自動重合閘設(shè)計

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計 自動重合閘設(shè)計班級：10級電氣2班姓名： 學(xué)號：指導(dǎo)教師內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理設(shè)計題目自動重合閘設(shè)計（第五組學(xué)生做）指導(dǎo)教師張繼紅時間1周一、教學(xué)要求電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識的一種綜合訓(xùn)練。本課程設(shè)計教學(xué)要求是：（1）理論聯(lián)系實踐；（2）深入學(xué)習(xí)自動重合閘裝置與電力系統(tǒng)保護(hù)的配合及工作原理；（3）訓(xùn)練學(xué)生熟練制電氣技術(shù)原理圖的常用方法；（4）學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的繼電保護(hù)配置原則、整定方法、靈敏系數(shù)要求以及校驗準(zhǔn)則。通過課程設(shè)計這一教學(xué)任務(wù)的實施，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握自動重合閘的概念、分類及使用方法具有較清晰的認(rèn)識。并對現(xiàn)有保護(hù)

2、方法的學(xué)習(xí)具有一定的促進(jìn)指導(dǎo)意義；（5）要求在查閱大量文獻(xiàn)、資料的基礎(chǔ)上研究各類自動重合閘裝置的使用范圍、特點。闡述該裝置的工作過程中常用的兩類加速策略及使用特點，分析各自的優(yōu)缺點，提出自己的改進(jìn)意義，用圖表、文字表述清楚。二、設(shè)計資料及參數(shù)（一）設(shè)計原始資料1、待設(shè)計電網(wǎng)或變電所系統(tǒng)圖2、系統(tǒng)運行的兩種方式 3、三相供電系統(tǒng)4、電網(wǎng)電壓等級為110kV三、設(shè)計要求及成果1、分析自動重合閘的工作原理。2、論證自動重合閘的加速問題。3、詳細(xì)繪制重合閘的主回路電路圖和控制回路電路圖。4、按照任務(wù)書規(guī)定的內(nèi)容和進(jìn)度完成。5、繪制相關(guān)控制原理圖。四、進(jìn)度安排1、講解設(shè)計目的、要求、方法、任務(wù)分工。（2

3、小時）2、查閱資料，熟悉用戶任務(wù)要求，（0.5天）3、設(shè)計保護(hù)方案，提出可行性報告（1天）4、查閱圖書、資料、產(chǎn)品手冊和工具書進(jìn)行設(shè)備校驗，繪制繼電保護(hù)二次展開圖（1天）。5、撰寫設(shè)計說明書（2天）五、評分標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)計成績采用非百分制記法。主要注重量化過程考核，創(chuàng)新能力考核，評分內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)如下：(1) 設(shè)計態(tài)度20%遵守勞動紀(jì)律和安全文明實訓(xùn)，準(zhǔn)時上下課，不大聲喧嘩，不隨意走動，不做與課程設(shè)計無關(guān)的事。認(rèn)真查找資料，主動提出問題，分析問題，解決問題。服從管理，按時完成設(shè)計任務(wù)。(2) 實踐能力占20%繼電保護(hù)裝置滿足規(guī)程要求，可靠性高，設(shè)備選擇得當(dāng)，計算、保護(hù)、整定等滿足要求。保護(hù)屏安裝規(guī)范，

4、布置美觀。設(shè)計過程有創(chuàng)新，故障判斷準(zhǔn)確，短路電流計算正確。(3) 方案設(shè)計40%課程設(shè)計報告包含兩部分，設(shè)計說明書和圖紙。設(shè)計說明書要求內(nèi)容完整，文字流暢，字跡端正，圖紙規(guī)范，尤其要突出設(shè)計創(chuàng)新，采用新方法，新工藝，新設(shè)備。設(shè)計論證充分，可靠性高。設(shè)備選擇正確合理，設(shè)計心得體會真實可信。(4) 課題說明書20%對課題考核重點理解深刻，能正確、全面地回答問題。若發(fā)現(xiàn)有抄襲或請別人代做者，取消參加考核的資格，成績以零分記錄。最后總評以優(yōu)、良、中、及格、不及格記。六、建議參考資料1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)，張保會，中國電力出版社，2005，第二版2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理，賀家李，宋從矩，中國電力出版社，199

5、4，第二版3微機(jī)型繼電保護(hù)基礎(chǔ)，楊奇遜，中國電力出版社19884電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理，王維儉，清華大學(xué)出版社，19925知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫論文 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計自動重合閘設(shè)計一、原始資料1、110KV電網(wǎng)接線示意圖見附頁12、電網(wǎng)參數(shù)說明（所有元件的電阻都忽略不計，并近似地取負(fù)序電抗X2=X1）（1）線路：110KV變電所直配線路（2）變壓器：變壓器均為Y0D11接法，中性點接地方式按一般原則確定。（3）發(fā)電機(jī)(均為汽輪機(jī)發(fā)電機(jī))所有變壓器和母線均配置差動保護(hù)，負(fù)荷側(cè)后備保護(hù)td2=1.5s，負(fù)荷自啟動系數(shù)Kzq=1.3。二、設(shè)計要求及成果1、分析自動重合閘的工作原理。2、論證自動重合閘的加速

