電力系統(tǒng)自動裝置 課件匯 陳金星 第2-8章備用電源自動投入裝置-水電站自動控制技術

電力系統(tǒng)自動裝置第2章

備用電源自動投入裝置

重點

AAT裝置的工作原理；

微機型備用電源自動投入裝置。教學目的：掌握備用電源自動投入裝置含義、接線方式及基本要求，熟悉微機型備用電源自動投入裝置的特點、硬件結構和軟件原理，掌握備用電源自動投入裝置參數(shù)整定原則及運行維護。2.1備用電源自動投入裝置的作用和要求一、備用電源自動投入裝置的含義和作用當工作電源因故障被斷開后，能自動、迅速地將備用電源投入工作或將用戶切換到備用電源上，使負荷不至于停電的一種自動裝置備用電源自動投入裝置簡稱AAT裝置

定義裝設備用電源自動投入裝置的情況有:（1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電

（2）由雙電源供電的變電所和配電所,其中一個電源作為備用電源（3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器或互為備用的母線段（4）生產(chǎn)過程中某些重要的備用機組二、AAT裝置的備用方式

“明備用”方式一若備用電源在正常情況下不運行，處于停電備用狀態(tài)，只有在工作電源發(fā)生故障時才投入運行的備用方式，成為“明備用”正常運行時T1、T2投入，T0備用，即設專用的備用變壓器。（一）明備用方式“明備用”方式二正常運行時1QF、2QF、3QF投入，4QF斷開，即設專用的備用線路。（二）暗備用方式

“暗備用”方式一“暗備用”方式二“暗備用”是指兩個電源平時都作為工作電源各帶一部分自用負荷且均保留有一定的備用容量，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源承擔全部負荷的運行方式?？磕嘎?lián)開關3QF取得互為備用采用備用電源自動投入裝置優(yōu)點

（1）提高供電的可靠性，節(jié)省投資

（2）簡化繼電保護（3）限制短路電流，提高母線殘余電壓

三、對AAT裝置的基本要求為了實現(xiàn)這一要求，使備用電源斷路的合閘部分由供電元件受電側斷路器的動斷輔助觸點來啟動。①工作電源發(fā)生故障，工作斷路器尚未斷開時，就投入備用電源，也就是將備用電源投入到故障元件上，造成事故擴大②備用電源與工作電源不是取自同一點，往往存在電壓差或相位差，工作電源未斷開就投入備用電源，可能導致非同期并列。

工作電源斷開后，備用電源才能投入1①工作變壓器發(fā)生故障，繼電保護動作，使兩側斷路器跳閘②工作母線本身故障，繼電保護使斷路器跳閘③工作母線上的出線發(fā)生故障，而該出線斷路器或繼電保護拒絕動作，引起變壓器斷路器跳閘④變壓器斷路器誤跳閘（人為誤操作或保護誤動作）⑤系統(tǒng)故障，高壓工作電源電壓消失為了實現(xiàn)這一要求，AAT裝置在工作母線上應設置獨立的低壓啟動部分，以保證在工作母線失壓時，AAT裝置可靠啟動工作母線突然失壓時AAT裝置應能動作2

AAT裝置只應動作一次

34AAT裝置動作時間應使負荷停電的時間盡可能短

當工作母線或引出線發(fā)生持續(xù)性故障，保護動作，切除工作電源，投入備用。因故障仍存在，保護動作將備用電源跳開，此時工作母線又失壓，若再次將備用電源投入，就會擴大事故，對系統(tǒng)造成不必要的沖擊。

原因考慮故障點應有足夠的去游離時間，對于高壓電動機來說，停電時間短時殘壓高而帶來不利從工作電源失壓到備用電源投入恢復供電的這段停電時間，考慮電動機自起動，停電時間越短越好

