电力系统继电保护 7~10章习题解答(6)

电力系统继电保护习题解答 (7-10章)

图8-7母线内部故障时UA一次侧和二次侧的波形图

8-9按照图8-8说明母联电流相位比较式母线差动保护的原理。

答：图12-8保护装置工作原理是基于比较母联断路器回路中电流相位和母线完全电流总差动回路中电流相位来选择故障母线的。在一定运行方式，无论哪一组母线短路，流过差动回路的电流相位恒定，而流过母联回路的电流，在I母线上短路时与在II母线上短路时的相位有180?变化。若以电流从II母线流向I母线为母联回路电流的正方向，则I母线短路时母联回路电流与差动回路电流相位相同，II母线短路时母联回路电流与差动回路电流相位差180?。因此，可以通过比较这两个电流的相位来选择故障母线，无论母线运行方式如何改变，只要每组母线上有一个电源支路，母线短路时有短路电流通过母联回路，保护都不会失去选择性。该保护装置主要由启动元件和选择元件组成。启动元件是一个接在差动回路的差动继电器KD，它在母线保护范围内部故障时动作，而在母线保护范围外部故障时不动作。用他可以防止外部故障时保护误动作。选择元件KPC是一个电流相位比较继电器，它的两组绕组9－16和12－13分别接入差电流和母线联络断路器的电流。它比较两电流的相位而动作。实际上它是一个最大灵敏角为0?和180?的双方向继电器。不同的母线故障时。反映母线总故障电流的差动回路的电流相位是不变的，而母线联络断路器上的电流相位却随故障母线的不同而变化180?，因此比较母线联络断路器电流和差动回路电流相位，可以选择出故障母线。

刘学军编著电力系统继电保护习题解答（7-10章） - 111 -

电力系统继电保护习题解答 (7-10章)

图8—8题8-6母联电流相位比较式母线差动保护原理接线图

8—7断路器失灵保护的作用是什么？ 答：断路器失灵保护又称为后备接线。在故障元件的继电保护装置动作而断路器拒绝动作，后备接线起作用，它能以较短时限切除同一发电厂或变电所内其它有关断路器，以便尽快的把停电范围限制到最小。

断路器失灵保护通常在断路器确有可能拒动的200KV及以上电网（个别特别重要的110KV电网）中设置。

图8—9所示为断路器失灵保护的构成原理，图中1KM,2KM为连接在单母线分段1段上的元件保护出口中间继电器。这些继电器动作时，一方面使本身断路器跳闸，一方面启动断路器失灵保护的公用时间继电器KT。时间继电器的延时整定得大于故障元件断路器的跳闸时间与保护装置返回时间之和。因此，断路器失灵保护在故障元件保护正常跳闸时不会误动作，而是在故障切除后自动返回。只有在故障元件的断路器拒动时。才由时间继电器KT启动出口继电器3KM，使接在I段母线上所有带电源的断路器跳闸，从而代替故障处拒绝动作的断路器切除故障（如图中K点的故障），起到断路器1QF拒动时的后备保护作用。

由于断路器失灵保护动作时要切除一段母线上所有连接元件的断路器，而且保护接线中是将所有断路器的操作回路连接在一起，因此保护接线必须保证动作的可靠性，以免保护误动造成严重事故。为此，要求同时具备下述两个条件时保护才能动作。

（1） 故障元件保护的出口中间继电器动作后不返回。

（2） 在故障元件的被保护范围内仍存在故障，失灵判别元件启动。

刘学军编著电力系统继电保护习题解答（7-10章） - 112 -

电力系统继电保护习题解答 (7-10章)

图8-9 题8-7断路器失灵保护的构成原理

8-8图8-10所示为单母线分段的主接线，为保证有选择性的切除任一段母线上发生的故障，该母线保护应如何实现？说明保护的整定计算的基本原则。

图8-10题8-8网络图

答：每一段母线各装一套完全电流差动保护或电流比相式母线保护，前者的整定原则是：1．躲过外部短路时出现的最大不平衡电流Iunbmax，2．在电流互感器二次回路断线时出现的最大负荷电流下不动作。

8-9如图8-11所示10.5KV母线的一次回路接线图，各段母线采用两相星形接线的不完全差动保护，试为中间段母线选择两段式不完全差动保护，求一次侧动作电流，并在计算灵敏系数后进行评价。已知所有负荷元件（包括有母线供电的引出线和降压变压器）的断路器均不考虑切断本回路集中电抗之前短路。当有一段母线跳闸后，其负荷要转移到其余两段母线上。当计算母线保护1段的动作电流时，除了要考虑电抗器后或降压变压器后短路时故障电流外，还应考虑本母线段的工作电流，由于负荷元件中电动机在短路期间可能制动，所以工作电流应计及一个提高系数K=1.3。对母线保护段，当故障切除后，应不因为工作电流的增大而误动，取返回系数Kre=0.85，此外，对无故障母线，当故障母线被切除后，把它所供电的已被制动的电动机转接到无故障母线时，后者的保护II段不应动作，为此取自启动系数2.5。所有情况下可靠系数取1.2。校验灵敏系数时不考虑工作电流。各段母线的综合工作电流以及在10.5KV不同点发生金属性短路的故障电

刘学军编著电力系统继电保护习题解答（7-10章） - 113 -

电力系统继电保护习题解答 (7-10章) 流按4种方案列与表8—1中

图8-11题8-9网络图

表8—1 题8—9中以知电流数据（A） 方案 母线的综合工作电流 不同地点短路电流最不同地点短路电流最大值 小值 左 中 右 K1 K1 K2 K3 K2 K3 1 2200 2160 1800 50000 15000 2 2200 1800 2160 55000 13000 3 3600 4200 3700 75000 12000 4 3700 3600 4200 70000 18000 解：母线不完全差动保护整定计算公式如下

保护?段（电流速断保护）

?Iop?Krel??IK.max?K?IL1?IL2???

12000 16000 13000 16000 38000 34000 60000 50000 13700 11300 15000 16300 11200 13500 11500 14700 式中IK.max—引出线电抗器或变压器后短路时的最大短路电流；

IL1—本段最大综合负荷电流；

IL2—邻线跳闸后可能转移来的综合负荷，两段母线运行时，按邻段全部电流计算，三段母线运行时可折半计算 保护??段（过流保护），在下述式中取大值

??Iop?KrelK?IL1?IL2? Kre??Iop?Krel?IL1?KssIL2?

现按方案1为例计算如下

刘学军编著电力系统继电保护习题解答（7-10章） - 114 -

电力系统继电保护习题解答 (7-10章)

??1.2?保护?段 Iop?15000?1.3?2160?0.5?2200????23.1KA

???保护??段 Iop1.2?1.3?2160?0.5?2200??5.980KA 0.85?? Iop 892?1.260?2.5?1?100KA5.?21?灵敏系数校验

38?1.64?1.5 23.111200??1.87?1.2 ??段 Ks??.min5980方案2、3、4计算结果见表12-2所示 表8-2 题8-9答案 方案 动作电流 灵敏系数 灵敏性评价 （KA） ??段?段 ?段??段 ?段 ??段 （KA） 1 23.1 5.98 1.64 1.87 满足 满足 2 23.7 5.46 1.43 2.07 不满足 满足 3 23.8 11.11 2.52 1.03 满足 不满足 4 30.5 10.62 1.64 1.38 满足 满足 8-10 为什么220kV及以上电压等级的母线要装设断路器失灵保护？ 答：略

?段 Ks?.mi?n刘学军编著电力系统继电保护习题解答（7-10章） - 115 -

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库电力系统继电保护 7~10章习题解答(6)在线全文阅读。