6、問題。3、詳細(xì)繪制重合閘的主回路電路圖和控制回路電路圖。4、按照任務(wù)書規(guī)定的內(nèi)容和進(jìn)度完成。5、繪制相關(guān)控制原理圖。目錄摘要:61.原始資料81.1.電網(wǎng)接線示意圖見附頁181.2電網(wǎng)參數(shù)說明82.自動重合閘92.1自動重合閘的概念9自動重合閘裝置92.2自動重合閘的基本要求112.3自動重合閘的分類122.4自動重合閘的選擇原則12三相普通一次重合閘方式12單相重合閘及綜合重合閘方式13檢定無壓或檢定同期重合閘方式13非同期重合閘方式132.5 三相一次自動重合閘的工作原理13單側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘133 論證自動重合閘的加速問題163.1重合閘前加速保護(hù)16重合閘后加速保護(hù)174

7、.自動重合閘時間整定17（1）自動重合閘動作時限的整定174.1 XJ額定值的選擇174.2重合閘動作時限的選擇原則184.3自動重合閘與繼電保護(hù)的配合18五設(shè)計方案的論證195.1、電力系統(tǒng)中，自動重合閘具有以下經(jīng)濟(jì)效果：195.2、總體設(shè)計:206重合閘的主回路電路圖見附頁2247. 重合閘的控制回路電路圖見附頁3248. 結(jié)語24摘要:在電力系統(tǒng)的故障中，大多數(shù)是輸電線路的故障。據(jù)統(tǒng)計，其中得永久性故障一般占不到10%，由于雷擊過電壓引起的絕緣子表面閃絡(luò)，大風(fēng)時的短時碰線，樹枝落在導(dǎo)線上等引起的瞬時故障占大部分。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，保護(hù)立刻動作使線路或設(shè)備斷電，在非常短暫的時間內(nèi)，故障點的

8、電弧就會自動熄滅，是絕緣得以恢復(fù)。此時自動重合閘裝置動作，自動將斷路器合上，恢復(fù)系統(tǒng)正常運行 。為了能盡量利用重合閘所提供的條件來加速切除故障，繼電保護(hù)要與之配合時，一般采用重合閘前加速保護(hù)和重合閘后加速保護(hù)兩種方式。對加速問題進(jìn)行研究并指出了它們的優(yōu)、缺點及其實現(xiàn)配合的方法,進(jìn)而明確了它們在電力系統(tǒng)的主要用途。微機(jī)綜合自動重合閘是微機(jī)繼電保護(hù)裝置的重要組成部分，自動重合閘與繼電保護(hù)之間密切良好的配合可以較迅速地切除多數(shù)情況下的故障，提高供電可靠性，對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生極其重要的作用。關(guān)鍵詞：110KV繼電保護(hù)線路 綜合自動重合閘 Abstract In this paper, based

9、 on the design of the power system protection of computer integrated automatic reclosing, including integrated reclosing the principle of integrated reclosing the composition, reclosing relay and the co-ordination, installation of hardware and software design part of the design. And details on the s

10、ingle-phase automatic reclosing, the three-phase automatic reclosing, integrated automatic reclosing, and the basis for selection of a 110 KV line to automatically switch on Computer Integrated Design Reclosing installations reclosing and the election of the two functions, can work in the "sing

11、le-phase automatic reclosing," "three-phase automatic reclosing", "Comprehensive automatically switch on" and "disabled" in four ways. Trip after the single-phase, single-phase reclosing not check the same period, in the three-phase reclosing under way, check the s

12、ame period, non-pressure check and not check the same period, and so logical. Reclosing of "accelerated after the" manner and relay meet. Computer Integrated Computer automatically reclosing relay device is an important component of the automatic reclosing relay between closely with the go

13、od cooperation can be more quickly removed most cases the failure to improve power supply reliability, the system Safe and stable operation to have an extremely important role. Keywords: 110KV lines relay integrated automatic reclosing 1.原始資料1.1.電網(wǎng)接線示意圖見附頁11.2電網(wǎng)參數(shù)說明（1）線路：110KV變電所直配線路（2）變電站（3）變壓器均為Y0