5工作母線失去電壓時，應檢查工作電壓無電流

備用電源無電壓時，AAT裝置不應動作6

正常停電操作時，AAT裝置不應起動7檢查工作電壓無電流的目的是防止TV二次側熔斷器熔斷而造成裝置誤動備用電源無電壓時，裝置動作也不能為負荷供電，即動作無意義。

用戶不用電或相關設備檢修，進行正常停電操作時，不需要投入備用電源

2.2備用電源自動投入的一次接線方案

當主變T1、T2同時運行，而分段斷路器QF3斷開時，一次系統(tǒng)中T1和T2互為備用電源，此方案稱為暗備用接線方案。

當主變T1故障，保護跳開QF1，或主變T1高壓側失壓，都會引起Ⅰ段母線失壓，無電流且Ⅱ段母線有電壓，即斷開QF1，合上QF3。Ⅰ段、Ⅱ段母線上的負荷由主變T2供電。

自投條件是Ⅰ段母線失去電壓、無電流、Ⅱ段母線有電壓、QF1確已斷開。

檢查無電流條件的目的：為了防止Ⅰ段母線TV斷線而引起備用電源自投的誤動作。一、低壓母線分段斷路器自投方案

二、內(nèi)橋斷路器的自投方案

（一）明備用接線方案

當L1進線帶Ⅰ、Ⅱ段運行，即QF1、QF3在合閘位置，QF2在分閘位置時，線路L2是備用電源。若L2進線帶Ⅰ、Ⅱ段運行，即QF2、QF3在合閘位置，QF1在分閘位置時，線路L1是備用電源。

L1為運行狀態(tài)，L2為備用狀態(tài)的自投條件是：Ⅰ段母線失去電壓、無電流，L2線路有電壓、QF1確已斷開時合QF2。

L2為運行狀態(tài)，L1為備用狀態(tài)的自投條件是：Ⅱ段母線失去電壓、無電流，L1線路有電壓、QF2確已斷開時合QF1。

二、內(nèi)橋斷路器的自投方案

（二）暗備用接線方案

如果兩段母線分列運行，即橋斷路器QF3在分閘位置，而QF1、QF2在合閘位置，此時L1和L2成為互為備用電源。

當L1故障，保護跳開QF1，引起Ⅰ段母線失壓，無電流且Ⅱ段母線有電壓，即斷開QF1，合上QF3。Ⅰ段、Ⅱ段母線上的負荷由主變T2供電。

自投條件是Ⅰ段母線失去電壓、無電流、Ⅱ段母線有電壓、QF1確已斷開。

圖示備用電源自投方案接線為明備用方案接線。L1和L2中只有一個斷路器在合閘位置，另一個在分閘位置，因此當母線失壓，備用線路有電壓，并（或）無電流，即可斷開QF1（或QF2），合上QF2（或QF1）。該明備用方案的自投條件類似于內(nèi)橋斷路器自投方案中的明備用方案。

母線無電壓，線路L2有電壓，無電流，QF1確已斷開，合上QF2；

母線無電壓，線路L1有電壓，無電流，QF2確已斷開，合上QF1。

三、線路備自投方案

2.3微機型AAT裝置一、微機型AAT裝置的硬件結構母線I、II的三相電壓幅值、頻率和相位，母線I、II的進線電流

當QF2在跳閘狀態(tài)，并滿足母線Ⅰ無進線電流，母線Ⅱ有電壓的條件，Y4動作，H2動作，在滿足Y3另一輸入條件時合QF3，此時QF2處“跳閘”，而其控制開關仍處“合閘”，即當二者不對應就啟動AAT裝置，這種方式為裝置的主要啟動方式。

二、微機型AAT裝置軟件原理1、裝置的啟動方式方式一方式一

當系統(tǒng)故障導致工作母線Ⅰ失壓，圖(b)可知，在滿足母線Ⅰ進線無電流，備用母線Ⅱ有電壓的條件，Y6動作，經(jīng)過延時，H3動作，跳開QF2，再由方式一AAT裝置，使QF3合閘。這種方式可看作是對方式一的輔助。二、微機型AAT裝置軟件原理1、裝置的啟動方式方式一方式二

當滿足QF2、QF5在合閘狀態(tài)，QF3在跳閘狀態(tài)，工作母線Ⅰ有電壓，備用母線Ⅱ也有電壓，并且無裝置的“放電”信號，則Y1動作，使t1“充電”，經(jīng)過10～15s充電，為Y3的動作做好了準備，一旦Y3的另一輸入信號滿足條件，AAT裝置即動作，合上QF3。

