I(3)sh1.M(3)ish?1.M?10.6891kA 1.686(3)(3)* Sk?100?77.15MVA 1.M?Iz1.MSj?0.7715最小运行方式：Iz1.m?(3)*1*X?1.m?1?0.7137
1.4012(3) IzkA 1.m?0.7137?9.16?6.5373****k2(3)点 X?11.163?80.161?22.621 12.M?X?1.M?X4?X5?1.296?**** X?2.m?X?1.m?X4?X5?1.4012?1.1638?0.1612?2.7262
)*Iz(32.M?1*X?2.M?1?0.3815
2.6211(3)(3)* Iz?9.16?3.4947kA 2.M?Iz2.M?Ij?0.3815(3)(3) ishkA 2.M?2.55Iz2.M?2.55?3.4947?8.9115(3)ish?2.M?5.2856kA 1.686 I(3)sh2.M Sk2.M?Iz2.MSj?0.3815?100?38.15MVA 最小运行方式：Iz2.m?(3)*(3)(3)*1*X?2.m?1?0.3668
2.7262(3) Iz?9.16?3.36kA 2.m?0.3668)Iz(22.m?3(3)3Iz2.m??3.36?2.9098kA 223-12 某供电系统如图3-21所示，图中各条线路参数均相同，若要求k点发生三相短路时
最大冲击电流不超过20kA，试问
1) 能否将母联开关QF闭合长期并联运行？ 2) 最多允许几根电缆并联运行？
解：由题意，选Sj=100MVA，Uj = Uav = 6.3kV，
则Ij?各元件阻抗标幺值
1003?6.3?9.1646kA
6
*XLR?XLR%UN.LRSj46100????1.7456 221003IN.LRUav21003?0.26.3Sj2UavX?x0l*?0.083?1.5?100?0.3137 26.3R?r0l则 Z*?*Sj2Uav2?0.37?1.5?100?1.3983 6.322R*2?X*2?1.3983?0.31372?1.4331
**Z??XLR?Z*?1.7456?1.4331?3.1787
2条并联 Z?(2)?Z?2?3.1787 2?1.589 43条并联 Z?(3)?Z?3?3.17873?1.0596 4条并联 Z?(4)?Z?4?3.17874?0.7947 有
*I(*2)?1Z?(2)?0.6292
******ish(2)?2.55IjI(*2)?2.55?9.1646?0.6292?14.7035kA
*I(*3)?1Z?(3)?0.9438
ish(3)?2.55IjI(*3)?2.55?9.1646?0.9438?22.0552kA
** I(*4)?1Z??1.2583i?2.55II?1.2583?29.407kA (4)sh(4)j(4)?2.55?9.1646结论：1) 不能将母联开关QF闭合长期并联运行；
2) 最多允许2根电缆并联运行。
第四章
4-1 什么是继电保护装置？供电系统对继电保护有哪些要求？
答： 继电保护装置是一种能反映供电系统中电气元件（电力线路、变压器、母线、用电设备等）发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。继电保护装置由测量比较、逻辑判断、执行输出三部分组成。
继电保护一般应满足可靠性、灵敏性、选择性和速动性4个基本要求。 4-2 什么是过电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数？如果过电流继电器的返回系数过低，会出现什么问题？
答：动作电流是指能使继电器动作的最小电流，它是可以根据要求在一定的范围内调整的，用Iop表示。
返回电流是指能使继电器返回到原先状态的最大电流，用Ire表示。 返回电流Ire与起动电流Iop的比值称为继电器的返回系数kre，可表示为：kre=Ire/Iop
7
返回系数过低可能导致动作后输出状态不稳定、不可靠。 4-3什么是电流互感器的10%误差曲线？它有什么用途？