14、D11接法，中性點接地方式按一般原則確定。（4）發(fā)電機(jī)參數(shù)（均為汽輪發(fā)電機(jī)）：表2.1發(fā)電機(jī)參數(shù)發(fā)電廠電廠總?cè)萘浚∕VA）每臺機(jī)額定容量（MVA）額定電壓（KV）額定功率因素正（負(fù)）電抗（標(biāo)幺值）最大最小A12562.52*62.510.50.80.130.132.自動重合閘2.1自動重合閘的概念當(dāng)輸電線路上發(fā)生故障后繼電保護(hù)裝置將斷路器跳開，經(jīng)過預(yù)定的延時后，能夠自動地將跳開的斷路器重新合閘。若線路發(fā)生瞬時性故障跳閘時，當(dāng)瞬時性故障消失后，自動重合閘裝置能在極短的時限內(nèi)重新合上線路斷路器，恢復(fù)線路的正常供電。若線路發(fā)生永久性故障時，則自動重合閘不成功，故障線路再次跳閘，迅速切除故障線路，保證

15、其他運行線路的供電。自動重合閘裝置1、自動重合閘裝置（ZCH）又稱自動重合器，是用于配電網(wǎng)自動化的一種智能化開關(guān)設(shè)備，它能夠檢測到故障電流、在給定時間內(nèi)斷開故障電流并能進(jìn)行給定次數(shù)重合的一種“自具”能力的控制開關(guān)。所謂“自具”是只重合閘裝置本身具有故障電流檢測和操作順序控制與執(zhí)行的能力，無需附加繼電保護(hù)裝置和另外的操作電源，也不需要和外界通信。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，它按順序及時間間隔進(jìn)行開斷及重合的操作。當(dāng)遇到永久性的故障，在完成預(yù)定復(fù)位才能解除閉鎖。若重合失敗，則閉鎖在分閘狀態(tài)，把事故區(qū)段隔開；當(dāng)故障接觸后，需要手動復(fù)位才能解除閉鎖。如果是瞬時性故障，則在循環(huán)分、合閘的操作中，無論哪次重合成

16、功，則終止后續(xù)的分、合閘，并經(jīng)過一定延時后恢復(fù)初始的整定狀態(tài)，為下次故障的來臨做好準(zhǔn)備。重合閘裝置課按預(yù)先整定的動作順序進(jìn)行多次分、合閘的循環(huán)操作。自動重合閘作用:在電力系統(tǒng)中采用了自動重合閘裝置，即是當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動作或其它非人工操作而跳閘后，能夠自動控制斷路器重新合上的一種裝置。大大提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)。在高壓輸電線路上采用重合閘，可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。在架空線路上采用重合閘，可以暫緩架設(shè)雙回線路，以節(jié)約投資。對斷路器本身由于機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動作而引起的誤跳閘，也能起糾正的作用。但是，當(dāng)重合于永久性故障上時，它也將帶來一些不利的影響，如:（1）使電力系統(tǒng)

17、又一次受到故障的沖擊。（2）由于斷路器在很短的時間內(nèi)，連續(xù)切斷兩次短路電流，而使其工作條件變得更加惡劣。2、重合閘裝置的分類按照不同的的分類標(biāo)準(zhǔn)，重合閘裝置有如下一些分類：（1）按相分類單相和三相。兩者動作原理類似，使用時根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不同而進(jìn)行選擇，對于三相中性點不接地系統(tǒng)，一般不宜采用單相重合閘裝置，否則造成非三相運行；單相重合器主要用于中性點直接接地系統(tǒng)，允許電氣設(shè)備作為單相運行。（2）按結(jié)構(gòu)分類整體式和分布式。所謂整體式是指重合閘裝置中得斷路器本體與其控制部分是密不可分的。整體式重合閘裝置采用高壓（10KV）操動機(jī)頭，可用于戶外10KV電桿上，無需另外的操作電源，直接由所控制的10KV

18、線路供給；但因為采用高壓合閘線圈，對絕緣水平要求高，有時會因絕緣水平難以保證導(dǎo)致線圈發(fā)熱，匝間絕緣損壞，造成重合閘裝置爆炸的事故。所謂分布式是指重合閘裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，例如本體、操動機(jī)構(gòu)、控制電路是分開的3個部分。分布式重合閘裝置采用低電壓（220V）操動機(jī)構(gòu)，這樣避免了高壓電源進(jìn)行調(diào)試的復(fù)雜性和危險性，安裝、檢修都較為方便。（3）按滅弧介質(zhì)分油、真空、SF6。油重合閘裝置出現(xiàn)的最早，運行歷史最長，一般采用液壓控制。油重合閘裝置有兩個固有缺點：因油屬非自恢復(fù)絕緣介質(zhì)，故其維修較頻繁，至少3年需要換油、檢修一次；有火災(zāi)危險。現(xiàn)在來看其技術(shù)相對落后，國內(nèi)已基本淘汰。真空滅弧室于20世紀(jì)60年代用