2、裝置的閉鎖（1）“充電”過程方式一

當滿足QF3在合閘狀態(tài)或者工作母線Ⅰ及備用母線Ⅱ無電壓，則t1瞬時“放電”，Y3不能動作，即閉鎖裝置。

2、裝置的閉鎖（2）“放電”過程方式一

當AAT裝置動作，QF3合閘后，t1瞬時“放電”，若合閘于故障母線上，則QF3的繼電保護加速動作使QF3立即跳閘，此時母線Ⅰ無電壓，t1不能“充電”，裝置不能動作，保證了裝置只動作一次。

3、合閘于故障母線上方式一2.4

AAT裝置參數(shù)整定及運行維護（一）低電壓元件動作值的整定

1、整定原則：

當工作母線失壓時能可靠動作，同時又不能使動作過于靈敏，防止不必要的頻繁動作。一、AAT裝置參數(shù)整定2、整定條件BA躲過饋電線路或變壓器后發(fā)生短路時的母線殘壓躲過電動機自起動時母線上最低電壓低電壓元件的動作電壓一般取25%額定電壓（二）過電壓元件動作值的整定

當正常運行時工作母線和備用母線在最低工作電壓時，過電壓繼電器應保持動作狀態(tài)，因此過電繼電器應按廠用母線允許最低運行電壓整定。一、AAT裝置參數(shù)整定一般過電壓元件動作電壓不低于70%額定電壓一、AAT裝置參數(shù)整定（三）AAT充電時間的整定（四）AAT動作時間的整定為保證斷路器切斷能力的恢復，AAT的充電時間應不小于斷路器第二個“合閘→跳閘”間的時間間隔，一般間隔時間取10～15S。AAT動作時間是指因電力系統(tǒng)內(nèi)的故障使工作母線失壓跳開工作母線受電側斷路器的延時時間。一、AAT裝置參數(shù)整定（五）低電流元件動作值的整定（六）合閘加速保護時間的整定

采用低電流元件的作用：防止TV二次回路斷線時AAT誤起動；同時兼作斷路器跳閘的輔助判據(jù)。

低電流元件動作值可取TA二次額定電流的8%（如TA二次額定電流為5A時，低電流元件動作值為0.4A）。

合閘加速保護電流元件的動作值應保證該母線上短路故障時不低于1.5的靈敏度；當加速保護有復合電壓起動時，負序電壓可取7V（相電壓）、正序電壓可取50～60V；加速時間取3S。1.裝置運行及巡視檢查

1檢查運行回路的低電壓元件應處于動作狀態(tài)，閉鎖中間元件應勵磁，且無其他異?，F(xiàn)象。檢查備自投裝置的投退開關位置應正確，電壓和時間等元件整定值正確。在有兩臺變壓器工作的變電所，當工作變壓器跳閘、備用變壓器投入后，應檢查負荷情況，以防止變壓器過負荷。

2

3二、裝置運行維護2.裝置的異常處理1若備自投裝置在母線失壓后不動作或開關合不上，應匯報調(diào)度，安排處理。若運行中出現(xiàn)“交流電壓斷線”或“直流電源消失”信號，應停用備自投裝置，并查出原因，予以消除。23.裝置動作后處理(1)動作成功后的處理1)恢復音響信號及備自投裝置的動作掉牌信號。當備用電源投入成功時，該路紅燈閃光，電流表應有指示，同時原運行的斷路器綠燈也閃光，這時應將原備用線路的開關由“分后”轉至“合后”位置，再將原運行斷路器的控制開關由“合后”轉至“分后”位置。操作完畢查明母線失壓情況，向調(diào)度員匯報并作好記錄，善后的工作和運行方式按調(diào)度命令執(zhí)行。2)3)(2)動作不成功的處理備自投裝置動作，備用設備（線路或變壓器）投入后，備用設備又跳閘，不允許再進行試送，因為此種情況可能是一次設備發(fā)生了永久性故障。

小結

備用電源自動投入裝置是指當失去工作電源后，能迅速自動地將備用電源投入或將用電設備自動切換到備用電源上去,使用戶不至于停電的一種裝置,簡稱AAT裝置。AAT裝置結構簡單，可大大提高供電可靠性，廣泛用于發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)或變、配電所的所用電系統(tǒng)中。通常采用兩種備用方式，即：明備用和暗備用，設有可見的專用備用電源的稱為明備用，互為備用的稱為暗備用。