答： 所谓电流互感器的10%误差曲线，是指互感器的电流误差为10%时一次电流对其额定电流的倍数k=I1/I1.TA与二次侧负荷阻抗Z2的关系曲线。 通常是按电流互感器接入位置的最大三相短路电流来确定其Ik（3）/ I1.TA值，从相应型号互感器的10%曲线中找出横坐标上允许的阻抗欧姆数，使接入二次侧的总阻抗不超过此Z2值，则互感器的电流误差保证在10%以内。
4-4 电流互感器在供电系统中常用的接线方式有哪些？各种接线方式有何特点？ 答：全星形联结方式：利用三个电流互感器串接三个电流继电器而成，Kkx=Ik/ITA.2=1，Kkx为接线系数，这种结线方式对各种故障都起作用，当短路电流相同时，对所有故障都同样灵敏，对相间短路动作可靠，至少有两个继电器动作。主要用于高压大电流接地系统，以及大型变压器、电动机的差动保护、相间保护和单相接地保护。
非全星形联结法：广泛应用在中性点不接地系统中。因为这种联结对单相接地的误动作率低。
差接法：应用于中性点不接地系统的变压器、电动机及线路的相间保护。
4-5简要说明定时限过电流保护装置和反时限过流保护装置的组成特点、整定方法。
答：定时限过电流保护装置：组成特点：它是由电流继电器1KA和2KA、时间继电器KT和信号继电器KS组成。整定方法：为了实现过电流保护的动作选择性，各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整定。即相邻保护的动作时间，自负荷向电源方向逐级增大，且每套保护的动作时间是恒定不变的，与短路电流的大小无关。定时限过电流保护通常用在线路和母线保护上
反时限过电流保护装置：组成特点：带有瞬时动作元件的反时限电流继电器，其本身带有时限并有动作指示掉牌信号，所以回路不需要接时间继电器和信号继电器。整定方法： 根据已知的保护装置I的继电器动作电流Iop.kI和动作时限，选择相应的电流继电器的动作特性曲线。 根据线路l1首端k1点三相短路时流经保护装置I继电器的电流Ik1（3），用下式计算出保护装置I的继电器动作电流倍数n1: n1=Ik1(3)/Iop.k I
根据k1点短路时流经保护装置II继电器的电流Ik1(3) u，用下式求出保护装置II此时的动作电流倍数n2: n2=IK1(3)/Iop.kII
当k1点短路时，保护装置II也将起动，为了满足保护装置动作的选择性，保护装置所需的动作时限t2应比保护装置I的动作时限大一个时限△t,即 t2=t1+△t 4-6电流速断保护为什么会出现保护“死区”？
答：由于可靠系数kk的引入，使得速断保护的动作电流大于被保护范围末端的最大短路电流，使保护装置不能保护线路全长而有一段死区。
4-9 在中性点非有效接地系统中发生单相接地故障时，通常采取哪些保护措施？ 答：（1）绝缘监测装置， （2）零序电流保护。
4-10 试说明变压器可能发生哪些故障和不正常工作状态，应装设哪些保护？
答：变压器的故障分为内部故障和外部故障。内部故障主要有：绕组的相间短路、匝间短路和单相接地。外部故障有：套管及其引出线的相间短路、单相接地故障。
变压器的不正常工作状态有：外部短路或过负荷引起的过电流，风扇故障或油面降低引起的冷却能力下降等。这些都会使绕组和铁心过热。此外，对中性点不接地运行的星形接线变压器，外部接地短路是有可能造成变压器中性点过电压，威胁变压器绝缘。
对于电力变压器的常见故障及异常运行状态，一般应装设下列保护：
(1) 差动保护或电流速断保护：反应变压器的内、外部故障，瞬时动作于跳 闸。 (2) 瓦斯保护 ：反应变压器的内部故障或油面降低，瞬时动作于信号或跳闸。
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(3) 过电流保护：反应变压器外部短路引起的过电流，带时限动作于跳闸，可作为上述保护的后备。
(4) 过负荷保护：反应过载而引起的过电流，一般作用于信号。
(5) 温度保护：反应变压器油、绕组温度升高或冷却系统的故障，动作于信号或跳闸。 4-11 作图分析变压器差动保护的基本原理，分析其产生不平衡电流的原因及抑制措施？
变压器一、二次绕组接线方式的不同而引起的不平衡电流。
措施：将变压器一次侧的电流互感器连接成三角形而变压器二次侧连接成星形。 电流互感器的实际变比与计算变比不同而引起的不平衡电流 措施：通过平衡线圈或简单计算来补偿。
变压器两侧电流互感器的型号不同而引起的不平衡电流 措施：通过提高保护动作电流来躲过。