19、于重合閘裝置設(shè)計。真空滅弧室的有點是開斷壽命長，無需檢修，無火災(zāi)危險。到了90年代后期，隨著真空泡制造技術(shù)的飛速發(fā)展，真空重合閘裝置已逐步成為國內(nèi)外重合閘裝置市場上的主流產(chǎn)品。SF6重合閘裝置將干燥的SF6充入密閉的開關(guān)本體中，作為開關(guān)設(shè)備的絕緣和滅弧介質(zhì)。SF6氣體具有極好的絕緣和滅弧性能，但其分解物具有一定的毒性，其本身也是溫室效應(yīng)的主要因素之一，如果泄漏將會對人和環(huán)境造成一定的損害，因此做好開關(guān)箱體的密封和SF6氣體的回收、處理工作。（4）按控制方式分類液壓控制、電子控制.液壓控制有單液壓系統(tǒng)和雙液壓系統(tǒng)兩種。液壓控制的主要有點是簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)、耐用，不受電磁的干擾，這些優(yōu)點對于農(nóng)村電

20、網(wǎng)和距離配電站較遠(yuǎn)的設(shè)備很有用。液壓控制的缺點，是保護(hù)特性無法做到足夠穩(wěn)定、精確和快速，選擇范圍窄，受溫度影響較大，特性調(diào)整不方便等。3、電子控制有分立電路和集成電路兩種。分立式電子電路與集成式電路相比，其優(yōu)點是價格便宜，元件耐用，維修簡單；其缺點是體積大，功能少，插件多，選擇范圍窄，調(diào)整不便，可靠性差。以集成電路為基礎(chǔ)的微機(jī)控制于20世紀(jì)80年代應(yīng)用于重合閘裝置，其典型產(chǎn)品為英國的ESR型和PMR型重合器。重合閘裝置控制所用微機(jī)為單片機(jī)，其主要優(yōu)點是體積小，功能強(qiáng)，重合器的分閘電流、分閘次數(shù)、操作順序、分閘時延、合閘間隔、復(fù)位時間等特性的整定，都可以簡單地在控制箱上通過控制面板整定，使用極為

21、方便，這對改善保護(hù)配合，提高供電可靠性，提高運行自動化程度意義很大。（1）按重合閘的控制器安裝方式分類室外就地安裝：安裝在斷路器下面的水泥杠上。集控態(tài)勢安裝：室內(nèi)集中控制，安裝在集控臺內(nèi)。集控屏式安裝：安裝在集控屏內(nèi)。10KV配電線路：安裝在電桿上，并配有裝用電源給重合閘裝置供交流220V電源。2.2自動重合閘的基本要求(1)在下列情況下，重合閘不應(yīng)動作：1）由值班人員手動跳閘或通過遙控裝置跳閘時；2)手動合閘，由于線路上有故障，而隨即被保護(hù)跳閘時。(2)除上述兩種情況外，當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動作或其他原因跳閘后，重合閘均應(yīng)動作，使斷路器重新合上。(3)自動重合閘裝置的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，

22、如一次重合閘就只應(yīng)實現(xiàn)重合一次，不允許第二次重合。(4)自動重合閘在動作以后，一般應(yīng)能自動復(fù)歸，準(zhǔn)備好下一次故障跳閘的再重合。(5)應(yīng)能和繼電保護(hù)配合實現(xiàn)前加速或后加速故障的切除。(6)在雙側(cè)電源的線路上實現(xiàn)重合閘時，應(yīng)考慮合閘時兩側(cè)電源間的同期問題，即能實現(xiàn)無壓檢定和同期檢定。(7)當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)(如氣壓或液壓過低等)而不允許實現(xiàn)重合閘時，應(yīng)自動地將自動重合閘閉鎖。(8)自動重合閘宜采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)的原則來啟動重合閘。自動重合閘。2.3自動重合閘的分類（1）按重合閘的動作來分，可分為電氣式和機(jī)械式；（2）按重合閘作用于斷路器的方式，可分為三相普通重合閘，單相重合閘和

23、綜合重合閘三種；（3）按重合閘的構(gòu)成原理來分，可分為電磁式，晶體管式，集成電路式，數(shù)字（微機(jī)）式；（4）按動作次數(shù)來分，可分為一次式和多次式；（5）按使用條件來分，可分為單電源重合閘和雙側(cè)電源重合閘，雙側(cè)電源重合閘又可分為檢定無壓重合閘；檢定同期和不檢定三種。2.4自動重合閘的選擇原則三相普通一次重合閘方式（1）適用于110KV及以下的電網(wǎng)中，特別是對于集中供電地區(qū)的密集型環(huán)網(wǎng)中，線路跳閘后不進(jìn)行重合閘也能穩(wěn)定運行的線路。（2）適用于單側(cè)電源輻射形式線路。（3）不適用于大機(jī)組出口處。單相重合閘及綜合重合閘方式（1）適用于220KV及以上的電網(wǎng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，如果使用三相重合閘不能保證

