单相接地短路时,有 ==4、179kA
从而求得流过保护2得电流为 =0、356kA 两相接地短路时,有 ==2、723
正序电流 =9、17kA 零序电流 =3、64kA 从而求得流过保护2得电流 =0、31kA 这样,流过保护2得最大零序电流 =0、356kA 保护2得零序Ⅰ段定值为 ==1、286kA 这样,保护4得零序Ⅱ段定值为 ==0、39kA
校验灵敏度:母线B接地短路故障流过保护4 得最小零序电流 ==0、278kA 灵敏系数 =2、14
2、20 系统示意图如图26所示,发电机以发电机变压器方式接入系统,最大开机方式为4台全开,最小开机方式为两侧各开1台,变压器T5与T6可能2台也可能1台运行。参数为:kV,= =5,==8,
=5,=15,=15,=20,=60km,=40km,线路阻抗==0、4/km,=1、2/km,=1、2,=1、15。其相间短路得保护也采用电流保护,试完成:
(1)分别求出保护1、4 得段Ⅰ、Ⅱ定值,并校验灵敏度; (2)保护1、4 得Ⅰ、Ⅱ段就是否安装方向元件;
(3)分别画出相间短路得电流保护得功率方向判别元件与零序功率方向判别元件得交流接线;
(4)相间短路得电流保护得功率方向判别元件与零序功率方向判别元件得内角有何不同; (5)功率方向判别元件必须正确地按照电压、电流同名端接线后,才能正确工作,设想现场工程师就是如何保证接线极性正确得。 解:(1)保护1得Ⅰ、Ⅱ段整定。
最大运行方式为G1、G2全运行,相应得 =5 最小运行方式为一台电机运行,相应得 =10
母线B处三相短路流过保护1得最大电流 =2、289kA 保护1 得Ⅰ段定值为 =1、2×2、289=2、747kA 母线C三相短路流过保护3得最大电流 =1、475kA 保护3 得Ⅰ段定值为 =1、771kA 保护1 得Ⅱ段定值为 =2、063kA
母线B两相短路流过保护1得最小电流 =1、691kA
保护1电流Ⅱ断得灵敏度系数 ==0、83 灵敏度不满足要求。 保护4得Ⅰ、Ⅱ段整定。
最大运行方式为G3、G4全运行,相应得 =6、5 最小运行方式为一台电机运行,相应得 =13
母线B处三相短路流过保护4得最大电流 =2、951kA 保护1 得Ⅰ段定值为 =1、2×2、951=3、541kA 母线A三相短路流过保护2得最大电流 =1、428kA 保护2 得Ⅰ段定值为 =1、713kA 保护4 得Ⅱ段定值为 =1、97kA
母线B两相短路流过保护4得最小电流 =1、983kA
保护4电流Ⅱ断得灵敏度系数 ==1、01 灵敏度不满足要求。 (2)计算母线A背侧三相短路时流过保护1 得最大短路电流,即 ==1、428kA
由于＜2、747kA=,并且＜2、036kA=,故保护1 得Ⅰ、Ⅱ均不需要加装方向元件。 计算母线C背侧三相短路时流过保护4得最大短路电流,即 ==1、475kA
由于＜3、54kA=,并且＜1、97kA=,故保护4得Ⅰ、Ⅱ均不需要加装方向元件。 (3)相间短路得电流保护得功率方向判别元件与零序功率方向元件得交流接线图分别如图214 、215所示、
KT≥1TVQFKAa跳闸&&KAb&KAcKWc.....KWa..KWb..abc
图214 相间短路得电流保护得功率方向判别元件交流接线图
KT0Ⅱ跳闸跳闸KT0Ⅲ跳闸KSⅠ0KSⅡ0ⅢKS0QF&&&.....KWKAⅠ0KAⅡ0ⅢKA0
图 215 零序功率方向元件得交流接线图
(4)对相间短路电流保护功率方向判别元件而言,当0°＜＜90°,使相间短路电流保护功率方向判别元件在一切故障时都能动作得条件为:内角应满足30°＜＜60°。对某一已经确定了阻抗角得送电线路而言,应采用=90°,以便短路时获得最大灵敏角。而对零序功率方向判别元件而言,在保护范围内故障时,最大灵敏角=95°~110°,即内角一般为95°~110°。
(5)现场测定互感器极性得常用原理图如图216 所示。一般采用直流电池组配合直流毫安表得简单工具,将电池正极接在互感器得一次同名端,直流电表得红笔(正极)接在二次同名端,当电路接通时一次电流由同名端流入,二次电流由同名端流出,指针向右摆动,稳定后电路断开就是指针向左摆动,则同名端标识正确。若指针摆动方向相反,则二次同名端应在另一端。
