电压按照平均电压
I段保护的可靠系数 115KV计算。
115kV
解: I dz.CD =kk I dl.D \")=1.25 -------------- 3
1
动作时限0s
2.5
8
10
13.6
动作时限0.5s
I dz.BC =Kk I dz.CDI =1.15I dz.CDI
H
H
习题7：
在下图所示的网络中， 变压器都是yd11型接线。为保护1进行零序II段电流保护 的整定，可靠系数取1.1。已知保护3的零序I段的动作电流为1.2KA，动作时限为0 秒，d点为保护3的零序I段的实际保护范围末端，该点发生接地短路时，所有断路 器全部投入时的数值，流经
1，4，3号保护的零序电流分别为 0.5kA，0.7kA，1.2kA，
1.2kA，0kA，1.2kA。保
1的最小零序电流为 2.5kA。
4DL断开时的数值，流经 1，4，3号保护的零序电流分别为 护1所在线路的末端发生接地短路时流过保护
解：|dzJ=K< Idz.3 =1.1 X 12kA=1.32kA;0.5s（ 其中 心细・=丄^ 二12^ =1,短路
K0 fz. min
1 I
DL.1 1 -2kA
I 2 5kA
点为d2,运方为4DL断开时）：Km==DL皿=2.5kA =1.9
IIIdz.1 1.32kA
习题8：
下图为中性点不接地电网的单线接线图。
1, 2, 3号线路分别长10公里，20公里，10公里。
0.025*10 -6F/km,频率为50HZ,
图中所接电容为各相对地的分布电容，线路每相对地电容为
参考
发电机定子绕组每相对地电容
0.25 X 10-6F,电源相电压10/ .. 3 kV,以A相电源电压为参考
向量。当3号线路发生d点单相接地时，计算： 1〉故障点各相对地电压和零序电压 3＞接地点的电流
3〉3号线路的零序电流保护的整定值（取可靠系数
1.5 ）
6 6
解：L1 每相对地电容：0.025*10 F/km*10km=0.25*10 - F ; L2 每相对地 电容：
0.025*10 F/km*20km=0.5*10 F： L3 每相对地电容：0.025*10 - F/km*10km=0.25*10 - F:发电 机每相对地电容：0.25*10 -6;在故障点各相对地电压：
--6 6 6 6
-
UAd=0 ；
U Bd U Cd
EB EA -，3EA ej 150 EC
EA
3EA ej150
10000ej 150 10000ej150
50 0.25 0.5
0.25 0.25 10 6=6.8A
接地点电流
I DL =3U C =3 10kV 2
L3的整定值： I dz.L3 = =Kk 3U
10kV
CL3 = 1.5 3 2
、3
F
50 0.25 10 6
灵敏度：Kcm
C
C
L3
CC1
L1
C
L2
0.25 0.25
KK CL3
.5 C L3
0.5 2.7
1.5* 0.25
习题11 ：
如图所示，110kV输电线路中，线路AB的最低母线电压按照 90%额定电压计算，最大负荷电 流为335安，负荷电流功率因数为 动作灵敏角为
cos $ =0.8，线路AB装设距离保护，其接线方式为零度
接线。自启动系数 Kzq=1.5，返回系数Kfh=1.15，距离保护距离 山 段的可靠系数取1.25。 其最大
75度。CT变比1200/5 , PT变比110kV / 100V。计算：阻抗继电器分
该距离保护第III段的一次侧整定阻抗，
阻抗继电
别采用全阻抗继电器和方向阻抗继电器，
器的测量阻抗并且画出其动作特性，指明动作区域。
参考
解: Zfhmin
U^
I fh. max
0.9 110kV
335A 171
A/3 171
采用全阻抗圆:
III Zzd
Zfh min
kk kfhkzq
1.25 1.15 1.5 Z fh min
79 ；zJzd 79
以 79 -240
npT
1100
17.24
采用方向阻抗圆:
Zzd
k
kfhkzq cos(
100
)
其中
lm =75°
fn
=arccos0.8=37 ° ;
lm fn
ZJ.zd
100 *
nPT
21.8
110kV输电线路中，线路 AB长度 25公里，BC长度36公里，CD长度
线路AB装设相间短路距离保护，其接线方 0.4欧姆/公里。
I段的可靠系数 0.85。其最大
习题12:如图所示，
18公里。单位长度线路阻抗为
式为零度接线。阻抗继电器采用方向阻抗继电器。距离保护
动作灵敏角为75度。CT变比1200/5 , PT变比110KV/ 100V。计算： 该距离保护I段的一 次侧整定阻抗，动作时限，阻抗继电器的测量阻抗并且画出其动作特性，指明动作区域。 A
B
C
Zzd.AB kk * ZAB 0.85 10 8.5 ； 75 , t=0s;二次侧继电器阻抗值
ZJ .zd.AB
8.5
nPT
1200
5 8.5
110kV 100V
由于比较灵敏的用作启动 1.2 ,返回系数0.85，比较
1.5倍，如果已知被
习题14:
在方向高频保护中，采用灵敏和不灵敏的两套电流启动元件， 发信的启动元件，在正常负荷状态下不应动作，可靠系数可以取 不灵敏的启动元件用来启动跳闸回路， 保护线路的最大负荷电流是