24、系統(tǒng)的穩(wěn)定性，或者地區(qū)系統(tǒng)會出現(xiàn)大面積停電#或者會導(dǎo)致重要負(fù)荷停電時，特別是大型機(jī)組的高壓配電線路。（2）使用三相重合閘的線路，在使用單相重合閘時對系統(tǒng)恢復(fù)供電有較好的效果時。檢定無壓或檢定同期重合閘方式（1）適用于兩端均有電源的線路以及不允許非同期合閘的線路。（2）雙回線路上可直接檢定另一回線路上有電流來判定同期。非同期重合閘方式（1）并列運行的發(fā)電廠或電力系統(tǒng)之間應(yīng)有三條或三條以上緊密聯(lián)系的線路。（2）非同期重合閘時產(chǎn)生的沖擊電流未超過規(guī)定的允許值。（3）重合后電力系統(tǒng)可以很快恢復(fù)同期運行時。（4）在非同期重合閘所產(chǎn)生的振蕩過程中，對重要負(fù)荷的影響較小時。2.5 三相一次自動重合閘的工作原

25、理單側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘1單側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘概念（1）無論發(fā)生何種類型的故障，均跳開三相（2）重合閘啟動，經(jīng)預(yù)定時間發(fā)重合脈沖，三相斷路器一起合上（3）若是瞬時性故障，故障已消失，重合成功（4）若是永久性故障，繼電保護(hù)再次動作跳開三相，不再重合閘.2實現(xiàn)簡單的原因（1）不需要檢同步（2）不需要區(qū)分故障相和故障類型（3）只需在允許重合的條件下，經(jīng)預(yù)定延時，發(fā)出一次合閘脈沖。 三相一次自動重合閘工作原理框圖雙側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘 除滿足單側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘的基本要求外，雙側(cè)電源送電線路的自動重合閘還應(yīng)考慮：(1)當(dāng)線路上發(fā)生故障時，兩側(cè)的保護(hù)裝置可能以

26、不同的時限動作于跳閘，因此，線路兩側(cè)的重合閘必須保證在兩側(cè)的斷路器都跳開以后，再進(jìn)行重合；(2)當(dāng)線路上發(fā)生故障跳閘以后，常常存在著重合時兩側(cè)電源是否同期，以及是否允許非同期合閘的問題。 輸電線路的三相一次自動重合閘工作原理電磁式三相一次自動重合閘的工作原理和構(gòu)成正常情況斷路器處于合閘狀態(tài)，QF1斷開2KM失電2KM1斷開。而SA處在合后位置，其觸點SA21-23接通，觸點SA2-4斷開重合閘投入，指示燈HL亮。重合閘繼電器的電容C經(jīng)4R充電，經(jīng) 10 15s后，電容器 C兩端電壓等于電源電壓，此電壓可使中間繼電器KM起動。線路發(fā)生故障時：斷路器跳開后，QF1閉合2KM得電2KM1閉合起動KT

27、KT經(jīng)過約0.51s的延時KT1閉合電容器C放電KM起動閉合其常開觸點KM1、KM2、KM3。 發(fā)出合閘脈沖。若為瞬時性故障斷路器合閘后，KM因電流自保持線圈失去電流而返回。同時，2KM失電2KM1斷開KT失電，觸點KT1斷開電容器C經(jīng)4R重新充電，經(jīng)1015s又使電容C兩端建立電壓。整個回路復(fù)歸，準(zhǔn)備再次動作。若為永久性故障斷路器合閘后，繼電保護(hù)動作再次將斷路器斷開QF1閉合2KM得電2KM1閉合，KT起動KT1經(jīng)過約0.51s的延時閉合電容器C放電。手動跳閘SA 發(fā)出預(yù)跳命令其觸點SA2-4接通將C上的電荷瞬時放掉。SA發(fā)出跳閘命令其觸點SA6-7接通斷路器跳閘 2KM1閉合KT起動，經(jīng)過

28、約0.51s的延時KT1閉合。這時，儲能電容器C兩端早已沒有電壓，KM不能起動 重合閘不能重合。手動合閘SA發(fā)出跳閘命令 SA5-8觸點閉合，接通合閘回路，QF合閘。SA25-28觸點閉合，起動加速繼電器3KM。當(dāng)合于故障線路時，保護(hù)動作，經(jīng)3KM的常開觸點使QF加速跳閘。C尚未充滿電，不能使KM起動，所以斷路器不能自動重合。防跳繼電器1KPJL的功用：在手動合閘及自動重合閘過程中防止斷路器跳躍。如：當(dāng)KM1、KM2、KM3接點卡住或粘住時，可以由1KM來防止將斷路器多次重合到永久性故障上。3 論證自動重合閘的加速問題3.1重合閘前加速保護(hù) 重合閘前加速保護(hù)一般又簡稱為“前加速”。如圖1所示的