對AAT裝置的基本要求是：動作原因--工作母線突然失壓；動作次序--工作電源先斷，備用電源后投；動作次數(shù)--只動作一次；動作時間--使負荷中斷供電的時間盡可能短；不誤動--工作母線TV的熔斷器熔斷；裝置閉鎖--備用電源無電壓、正常停電操作。

微機型備用電源自動投入裝置的硬件組成部分：模擬量輸入和開關量輸入、模數(shù)(A/D)轉換、CPU模塊、開關量輸入和裝置輸出部分采用光電隔離技術，以免外部干擾引起裝置異常工作。裝置采用工作電源投入、若工作母線無進線電流且備用電源有電壓時啟動，當滿足啟動條件時，經(jīng)延時，先斷開工作電源，后投入備用電源。

了解微機型AAT裝置的參數(shù)整定原則及運行維護。感謝大家觀看《電力系統(tǒng)自動裝置》課程電力系統(tǒng)自動裝置福建水利電力職業(yè)技術學院第3章

輸電線路自動重合閘裝置教學要求：了解自動重合閘裝置的作用和要求；掌握單側電源線路的三相一次重合閘的接線及工作原理，雙側電源線路自動重合閘應考慮的問題，無電壓檢定和同步檢定的三相自動重合閘的工作原理；了解繼電保護與自動重合閘的配合工作方式；了解綜合重合閘的特殊問題、構成原則要求；了解重合器與分段器的功能特點。同時通過工程案例分析，培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和精益求精的工匠精神。3.1自動重合閘裝置的作用和要求3.1.1自動重合閘裝置的作用1.自動重合閘裝置（簡稱AAR裝置）：

指輸電線路在發(fā)生故障而使被跳閘的斷路器自動、迅速地重新自動投入的一種自動裝置。2.自動重合閘的作用提高輸電線路供電可靠對斷路器的誤跳閘能起糾正作用提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性彌補輸電線路耐雷水平降低的影響加快事故處理后電力系統(tǒng)電壓恢復速度自動重合閘的作用01020304053.采用自動重合閘的不利因素BA使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊，可能引起電力系統(tǒng)的振蕩使斷路器工作條件惡化，因在很短時間內(nèi)斷路器要連續(xù)兩次切斷短路電流，即增加斷路器檢修機會、降低斷路器遮斷容量3.1.2自動重合閘裝置的分類1.按組成元件的動作原理分類2.按動作次數(shù)3.按運用的線路結構4.按作用于斷路器的方式分機械式、電氣式、晶體管式、集成電路式分一次AAR、二次AAR、多次AAR分單側電源線路AAR、雙側電源線路AAR分單相AAR、三相AAR、綜合AAR3.1.3對自動重合閘裝置的基本要求

考慮保護裝置的復歸、故障點去游離后絕緣強度的恢復、斷路器操動機構的復歸及其準備好再次合閘的時間1.自動重合閘裝置動作應迅速

線路檢修后進行試送電，若不成功，則說明線路故障多屬于檢修質(zhì)量不合格或忘拆接地線等原因造成的永久性故障，即使重合也不會成功。3.手動合閘于故障線路時，AAR應閉鎖當運行人員手動操作SA或通過遙控使QF跳閘時，是屬于正常運行操作，AAR裝置不應動作。2.手動跳閘時AAR裝置不應重合4.在斷路器事故跳閘時，AAR裝置應啟動ABC重合閘的啟動方式:位置不對應啟動方式、保護啟動方式位置不對應啟動方式:指控制開關在“合后”位置，而斷路器在“跳閘”位置，兩個位置不相符，表明斷路器因保護動作或誤動而跳閘保護啟動方式:利用線路保護動作于斷路器跳閘的同時，使AAR起動。但這種起動方式對誤碰跳閘不能起糾正作用3.1.3對自動重合閘裝置的基本要求5.應預先規(guī)定自動重合閘裝置的動作次數(shù)6.AAR裝置動作后，應自動復歸7.AAR裝置應與繼電保護配合動作8.AAR裝置應方便調(diào)試和監(jiān)視

