2.7 如图2-2所示网络，在位置1、2和3处装有电流保护，系统参数为： E??115/3kV，XG1?15? 、XG2?10?，XG3?10?，

L1?L2?60km，L3?40km，LB?C?50km，LC?D?30km，LD?E?20m，线路

ⅠⅡⅢKKK0.4?/kmrelrelrel阻抗，=1.2 、==1.15 ，IB?C.max?300A，

IC?D.max?200A，ID?E.max?150A，Kss=1.5、Kre=0.85。试求：

（1）发电机元件最多三台运行，最少一台运行，线路最多三条运行，最少一条运行，请确定保护3在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗。（2）整定保护1、2、3的电流速断定值，并计算各自的最小保护范围。（3）整定保护2、3的限时电流速断定值，并校验使其满足灵敏度要求（Ksen?1.2）（4）整定保护1、2、3的过电流定值，假定流过母线E的过电流保护动作时限为0.5s，校验保护1作后备用，保护2和3作远备用的灵敏度。

G1A98BC7L2632D1EL1G2G35L34

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

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

E3ⅠI最小保护范围计算公式为set=2Zs.max?Z1Lmin ?3?E??12?Ⅰ?Zs.max???Iset?0.4?Lmin=???=-85.9km

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

E?XBC?XCD=1.558kA

相短路流过保护2 的最大电流 Ik.D.max=Xs.minⅠⅠIKset.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

E相短路流过保护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。

ⅡⅡⅠIKset（3）整定保护2的限时电流速断定值为 =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

3E的电流为Ik.D.max=2Xs.max?XBC?XCD=0.8098kA

Ik.D.minⅡⅡKIset所以保护2处的灵敏系数 =set=0.4484 即不满足Ksen?1.2的

ⅡⅡⅠIKset.3要求。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所以保护3处的灵敏系数

Ik.C.minⅡKⅡset.3=Iset.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.maxⅢⅢⅢIIIKset.1set.2setre所以有 ==304.5A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满足最为远后保护2作为远后备的灵敏度为 =备保护灵敏度的要求；保护3作为远后备的灵敏度为

IE.minⅢⅢKset.3=Iset.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