29、網(wǎng)絡(luò)接線，假定在每條線路上均裝設(shè)過電流保護(hù)，其動作時限按階梯型原則來配合。因而，在靠近電源端保護(hù)3處的時限就很長。為了能加速故障的切除，司一在保護(hù)3處采用前加速的方式，即當(dāng)千側(cè)可一條線路上發(fā)生故障時，第一次都由保護(hù)3瞬時無選擇性動作予以切除，重合閘以后保護(hù)第 一次動作切除故障是有選擇性的。如果故障是在線路A-B以外(如人，點)，則保護(hù)3的第一次動作是無選擇性的。但斷路器QF3跳閘后，如果此時的故障是瞬時性的，則在重合閘以后就恢復(fù)了供電;如果故障是永久性的，則保護(hù)3第 一次就按有選擇性的時限t動作。為了使無選擇性的動作范圍小擴(kuò)展的太長，一般規(guī)定當(dāng)變壓器低壓側(cè)短路時，保護(hù)3小應(yīng)動作。因此，其起動電

30、流還應(yīng)按照躲開相鄰變壓器低壓側(cè)的短路<d點)來整定。合閘前加速保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)接線前加速保護(hù)主要用于35kV以卜由發(fā)電廠或重要變電所引出的直配線路上，以便快速切除故障，保證母線電壓,在這些線路上一般只裝設(shè)簡單的電流保護(hù)。重合閘后加速保護(hù)重合閘后加速保護(hù)一般又簡稱為“后加速”，所謂后加速就是當(dāng)線路第一次故障時，保護(hù)有選擇性動作，然后，進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再加速保護(hù)動作，瞬時切除故障，而與第一次動作是否帶有時限無關(guān)。 “后加速”的配合方式廣泛應(yīng)用于35kV以上的網(wǎng)絡(luò)及對重要負(fù)荷供電的送電線路上。因為，在這些線路上一般都裝有性能比較完善的保護(hù)裝置，例如，二段式電流保護(hù)

31、、距離保護(hù)等，因此，第一次有選擇性地切除故障的時間(瞬時動作或具有0.5、的延時)均為系統(tǒng)運行所允許，而在重合閘以后加速保護(hù)的動作(-般是加速第II段的動作，有時也可以加速第III段的動作)，就可以史快地切除永久性故障。4.自動重合閘時間整定（1）自動重合閘動作時限的整定現(xiàn)代電力系統(tǒng)廣泛使用的重合閘都小x_分故障是瞬時性的還是永久性的。對于瞬時性故障，必須等待故障點的故障消除、絕緣強(qiáng))全h復(fù)后才有可能重合成功，而這個時間與濕度、風(fēng)速等氣候條件有關(guān)。對于永久性故障，除考慮上述時間外，還要考慮重合到永久故障后，斷路器內(nèi)部的油壓 ,氣壓的恢復(fù)以及絕緣介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)等，保證斷路器能夠再次切除短路電流。

32、（2）兩側(cè)電源線路的三相重合閘：其最小重合閘時間除滿足以上原則外，還應(yīng)考慮線路兩側(cè)繼電保護(hù)以不同時限切除故障的可能性。從最不利的情況出發(fā)，每一側(cè)的重合閘應(yīng)該以本側(cè)先跳閘而對側(cè)后跳閘來作為考慮整定時間的依據(jù)。重合閘的時間整定為：=-其中是保護(hù)1動作時間、斷路器1動作時間，是保護(hù)2的動作時間、斷路器2動作時間。4.1 XJ額定值的選擇一般在ZCH回路中XJ，有的選用DX-11/0.5，有的選用DX-11/0.25。具體的選擇按照信號繼電器所在回路電流。例如信號繼電器所在回路電流為0.364A,應(yīng)該選用DX-11/0.25，選用DX-11/0.5不能動作。4.2重合閘動作時限的選擇原則1、單側(cè)電源線

33、路的三相重合閘：原則上越短越好，但應(yīng)力爭重合成功，保證：（1）障點電弧熄滅、絕緣恢復(fù)；（2）斷路器觸頭周圍絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)及消弧室重新充滿油，準(zhǔn)備好重合于永久性故障時能再次跳閘，否則可能發(fā)生DL爆炸，如果采用保護(hù)裝置起動方式，還應(yīng)加上DL跳閘時間。根據(jù)運行經(jīng)驗，采用1”左右。2、兩側(cè)電源線路的三相重合閘:（如圖3-4）除上述要求外，還須考慮時間配合，按最不利情況考慮：本側(cè)先跳，對側(cè)后跳。圖3-4動作時限配合示意圖不對應(yīng)起動方式保護(hù)起動4.3自動重合閘與繼電保護(hù)的配合1、兩者關(guān)系極為密切，保護(hù)可利用重合閘提供的便利條件，加速切出故障，一般有如下兩種配合方式：重合閘前加速保護(hù)（簡稱“前加速”如圖3-