當多次重合于永久性故障后，系統(tǒng)遭受多次沖擊，斷路器可能損壞，并會發(fā)生擴大事故。

裝置動作后自動復歸，為下一次動作做好準備。這對于雷擊機會較多的線路必要的。AAR裝置應能在重合閘動作后或重合閘動作前，加速繼電保護的動作。AAR裝置在線路運行時應方便退出或進行完好性試驗3.2單側電源線路的三相一次自動重合閘三相一次自動重合閘方式三相一次重合閘方式：指輸電線路上發(fā)生相間短路或單相接地短路，繼電保護裝置動作將線路三相斷路器同時斷開，然后由AAR動作，將三相斷路器重新合上的重合閘方式。當線路發(fā)生瞬時性故障時，重合成功；當線路發(fā)生永久性故障時，則繼電保護再次將三相斷路器同時斷開，不再重合。定義特點3.2.1單側電源三相一次自動重合閘裝置用以起動重合閘時間元件的回路，一般按控制開關與斷路器位置不對應方式啟動用來保證斷路器斷開之后，故障點有足夠的去游離時間和斷路器操動機構復歸所需的時間，以使重合閘成功用來將重合閘動作信號送至合閘回路和信號回路，使斷路器重合及發(fā)出重合閘動作信號

重合閘起動回路重合閘時間元件執(zhí)行元件(一)裝置組成用以保證重合閘裝置只重合一次，通常利用電容放電來獲得重合閘脈沖

一次合閘脈沖元件

主要有重合閘繼電器（由時間繼電器KT、中間繼電器KM、電容C、充電電阻R4、放電電阻R6及信號燈HL組成）、斷路器跳閘位置繼電器KTP、防跳繼電器KCF、加速保護動作的中間繼電器KAC、表示重合閘動作的信號繼電器KS、手動操作的控制開關SA、投入或退出重合閘裝置的控制開關SA等組成單側電源線路的AAR原理接線

原理接線1.線路正常運行時控制開關SA、斷路器QF位置對應，QF1斷,QF2斷，SA21-23通,SA2-4斷。Ｃ充電，HL亮單側電源線路的AAR原理接線

工作原理2.線路發(fā)生瞬時性故障或斷路器誤跳時SA合后、QF分后即位置不對應，QF1通，KTP動作，KT勵磁，經(jīng)延時KT1閉合，Ｃ對KM放電，常開接點KM1-3閉合，KMC通電，合上斷路器。單側電源線路的AAR原理接線

3.線路發(fā)生永久性故障時

保護再次動作，使斷路器跳閘，KT再起動，C對KM電壓線圈放電，但因C充電時間短，AAR不再動作。二、單側電源線路的AAR原理接線

4.手動跳閘時

利用SA2-4在跳后時閉合，構成Ｃ經(jīng)R6和SA2-4放電回路，實現(xiàn)AAR閉鎖單側電源線路的AAR原理接線

5.手動合閘于故障線路時

線路在合閘前已存在故障，則手動合上斷路器后，保護經(jīng)KAC使斷路器加速跳閘，此時因電容充電時間短，所以AAR不會動作，斷路器也不重合。單側電源線路的AAR原理接線

6.閉鎖AAR裝置動作時AFL裝置或母線差動保護BB動作時，其出口觸點將SA2-4短接，接通了電對R6的放電回路，AAR裝置無法動作，以達到閉鎖重合閘的目的。單側電源線路的AAR原理接線

7.防止多次重合于永久性故障的措施

線路發(fā)生永久性故障時，重合閘第一次動作時就出現(xiàn)KM觸點粘牢或卡住，保護將再次動作跳閘，因KM觸點閉合但有接入KCF觸點，避免斷路器多次重合。單側電源線路的AAR原理接線3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘1.重合閘充電

