G1A9L18BC7L2632D1EG2G35L34

图2-2 简单电网示意图

解：由已知可得

XL1=XL2=0.4×60=24?，XL3=0.4×40=16?，XBC=0.4×

50=20?，XCD=0.4×30?， XDE=0.4×20=8?

（1）经分析可知，最大运行方式及阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路L1~L3全部运行，由题意G1，G2连接在同一母线上，则

Xs.min=（XG1||XG2+XL1||XL2）||(XG3+XL3)=(6+12)||(10+16)=10.6 同理，最小运行方式下即阻抗最大，分析可知只有在G1和L1运行，相应地有

Xs.max=XG1+XL1=39

BE?C320212D18EXs.min10.6

图2-3 等值电路

（2）对于保护1，其等值电路图如图2-3所示，母线E最大运行方式下发生三相短路流过保护1 的最大短路电流为

Ik.E.max?EXs.min?XBC?XCDXDE?115/3?1.312kA10.6?20?12?8

ⅠⅠIKset.1相应的速断定值为=rel×Ik.E.max=1.2×1.312=1.57kA

最小保护范围计算公式为

?3?E??12?Ⅰ?Zs.max???Iset?0.4?Lmin=???=-85.9km

IⅠse=

32Zs.maxE?Z1Lmin

即1处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。 对于保护2等值电路如图2-3所示，母线D在最大运行方式下发生三相短路流过

保护2 的最大电流 Ik.D.max=Xs.minE?XBC?XCD=1.558kA

ⅠⅠIKset.2相应的速断定值为 =rel×Ik.D.max=1.2×1.558=1.87kA

?3?E??12?Ⅱ?Zs.max???Iset.2?0.4??L??min最小保护范围为 ==-70.6km

即2处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。

对于保护3等值电路如图2-3所示，母线C在最大运行方式下发生三相短路流过

E保护3 的最大电流 Ik.C.max=Xs.min?XBC=2.17kA

ⅠⅠIKset.3相应的速断定值为 =rel×Ik.C.max=1.2×2.17=2.603kA

?3?E??12?Ⅱ?Zs.max???Iset.3?0.4??L??min最小保护范围为 ==-42.3km

即3处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。

上述计算表明，在运行方式变化很大的情况下，电流速断保护在较小运行发生下可能没有保护区。

ⅡⅡⅠIK（3）整定保护2的限时电流速断定值为 set=setIset.1=1.15×1.57=1.806kA

线路末段（即D处）最小运行发生下发生两相短路时的电流为

3EIk.D.max=2Xs.max?XBC?XCD=0.8098kA

Ik.D.minⅡⅡKI所以保护2处的灵敏系数 set=set=0.4484 即不满足Ksen?1.2的要求。

ⅡⅡⅠIKset.3同理，保护3的限时电流速断定值为 =relIset.2=1.15×1.87=2.151kA

线路末段（即C处）最小运行发生下发生两相短路时的电流为

3EIk.C.max=2Xs.max?XBC=0.9764kA

Ik.C.minⅡⅡKIset.3所以保护3处的灵敏系数 =set.3=0.4531 即不满足Ksen?1.2的要求。 可见，由于运行方式变化太大，2、3处的限时电流速断保护的灵敏度都远不能

满足要求。

'ⅢIreKrelKssIL.maxⅢIKreset（4）过电流整定值计算公式为 =Kre=

ⅢKrelKssID?E.maxⅢIKreset所以有 .1==304.5A

ⅢⅢIIset.2set同理得 =406A .3=609A

在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的计算公式为

3EIk.min=2Zs.max?ZL

所以有 IE.min=727.8A ID.min=809.8A IC.min=974.51A

Ik.minⅢKIsenset所以由灵敏度公式 =可知，保护1作为近后备的灵敏度为 IE.minⅢⅢKset.1=Iset.1=2.39?1.5 满足近后备保护灵敏度的要求；

IE.minⅢⅢKIset.2set.2=1.79?1.2满足最为远后备保护灵敏保护2作为远后备的灵敏度为 =度的要求；

IE.minⅢⅢKIset.3保护3作为远后备的灵敏度为 =set.3=1.33?1.2满足最为远后备保护灵敏度的要求。

ⅢⅢⅢⅢⅢttttt12132保护的动作时间为 =0.5+0.5=1s =+0.5=1.5s =+0.5=2s

2.9 如图2-4所示网络，流过保护1、2、3的最大负荷电流分别为400A、500A、550A,

ⅢⅢⅢⅢKss=1.3、Kre=0.85，Krelttt123=1.15， ==0.5s，=1.0s ，试计算：

（1）保护4 的过电流定值；

（2）保护4的过电流定值不变，保护1所在元件故障被切除，当返回系数Kre低于何值时会造成保护4误动？ （3）Kre=0.85时，保护4的灵敏系数数降低到多少？

Ksen=3.2，当Kre=0.7时保护4 的灵敏系

BA54123MCM

图2-4 系统示意图

解：

（1）过电流保护4 的最大负荷电流为 I4.max=400+500+550=1450A

I保护4的过电流定值为

Ⅲset.4ⅢKssKrel?I4.maxKre=2.55A

ⅢⅢⅢⅢtttt4123时限为 =max（，，）+?t=1.5s

（2）保护21 切除故障后，流过保护4 的最大负荷电流

'I4.max=500+550=1050A=1.05kA

'IIK，在考虑电动机的自启动出现的最大保护电流 ss.max=ss4.max=1.3×

1.05=1.365kA，这个电流必须小于保护4 的返回电流，否则1.5s以后保护4 将

ⅢIIKIss.maxrereset.4=2.55Kre，误切除。相应的要求≤=从而2.55Kre＞1.365，Kre＞

1.365

2.55=0.535。当返回系数低于0.535时，会造成保护误动。

Ksen.4?（3）保护4的灵敏系数

Ik.B.minIk.B.minKreⅢⅢKKre成正比，当KreIset.4=KrelKssI4.max，sen.4与

0.7?3.2K下降时灵敏系数下降，sen=0.85=2.635。

2.12功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？

答：功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位且根据一定关系[cos(

，并

+a)是否大于0]判别初短路功率的方向。为了进行相

位比较，需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值（在数字式保护中进行相量计算、在模拟式保护中形成方波），且有最小的动作电压和电流要求。当短路点越靠近母线时电压越小，在电压小雨最小动作电压时，就出现了电压死区。