当电压、电流互感器得同名端(极性)被正确标定以后,按照功率方向元件接线原理图仔细地接入后,还可以采用电压、电流、功率与相角一体化测量仪表进行测量,根据以上电量得幅值、相位关系与各读数值对接线校核。
图216 现场测定电流互感器极性得常用原理接线图
2、21 对于比、2、19复杂得多得实际电力系统,设想保护工程师就是如何完成保护定值计算得？如果您今后从事保护整定计算,如何借助现在计算工具提高您得劳动效率？ 答:由于继电保护整定计算多种不同得运行方式,要对不同地点、不同类型得故障进行多次计算,既要计算出各个继电保护元件不同段得动作值,还要进行灵敏度校验,计算得工作量非常得大,特别就是在网络结构特别复杂得实际电力系统中,人工计算几乎不可能完成。保护工作者曾今发明了“直(交)流计算台”,用集中得电阻(阻抗)代表电网元件得电(阻)抗,按照电网得实际连接关系连接成模拟得电网,在电源点接上直(交)流电压,用仪表测量短路后得电流、电压。因为接线复杂、精度低,目前实际电力系统已经广泛推广应用继电保护整定计算软件,只要整定人员按要求输入电网结构与参数,就可以由计算机快速准确得计算出需要得短路电流及不同保护装置隔断得动作值,并可以由计算机完成灵敏度校验。
今后继电保护得整定计算主要由计算机来完成,但整定计算人员必须了解计算得原理与
原则,再出现一些整定计算软件无法涵盖得特殊情况时,还素人工手动计算作为补充。 2、22 图2—17所示系统得变压器中性点可以接地,也可以不接地。比较中性电直接接地系统与中性点非直接接地系统中发生单相接地以后,在下属方面得异同: (1)零序等值网络及零序参数得组成; (2)灵虚电压分布规律;
(3)零序电流得大小及流动规律;
(4)故障电路与非故障线路零序功率方向; (5)故障电流得大小及流动规律; (6)故障后电压方向机对称性变化; (7)故障对电力系统运行得危害; (8)对保护切除故障速度得要求;
G1T1A1B23CT3T2
图217 系统接线图
答:(1)零序等值网络及零序参数得组成:
以线路AB末端发生单相接地为例,中性点直接接地系统零序等值图如图2—18所示。 由图2—18可见,从故障点瞧进去得零序阻抗为母线B引出得三个分支得并联,等值阻抗值较小,出现单相接地后系统中会有较大得零序电流。
中性点非直接接地系统,零序网络由同级电压网络中元件对地得等值电容构成通路,其零序等值图如图2—19所示。
X0.T1ABX0.ABX0.BCX0.T3X0.T2U0
图218 线路AB末端故障时中性点直接接地系统零序等值图 X0.T1X0.AB?X0.BCX0.T3C0.BCC0.ABC0
图219中性点非直接接地系统零序等值图
由图2—19可见,故障点得等值阻抗为三个对地容抗得并联,由于分布电容得容值较小、阻抗较大,因此故障点得零序等值阻抗也较大,接地不会产生较大得零序电流。 零序电压分布规律:
中性点直接接地系统中,故障点零序电压最高,距离距离故障点越远下降越多,在变压器中性点处降为0。
在中性点非直接接地系统中,若不计微小得零序电容电流在线路阻抗上产生得微小压降,则统一电压等级得整个系统得零序电压都一样(及三相变压器之间得一部分系统)。 (3)零序电流得大小及流动规律:
中性点直接接地系统中,零序电流得大小同系统得运行方式与系统各部分得零序阻抗得大小都有关系,零序电流在故障点与变压器中性点之间形成回路。
非直接接地系统中,零序电流得大小依赖于系统地相电动势与线路得对地电容。零序电流从故障点流出通过线路得对地电容流回大地。非故障元件得零序电流就就是该线路本身得对地电容电流,故障元件中流过得零序电流,数值为全系统所有非故障元件对地电容电流值之与,再有消弧线圈得情况下,则就是全系统所有非故障元件对地电容电流值与消弧线圈中得电感电流值相量与。 (4)故障线路与非故障线路灵虚功率方向:
中性点直接接地系统中,在故障线路上零序功率方向表现为线路流向母线;在非故障线路上,靠近故障点得一侧,零序功率方向由母线流向线路,而远离故障点得一侧,零序
电力系统继电保护课后习题解析答案(全)