34、5）圖3-5自動重合閘前加速保護(hù)示意圖L1、L2、L3上任一點故障，保護(hù)1速斷動，跳1DL>ZCH重合，若成功，恢復(fù)正常供電；若不成功，按選擇性動作。優(yōu)點：快速切出故障，設(shè)備少。缺點：永久性故障，再次切除故障的時間可能很長；裝ZCH的DL動作次數(shù)多，若DL拒動，將擴(kuò)大停電范圍。主要用于35KV以下的網(wǎng)絡(luò)。2、重合閘后加速保護(hù)簡稱（“后加速”如圖3-6）每條線路上均裝有選擇性的保護(hù)和ZCH。第一次故障時，保護(hù)按有選擇性的方式動作跳閘，若是永久性故障，重合后則加速保護(hù)動作，切除故障。例：圖3-6自動重合閘后加速保護(hù)示意圖第一次短路時，保護(hù)1 II段動，ZCH重合，之后保護(hù)1瞬時動。優(yōu)點：第一

35、次跳閘時有選擇性的，再次切除故障的時間加快，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性。缺點：第一次動作時間可能對時限。應(yīng)用于35KV以上的高壓網(wǎng)絡(luò)中。五 設(shè)計方案的論證5.1、電力系統(tǒng)中，自動重合閘具有以下經(jīng)濟(jì)效果：（1）大大提高供電可靠性，減小線路停電的次數(shù)，特別是對單側(cè)電源的單回路尤為顯著；在高壓輸電線路上采用重合閘，還可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，從而提高傳送容量。對于短路器本身由于機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動作引起的跳閘，也能起糾正的作用?；谝陨蠋讞l及輸電線路本身的特點，提出以下兩種自動重合閘裝置設(shè)計方案。方案一基于單片機(jī)的自動重合閘設(shè)計；單片機(jī)是一種可編程的集成芯片，換句話來說，PLC就是由單片機(jī)

36、加上外圍電路做成的 ，單片機(jī)開發(fā)式底層開發(fā)，比較麻煩，程序編寫用匯編或者c語言比如延時用單片機(jī)做程序，要從晶振來計算，廠家都提供一個編程軟件，可以用梯形圖編程，延時只需在時間繼電器里送一個數(shù)字而已，單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，通用性，可靠性 ，單片機(jī)開發(fā)成本低，一個單片機(jī)十幾塊到幾十塊，上百不等，但開發(fā)起來，麻煩，PLC 開發(fā)周期短，見效快，可靠性高。方案二基于PLC的自動重合閘設(shè)計。由于PLC抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，程序簡單易學(xué)，安裝簡單，維修方便，體積小，重量輕，具有豐富的I/O接口模塊，擴(kuò)展能力強(qiáng)。配套齊全，功能完

37、善，適用性強(qiáng)，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能，特別是在高壓輸電線跨越林區(qū)及一些環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)時PLC的干擾能力強(qiáng)，可靠性高的特點能滿足設(shè)計運行年限內(nèi)中合閘裝置的使用壽命，次數(shù)，不拒動，不誤動。隨著PLC的技術(shù)日益成熟，其性價比已經(jīng)非常高。綜合考慮以上因素，本設(shè)計方案選擇方案二5.2、總體設(shè)計:（1）系統(tǒng)框架設(shè)計:該設(shè)計將通常所謂“計算機(jī)繼電器邏輯電路”分解成保護(hù)功能繼電器組和PLC 2個部分。根據(jù)不同保護(hù)對象(主變差動保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、線路保護(hù)、電動機(jī)保護(hù)等) 由不同保護(hù)功能的繼電器組組合使裝置分成若干個標(biāo)準(zhǔn)型號，其中所有的單一保護(hù)元件均遵循正邏輯法，,則在PLC 中

38、定義為動作節(jié)點。如圖2-1所示。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生任何故障時，故障信息引起功能繼電器組動作于PLC并同時傳回主控機(jī)，主控機(jī)經(jīng)分析后發(fā)送信息給PLC。PLC采集繼電器組和主控機(jī)的信息來控制故障的系統(tǒng)。（2）下面是本系統(tǒng)中各部分組成。電力系統(tǒng): 由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。AD轉(zhuǎn)換：AD轉(zhuǎn)換就是模數(shù)轉(zhuǎn)換，顧名思

39、義，就是把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以下為常用的幾種類型的基本原理及特點：積分型、逐次逼近型、并行比較型/串并行型、-調(diào)制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。積分型主控機(jī)通訊接口測量數(shù)據(jù)單元保護(hù)功能繼電組P L C開關(guān)I/0子系統(tǒng)數(shù)字濾波器模擬量輸入子系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換電 力 系 統(tǒng)圖2-1系統(tǒng)框架設(shè)計示意圖積分型AD工作原理是將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時間(脈沖寬度信號)或頻率(脈沖頻率)，然后由定時器/計數(shù)器獲得數(shù)字值。其優(yōu)點是用簡單電路就能獲得高分辨率， 但缺點是由于轉(zhuǎn)換精度依賴于積分時間，因此轉(zhuǎn)換速率極低。初期的單片AD轉(zhuǎn)換器大多采用積分型，現(xiàn)在逐次比較型已逐步成為主流。逐次比較型逐次比較型AD由一個比

