继电保护课后习题答案第二-张保会-尹项根 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 22:18:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

Ⅱ?tⅡ3)动作时限:与相邻设备保护配合,有t13??t=1s,它能同时满足与相邻线路保护以及

相邻变压器保护配合的要求。

保护4距离Ⅱ段的整定:

1)整定阻抗:按下面两个条件选择。

(a)当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时,有

ⅡⅠZⅡset.4?Krel(ZBC?K4b.minZset.2)=×(16+×)=? (b)当与相邻变压器的快速保护相配合时,有

ⅡZⅡset.4?Krel(ZBC?K4b.minZt)=×(16+×20)=? 所以取ZⅡset.4=?

ZⅡ33.5732)灵敏度校验:Ksen?set.4?=>,满足灵敏度要求。

ZBC16Ⅱ?tⅡ3)动作时限:与相邻保护2 的Ⅰ段配合,有t13??t=+=1s,它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。

保护4距离Ⅲ段的整定:

1)整定阻抗:按躲过正常运行时 的最小负荷阻抗整定,有

3?0.3UL.max0.83?190.53ⅢZset?=? .41.2?1.2?cos(75o?30o)2)灵敏度校验:

ZL.min?UL.min??=0.9?110Ⅲ=?,Zset.4?KrelZL.min

KssKrecos(?set??L)(a)本线路末端短路时灵敏度系数为 Ksen(1)ⅢZset155.93.4=> ??ZBC16ⅢZset.4(b)相邻设备末端短路时灵敏度系数为 Ksen(2)?≥

ZBC?K4b.maxZnext① 相邻线路末端短路时灵敏系数。利用(3)中求灵敏系数的结论,只要令XBK?XBC,XK?0即可,所以有

1K4b?1?X56.0XXX56.021???[56.0?(1?AB0)(1?)]X?XX12.0?XBC03X12.0X12.0X34.0?XBC0 AC11?34.1X12.1当X12.1、X56.0分别取最小值,而X34.1、X12.0、X34.0分别取最大值时,K1b就取最大值,即当 X12.1min=?,X56.0min=20?,X34.1max=20?,X12.0max=30?,X34.0max=30?时,有K1bmax=,

ⅢZset.4Znext?ZAB=24?,Ksen(2)?=>

ZBC?K4b.maxZnext②相邻变压器灵敏系数校验,此时 K4bmax=,Znext?Zt=20?

ⅢZset.4=> 所以灵敏度校验要求。 Ksen(2)?ZBC?K4b.maxZnextⅡ3)动作时限:与相邻设备保护配合,有tⅡ4?t2??t=1s,它能同时满足与相邻线路保护以及

相邻变压器保护配合的要求。

(5)当AB线路中点处发生BC两相短路接地时,那个地方哪些测量元件动作,请逐一列出。保护、断路器正常工作条件下,哪些保护的何段以什么时间跳开了哪些断路器将短路切除。 答:当 AB线路中点处发生B、C两相短路接地时,接地保护中:B相、C相的接地距离保护的测量元件动作;相间距离保护中,B、C相间距离保护的测量元件动作。保护、断路器正常工作条件下,保护1的B,C相的接地距离保护Ⅰ段、BC相间距离保护Ⅰ段、保护2的B,C相的接地距离保护Ⅰ段、BC相间距离保护的Ⅰ段,将在故障瞬间跳开保护1,2处的断路器,从而将短路故障切除。 (6)短路条件同(5),若保护1的接地距离Ⅰ段拒动、保护2处断路器拒动,哪些保护以时间跳开何断路器将短路切除。

答:保护1的相间距离保护Ⅰ段将在故障瞬间跳开保护1处的断路器,保护4的距离Ⅲ段延时1s跳开保护4的断路器。

(7)假定各保护回路正确动作的概率为90%,在(5)的短路条件下,全系统中断路器不被错误切除任意一个的概率是多少?体会保护动作可靠性应要求到多高?

答:假定保护1在发电厂侧还有1套远后备保护,则线路AB中点短路后应该有4个断路器的跳闸回路被4套保护启动,如果各保护回路正确动作的概率只有90%,则全系统中不被错误切除任意一个断路器的概率是P=×××=。

什么是助增电流和外汲电流?它们对阻抗继电器的工作有什么影响?

答:图3-9(a)中母线B上未接I3分支的情况下,I1?I2,此时k点短路时,A处阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为 Z1??????UI1????I1ZAB?I2ZBkI1?????ZAB?ZBk?ZAk

在母线B接上I3分支后,I2?I1?I3,k点短路时,A处阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为

Z1?UI1????I1ZAB?(I1?I3)ZBkI1??????ZAB?ZBk??I3ZBkI1???ZAk?I3ZBkI1??

即在I3相位与I1相差不大的情况下,分支I3的存在将使A处感受到的测量阻抗变大,这种使测量阻抗变大的分支就成为助增分支,对应的电流I3称为助增电流。

类似地图3-9(a)中,在母线B上未接I3分支的情况下,I1?I2,此时k点短路时,A处阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为 Z1?????????UI1???I1ZAB?I2ZBkI1?????ZAB?ZBk?ZAk

在母线B接上I3分支后,I2?I1?I3,k点短路时,A处阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为

Z1?UI1????I1ZAB?(I1?I3)ZBkI1??????ZAB?ZBk??I3ZBkI1??ZAk?I3ZBkI1??

