加一个时间级差，动作电流也要逐级增加。否则，就有可能出现越级跳闸、非选择性动作现象的发生。由于电流速断只保护本线路的一部分，下一级线路故障时它根本不会动作，因而灵敏度不需要逐级配合。
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?30kmLD?E?20mIB?C.max?300A，
IC?D.max?200A，
ⅠⅡⅢKKK，线路阻抗0.4?/km，rel=1.2 、rel=rel=1.15 ，
KreID?E.ma?x150AKss，=1.5、=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。
G1A9L18BC7L2632D1EG2G35L34
图2-2 简单电网示意图
解：由已知可得
XL1XL2=
=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=（
XG1XG2||
+
XL1XL2||
）||(
XG3XL3+
)=(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.maxXG1XL1=
+
=39
- 6 -
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
Ik.E.max?过保护1 的最大短路电流为相应的速断定值为
EXs.min?XBC?XCDXDE?115/3?1.312kA10.6?20?12?8
IⅠKⅠset.1rel=
×
Ik.E.max=1.2×1.312=1.57kA
E3IⅠZs.max?Z1Lmin最小保护范围计算公式为set=2?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相短路流过保护2
的最大电流
Ik.D.max=
Xs.min=
E?XBC?XCD=1.558kA
×
相应的速断定值为
ⅠIⅠKset.2relIk.D.max=1.2×1.558=1.87kA
?3?E??12?Ⅱ?Zs.max???Iset.2?0.4?Lmin???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保护3
EIX?XBC=2.17kA
的最大电流 k.C.max=s.min相应的速断定值为
IⅠKⅠset.3rel=
×
Ik.C.max=1.2×2.17=2.603kA
- 7 -
?3?E??12?Ⅱ?Zs.max???Iset.3?0.4?Lmin???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。
（3）整定保护2的限时电流速断定值为
ⅡⅠIⅡsetKsetIset.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.max2Xs.max?XBC?XCD==0.8098kA
Ik.D.minⅡKⅡKIsetset所以保护2处的灵敏系数 ==0.4484 即不满足sen?1.2的要求。
同理，保护3的限时电流速断定值为
ⅠIⅡKⅡset.3relIset.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.max2Xs.max?XBC==0.9764kA
Ik.C.minⅡKⅡKIset.3所以保护3处的灵敏系数 =set.3=0.4531 即不满足sen?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.maxⅢIsetKKre（4）过电流整定值计算公式为 =re= ⅢKrelKssID?E.maxⅢIsetKre.1=所以有 =304.5A
ⅢIset.2ⅢIset.3同理得 =406A =609A
3EI2Zs.max?ZL
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 k.min=
所以有
IE.min=727.8A
ID.min=809.8A
IC.min=974.51A
- 8 -
Ik.minⅢKsenIset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.minⅢⅢKsetI.2set.2=1.79?1.2满足最为远后备保护灵敏度的要保护2作为远后备的灵敏度为 =
求；
IE.minⅢⅢKsetI.3set.3=1.33?1.2满足最为远后备保护灵敏度的要保护3作为远后备的灵敏度为 =
求。
保护的动作时间为
t1Ⅲ=0.5+0.5=1s
Ⅲt2t1Ⅲ=+0.5=1.5s
ⅢⅢt3t2=+0.5=2s
2.8 当图2.56中保护1 的出口处在系统最小运行方式下发生两相短路，保护按照题2.7配置和整定时，试问
（1）共有哪些保护元件启动？
（2）所有保护工作正常，故障由何处的那个保护元件动作、多长时间切除？
（3）若保护1 的电流速断保护拒动，故障由何处的那个保护元件动作、多长时间切除？ （4）若保护1 的断路器拒动，故障由何处的那个保护元件动作、多长时间切除？ 答: （1） 由题2.7的分析，保护1出口处（即母线D处）短路时的最小短路电流为0.8098kA，在量值上小于所有电流速断保护和限时电流速断保护的整定值，所以所有这些保护都不会启动；该量值大于1、2、3处过电流保护的定值，所以三处过电流保护均会启动。
（2）所有保护均正常的情况下，应有1处的过电流以1s的延时切除故障。
（3）分析表明，按照本题给定的参数，1处的速断保护肯定不会动作，2处的限时电流速断保护也不会动作，只能靠1处的过电流保护动作，延时1s跳闸；若断路器拒动，则应由2处的过电流保护以1.5s的延时跳开2处的断路器。
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,
Kss=1.3、
Kre=0.85，
ⅢKrel=1.15，
Ⅲt1Ⅲt2==0.5s，
Ⅲt3=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
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时会造成保护4误动？
（3）
KreKsen=0.85时，保护4的灵敏系数
=3.2，当
Kre=0.7时保护4 的灵敏系数降低
到多少？
BA5423M1MC
图2-4 系统示意图
解：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 时限为
Ⅲt4Ⅲset.4ⅢKssKrel?I4.maxKre=2.55A Ⅲt3=max（
t1Ⅲ，
Ⅲt2，
）+?t=1.5s
'I4.max（2）保护21 切除故障后，流过保护4 的最大负荷电流 ，在考虑电动机的自启动出现的最大保护电流
=
=500+550=1050A=1.05kA =1.3×1.05=1.365kA，这个
'Iss.maxKssI4.max电流必须小于保护4 的返回电流，否则1.5s以后保护4 将误切除。相应的要求
Iss.max≤
IreKI=
Ⅲreset.4=2.55
1.365KreKK，从而2.55re＞1.365，re＞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.minKreⅢⅢKKsen.4KreIset.4=KrelKssI4.max，与成正比，当re下降时灵
0.7Ksen0.85?3.2敏系数下降，==2.635。
2.10 在中性点非直接接地系统中，当两条上下、级线路安装相间短路的电流保护时，上级线路装在A、C相商，二下级线路装在A、B 相上，有何优缺点？当两条线路并列时，这种安装方式有何优缺点？以上串、并两种线路，若采用三相星形接线，有何不足？
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