有载调压变压器分接头的改变而引起的不平衡电流 措施：躲过采用分接头调压而造成的不平衡电流。 变压器励磁电流产生的不平衡电流 措施：采用具有速饱和铁心的中间变流器，采用二次谐波或间断角的办法鉴别励磁涌流和故障电流。 4-12 在Yd11接线的变压器上构成差动保护时，如何进行相位补偿？变压器两侧电流互感器的电流比应该如何选择？
在差动回路中也存在一个由相位差引起的不平衡电流。为了消除这一不平衡电流，（1）一般将变压器一次侧的电流互感器连接成三角形，而变压器二次侧连接成星形，使得两侧电流互感器的二次电流的相位相同（2）同时电流互感器的电流还应满足：√3*INT1/KTA.△=INT2/KTA.Y。
4-19 某供电系统如图4-38所示，1) 若在QF处设置定时限过电流保护，电流互感器采用非全星形结线，变流比为150/5，tQ＝0.3s，试求其保护整定值。2) 若在QF处还设置电流速断保护，试进行整定计算，按其整定值，若变压器低压侧母线发生三相短路，其速断保护是否动作?为什么? 3) 画出过流保护与速断保护配合原理接线示意图。 解：①取基准Sj=100MVA，Uj=0.4kV
Ij?1003?0.4?144.34kA
② X*1M?Sj)Sk(3maxSj100100*??0.5556 X1m?(3)??0.6667 180Skmin150?0.4?1?100?0.3628 210.5 X2?x0l*Sj2Uav1 9
* X3??uk%Sj4.5100????4.5 100SN11001*③ X?1M?0.5556?0.3628?4.5?5.4184 * X?1m?0.6667?0.3628?4.5?5.5295
④ IzM?(3)*1*X?1M?1?0.1846
5.4184(3)(3)* IzM?IzMIj?0.1846?144.34?26.6451kA
(3)*Izm?1*X?1m?1?0.1808
5.52953(3)3IzM??26.6451?22.6057kA 22(3)* IzM?(3)(2) SkM?IzMSj?0.1846?100?18.46MVA 选DL型电流继电器
1）过电流保护整定如下
考虑kst.M?1.5，则由电流互感器变比150/5A，得IC?100A
kTA?150/5?30
保护动作一次侧电流
IOP?kkkst.M1.2?1.5IC??100?212A kre0.85kkx1IOP??212?7.1A kTA30继电器1KA动作电流
IOP.K?时间继电器整定时间
t?tQ??t?0.3?0.5?0.8s 保护灵敏度
)Ik(.2min22606/(10.5/0.4)ks???4.062?1.5 合格
IOP2122）速断保护整定如下
保护动作一次侧电流
(3)IOP.2?kkIzM?1.2?26645/(10.5/0.4)?1218.06A
10
继电器4KA动作电流
IOP.2K?kkx1IOP.2??1218.06?40.6A 取41A kTA30若变压器低压侧短路，流过继电器的电流为33.83A，小于整定值，继电器不会动作，
此速断保护满足选择性要求。
速断保护灵敏度校验
**考虑线路在最小方式下首端短路，得X?m?X1m?0.6667
则 I?m?(3)(3)*1?1.5
0.6667(3)* I?m?I?mIj2?1.5?1003?10.5?8.2481kA
I?m?(2)3(3)3I?m??8.2481?7.1429kA?7143A 22 kS.2)Ik(.2min7143???5.86 合格 IOP.21218在电力系统中速断保护作为110kV以下输电线路三段式电流保护的第I段，其灵敏度常用其保护范围来确定，其最小保护范围应不小于被保护线路全长的15%~20%。
I根据 Iop.2?ES3 ?2XSmin?x1lmin导出 lmin?13ES(I?XSmin) x12Iop.2lmin则
13ES13?10000/33?102?(I?XSmin)?(?)x12Iop.20.42?1218150
?11(4.1051?1.1547)?(2.9504)?7.376(km)0.40.4对于本题而言，线路全长仅1km，显然 保护范围延伸到变压器内。
3）画图
此图如p98图4-12a，略。
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