灵敏元件：
他的灵敏性比灵敏的启动元件低
200A,试选择较灵敏和不灵敏启动元件的一次动作电流。
1.2* 200 dz
0.85
282.353A;
不灵敏元件:
Idz 1.5* 282.353A 423.53A
习题15:在图示网络中，在线路 AB上装设相差动保护，以 Em为参考相量，En滞后Em为 60度，Zm阻抗角70度，Zn阻抗角90度。电流互感器和保护装置本身的角误差分别为 度和15度。线路全长400公里。试求：
7
参考
1闭锁角的整定值，保护的闭锁区和动作区 2当d点发生三相短路时，两侧保护能否同时动作? 两侧电流相位的变化，裕度角取
（计算时不考虑线路长度变化时引起的
15度）
En
答：闭锁角 b
220 \" 60
100 y 22
y 0
400 _0
100
6 15
0
61
0
保护的闭锁区 保护的动作区
1800 610,1800 0,1 19 或者
0
0
610 即 241 ,360
0 0
1190,2410
当d点发生三相短路时， M侧电流超前N侧电流80度。 M侧相位差 M 800 220电00 6° 126° ；位于闭锁区
100 100
00N侧相位差N 80° 22彳00 6 78°位于动作区
所以当d点发生三相短路时，两侧保护不能同时动作，会相继动作
1在一个降压 变电所内装有三台变压器，已知：变压器参数： 别为124A和656A。最大工作电流为额定电流，负荷自起动系数 线三相短路时，流经高压侧的短路电流为 护的整定值，灵敏度？灵敏度是否满足要求 件灵敏度。
解：1、电流整定值
35/6.6KV ,Y,d11 , Uk 7.5% ；两侧的额定电流分 1.7，返回系数0.85，可靠系数Krel = 1.2。低压母
436A。采用两相三继电器接线的过电流保护作为后备保护，求出过电流保
？如果不满足，可以怎样做？并重新计算此时的电流元件整定值和电流元
1 2 3 124
躲开切除一台变压器时可能的最大负荷电流
lzd
0.85 2
263A （高压侧）
1 2 1 7 124
躲开最大负荷电流 选取较大值，298A
|zd
0.85
曰 298A
436
2、 灵敏度计算由于采用两相三继接线，所以
Ksen
298
1.46 1.5 （灵敏度不满足要求）
3、 可以采用低电压起动或者复合电压启动的过电流保护
1 2 124 此时的电流元件动作电流 lzd 12 竺 175A
0.85
Ksen
436
2.5 > 1.5灵敏度满足要求
参考
175
30 MVA 110/6.3KV , Y , d11 接线，;
第2题 在某降压变电所内有一台变压器，已知：变压器参数为
参考
变压器阻抗 46.3欧姆，系统阻抗 26.45欧姆（以阻抗均归算到高压侧）
h.max
；最大负荷电流为
12I N
- ；负荷自起动系数为 2,返回系数为0.85,可靠系数1.25 ;试问：变压器上能否装设 两相两继电器接线的过电流
保护作为外部相间短路的后备保护？ 解：1、求电流元件动作电流
1
N.h
30000
lop
3 110
1.25 2 1.2 157.46
0.85 115000 3(26.45 46.3)
157.46A
555.7A
p
变压器低压侧三相短路电流最小值：
lk3'
k.min
913A
2、灵敏度计算
保护采用两相两继接线时:
Ksen
2 555.7
0.82
不满足要求。
保护采用两相三继接线时：
Ksen
555.7 1.
满足要求。
由上述计算可知，过电流保护不能采用两相两继电器接线。 3、如图所示接线中，已知：
发电机装设过电流保护作为相间短路后备。发电机参数为：额定电压 压互感器变比 6000/100。发电机母线两相短路电流为 并重新计算此时的电流元件整定值和电流元件灵敏度。
■
LiJD
6.3kV，额定功率25MW COS 0.8，负荷自
起动系数取2.5，可靠系数取1.15，返回系数取0.85 ;接相电流的过电流保护采用完全星形接线；电流互感器变比 为3000/5，电
17406A，其相邻变压器末端两相短路时，流经发
电机的三相电流中最大一相为 8092A。计算电流整定值和灵敏度？灵敏度是否满足要求？如果不满足，可以怎样做？
解：1、采用过电流保护
,
I
NG
25000
—
28A
I
3 6.3 0.8
op op.r
1.15 2.5 28 9687A
0.85 9687 600
16.15A
保护一次动作电流为: 保护二次动作电流为: 保护的灵敏度： 1）近后备
I
在发电机母线两相短路电流为
sen
9687
> 1.5
参考
(2)远后备
K
sen
8092 9687
0.835 v 1.2
由上可见，灵敏度不满足要求，不能采用。
2、可以采用低压起动过流保护或者复合电压启动过流
1
保护一次动作电流为：
电流元件灵敏度： op
1 15 0.85
28 3866A
K sen
17406 4.5
近后备:
3866 8092 远后备为： K sen
3866
满足灵敏度要求
参考
> 1.5
2.1
> 1.2