40、較器和DA轉(zhuǎn)換器通過逐次比較邏輯構(gòu)成，從MSB開始，順序地對每一位將輸入電壓與內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)n次比較而輸出 數(shù)字值。其電路規(guī)模屬于中等。其優(yōu)點是速度較高、功耗低，在低分辯率（<12位）時價格便宜，但高精度（>12位）時價格很高。并行比較型/串并行比較型并行比較型AD采用多個比較器，僅作一次比較而實行轉(zhuǎn)換，又稱FLash(快速)型。由于轉(zhuǎn)換速率極高，n位的轉(zhuǎn)換需要2n-1個比較器，因此電路規(guī)模也極大，價格也高，只適用于視頻AD轉(zhuǎn)換器等速度特別高的領(lǐng)域。串并行比較型AD結(jié)構(gòu)上介于并行型和逐次比較型之間，最典型的是由2個n/2位的并行型AD轉(zhuǎn)換器配合DA轉(zhuǎn)換器組成，用兩次

41、比較實行轉(zhuǎn)換，所以稱為 (半快速)型。還有分成三步或多步實現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的叫做分級型AD，而從轉(zhuǎn)換時序角度 又可稱為流水線型AD，現(xiàn)代的分級型AD中還加入了對多次轉(zhuǎn)換結(jié)果作數(shù)字運算而修正特性等功能。這類AD速度比逐次比較型高，電路 規(guī)模比并行型小。-調(diào)制型-型AD由積分器、比較器、1位DA轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器等組成。原理上近似于積分型，將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時間(脈沖寬度)信號，用數(shù)字濾波器處理后得到數(shù)字值。電路的數(shù)字部分基本上容易單片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音頻和測量。電容陣列逐次比較型電容陣列逐次比較型AD在內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器中采用電容矩陣方式，也可稱為電荷再分配型。一般的電阻陣列DA轉(zhuǎn)換器中多

42、數(shù)電阻的值必須一致，在單芯片上生成高 精度的電阻并不容易。如果用電容陣列取代電阻陣列，可以用低廉成本制成高精度單片AD轉(zhuǎn)換器。最近的逐次比較型AD轉(zhuǎn)換器大多為電容陣列式的。壓頻變換型壓頻變換型是通過間接轉(zhuǎn)換方式實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的。其原理是首先將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成頻率，然后用計數(shù)器將頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。從理論上講這種AD的分辨率幾乎可以無限增加，只要采樣的時間能夠滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個數(shù)的寬度。其優(yōu)點是分辯率高、功耗低、價格低，但是需要外部計數(shù)電路共同完成AD轉(zhuǎn)換AD轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)分辯率指數(shù)字量變化一個最小量時模擬信號的變化量，定義為滿刻度與n/2的比值。分辯率又稱精度，通常以數(shù)字

43、信號的位數(shù)來表示。轉(zhuǎn)換速率是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的AD轉(zhuǎn)換所需的時間的倒數(shù)。積分型AD的轉(zhuǎn)換時間是毫秒級屬低速AD，逐次比 較型AD是微秒級屬中速AD，全并行/串并行型AD可達(dá)到納秒級。采樣時間則是另外一個概念，是指兩次轉(zhuǎn)換的間隔。為了保證轉(zhuǎn)換的正確完成，采樣速率必須小于或等于轉(zhuǎn)換速率。因此有人習(xí)慣上將轉(zhuǎn)換速率在數(shù)值上等同于采樣速率也是可以接受的。常用單位是ksps和Msps，表 示每秒采樣千/百萬次。量化誤差由于AD的有限分辯率而引起的誤差，即有限分辯率AD的階梯狀轉(zhuǎn)移特性曲線與無限分辯率AD（理想AD）的轉(zhuǎn)移特性曲線（直線）之間的最大偏差。通常是1 個或半個最小數(shù)字量的模擬變化量，表

44、示為1LSB、1/2LSB。偏移誤差輸入信號為零時輸出信號不為零的值，可外接電位器調(diào)至最小。滿刻度誤差滿度輸出時對應(yīng)的輸入信號與理想輸入信號值之差。線性度實際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移，不包括以上三種誤差。其他指標(biāo)還有：絕對精度，相對精度，微分非線性，單調(diào)性和無錯碼，總諧波失真（Total Harmonic Distotortion縮寫THD）和積分非線性。AD轉(zhuǎn)換器原理A/D轉(zhuǎn)換器是用來通過一定的電路將模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量。模擬量可以是電壓、電流等電信號，也可以是壓力、溫度、濕度、位移、聲音等非電信號。但在A/D轉(zhuǎn)換前，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號必須經(jīng)各種傳感器把各種物理量轉(zhuǎn)換成電壓信號。A/D轉(zhuǎn)換后，輸出的數(shù)字信號可以有8位、10位、12位和16位等。A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理主要介紹以下三種方法：逐次逼近