即在I3相位与I1相差不大的情况下,分支I3的存在将使A处感受到的测量阻抗变小,这种使测量阻抗变大的分支就成为外汲分支,对应的电流I3称为外汲电流。

在整定值相同的情况下,比较方向圆特性、全阻抗圆特性、苹果特性、橄榄特性的躲负荷能力。

答:在整定值相同的情况下,橄榄特性、方向圆特性、苹果特性、全阻抗圆特性分别如图3-10中的1、2、3、4所示。由该图可以清楚地看出,在整定值相同的情况下,橄榄特性的

?躲负荷能力阻抗能力最好,方向圆阻抗特性次之,苹果形与全阻抗的躲负荷能力需要具体分析,取决于负荷阻抗角以及苹果形状的“胖瘦”。

jXZsetjXZset3o12oR

图3-10 四种阻抗特性图

R4什么是电力系统的振荡?振荡时电压、电流有什么特点?阻抗继电器的测量阻抗如何变化? 答:电力系统中发电机失去同步的现象,称为电力系统的振荡;电力系统振荡时,系统两侧等效电动势间的夹角δ在0°~360°范围内作周期性变化,从而使系统中各点的电压、线路电流、距离保护的测量阻抗也都呈现周期性变化。在系统两端电动势相等的条件下,测量阻抗按下式的规律变化,对应的轨迹如图所示。

11?11?Zm?(Z??ZM)?jZ?cot?(??M)Z??jZ?cot

222222

jXO’N1Ke?1?1Z?2ZmKe?1Ke?1OR

M21(??M)Z?2

采用故障时短时开放的方式为什么能够实现振荡闭锁?开放时间选择的原则是什么?

答:1、利用电流的负序、零序分量或突变量,实现振荡闭锁。2、当系统发生故障时,短时开放距离保护允许保护出口跳闸称为短时开放。若在开放的时间内,阻抗继电器动作,说明故障点位于阻抗继电器的动作范围之内,将故障线路跳开;若在开放的时间内阻抗继电器未

动作,则说明故障不在保护区内,重新将保护闭锁。

开放时间选择的原则:Tdw称为振荡闭锁的开放时间,或称允许动作时间,它的选择要兼顾两个方面:一是要保证在正向区内故障时,保护I段有足够的时间可靠跳闸,保护Ⅱ段的测量元件能够可靠启动并实现自保持,因而时间不能太短,一般不应小于;二是要保证在区外故障引起振荡时,测量阻抗不会在故障后的Tdw时间内进入动作区,因而时间又不能太长,一般不应大于。

Z1.G1?Z1.G2=15?, 系统如图3-12所示,母线C、D、E均为单侧电源。全系统阻抗角均为80°,

ⅡⅡZ1.AB=30?,ZⅠ6.set=24?, Z6.set=32?,t6=,系统最短振荡周期T=。试解答:

G1A65BC32D1EG24

图3-12 简单电力系统示意图

(1) G1、G2两机电动势幅值相同,找出系统的振荡中心在何处?

(2)分析发生在振荡期间母线A、B、C、D电压的变化规律及线路A-B电流的变化。 (3)线路B-C、C-D、D-E的保护是否需要加装振荡闭锁,为什么? (4)保护6的Ⅱ段采用方向圆阻抗特性,是否需要装振荡闭锁?

1答:(1)在系统各部分的阻抗角都相等的情况下,振荡中心的位置就在阻抗中心Z?处,则

211有 Z?=(15+15+30)=30? 即在AB线路的中点。

22(2) 对于母线A、B,有

EG1?EG2?EEG1(1?e?j?)I???

Z?Z?Z??????UA?EG1?IZ1.G1

????UB?EG2?IZ1.G2

由于母线C、D都是单端电源,其电压和母线B电压的变化规律一样。

(3) 不需要,线路B-C、C-D、D-E都是单端电源,在保护处所得出来的测量阻抗不受振荡

的影响。

(4) 保护6的Ⅱ段方向圆阻抗特性及测量阻抗的变化轨迹如图3-13所示,此时有

Z?=15+15+30=60?。系统振荡时测量阻抗变化轨迹OO’是G1G2的垂直平分线,ZⅡ6.set=32?,所以动作特性的半径为16,这样使测量阻抗进入动作的角度为

?????1=2arctan

3018?122≈118°,使测量阻抗离开动作圆的角度为?1=360°

-2arctan3018?122≈242°。

故停留在动作区内的角度为????2??1=242°-118°=124°。若振荡为匀速振荡,在最短

0.9?124?=,小于Ⅱ段的整定时间。360?所以在最短振荡周期振荡的情况下,距离Ⅱ段不会误动,可以不加振荡闭锁。

但是,如果振荡周期加长,测量阻抗停留在动作区域之内的时间也将会加长,Ⅱ段将

0.4由可能误动,在整定时间为的情况下,允许最长的振荡周期为T=?360?≈,即振荡周

124?期不会超过时Ⅱ段别后悔误动,超过时可能误动。 为了保证可靠性,最好还是经过振荡闭锁。 振荡周期的情况下,停留在动作区域的时间为?t?jXG2O’B?2OSAG1

图3-13 振荡对距离保护的影响

?1OR 在单侧电源线路上,过度电阻对距离保护的影响是什么?

答:如图3-15(a)所示,在没有助增和外汲的单侧电源线路上,过度电阻中的短路电流与保护安装处的电流为一个店里,此时保护安装处测量电压和测量电流的关系可以表示为

Um?ImZm?Im(Zk?Rg) 即 Zm?Zk?Rg

????如图3-15(b)所示,Rg(过度电阻)的存在总是使继电器的测量阻抗值增大,阻抗角变小,保护范围缩短。保护装置距短路点越近时,受过度电阻的影响越大;同时,保护装置的整定阻抗越小(相当于被保护线路越短),受过度电阻的影响越大。