線路發(fā)生故障時,AAR動作一次,表示斷路器進行了一次“跳閘—合閘”過程。為保證斷路器切斷能力的恢復,斷路器進入第二次“跳閘—合閘”過程須有足夠的時間,否則切斷能力會下降。為此,一般這一間隔時間取15~25s。另外,線路上發(fā)生永久性故障時,AAR動作后,也應經(jīng)一定時間后AAR才能再次動作,以免AAR的多次動作。故重合閘充電時間取15~25s。3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘1.重合閘充電（1）重合閘投入運行處正常工作狀態(tài),說明保護裝置未啟動。（2）在重合閘未啟動情況下,三相斷路器處于合閘狀態(tài),斷路器跳閘位置繼電器未動作。重合閘的充電條件：（3）在重合閘未啟動情況下,斷路器正常狀態(tài)下的氣壓正常,這說明斷路器可以進行跳合閘,允許充電。（4）沒有閉鎖重合閘的輸入信號。（5）在重合閘未啟動情況下,沒有TV斷線失壓信號。3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘三相一次重合閘的程序流程圖2.三相一次重合閘的程序流程圖

在數(shù)字式重合閘中,模擬電容器充電是用一個計數(shù)器來完成的,計數(shù)器計數(shù)相當于電容器充電,計數(shù)器清零相當于電容器放電。

在微機保護測控裝置中,常采用一個計數(shù)器計時是否滿20s來表明重合閘是否已準備就緒。當計數(shù)器計時滿20s時,表明重合閘已準備就緒,允許重合閘。否則,當計數(shù)器計時未滿20s時,即使其他條件滿足,也不允許重合閘。如果在計數(shù)器計時的過程中,或計數(shù)器計時已滿20s后,有閉鎖重合閘的條件出現(xiàn),程序會將計數(shù)器清零,并禁止計數(shù)。程序檢測到計數(shù)器計時未滿,則禁止重合。

重合閘啟動后,并不立即發(fā)合閘命令,而是當重合閘動作時限的延時結束后才發(fā)合閘命令。在發(fā)合閘命令的同時,還要發(fā)加速保護的命令。3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘3.軟件重合閘的動作邏輯

為了保證重合閘的可靠性和穩(wěn)定性,設置了充電條件,只有充電條件滿足后,才可能啟動重合閘。

充電條件完成的動作邏輯如圖示3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘重合閘保護元件的動作邏輯如圖示

重合閘檢同步元件動作判據(jù):線路抽取線電壓和母線電壓滿足相位差在允許范圍內(nèi)。

重合閘檢無壓元件動作判據(jù):(線路抽取線電壓)UXAB≤Uset(檢無壓電壓定值)。3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘后加速保護元件的動作邏輯如圖示Iset為過電流保護定值;Tset為后加速保護時限定值;In為任一相保護電流。4.自動重合閘的閉鎖重合閘閉鎖就是將重合閘“充電”計數(shù)器瞬間清零(使電容器放電)。（1）手動或遙控跳閘。當手動合閘時,若合的是故障線路,保護會立刻動作將QF跳閘,此時重合閘不允許啟動。（2）按頻率自動減負荷動作跳閘、低電壓保護動作跳閘、過負荷保護動作跳閘、母線保護動作跳閘。

閉鎖重合閘主要用于：（3）當選擇檢無壓或檢同步工作時,檢測到母線TV、線路側TV二次回路斷線失壓。（4）檢線路無壓或檢同步不成功時。（5）斷路器液(氣)壓操作機構的液(氣)壓降低到不允許合閘的程度,或斷路器彈簧操作機構的彈簧未儲能。（6）斷路器控制回路發(fā)生斷線。（7）重合閘停用斷路器跳閘。重合閘動作時間(1)大于故障點去游離時間(2)AAR動作時，繼電保護應返回,斷路器操作機構恢復原狀，準備好再次動作一般取動作時間為0.8～1秒3.2.3裝置參數(shù)整定

重合閘復歸時間

指電容從零開始充電到KM動作電壓所需的時間(1)保證重合于永久性故障，由后備保護切除故障時，QF不再重合(2)重合成功后，復歸時間不小于QF第二“跳合閘”時間間隔，保證QF切斷短路電流能的恢復一般重合閘復歸時間取15～25秒感謝大家觀看《電力系統(tǒng)自動裝置》課程電力系統(tǒng)自動裝置福建水利電力職業(yè)技術學院

第3章

輸電線路自動重合閘裝置3.3雙側電源線路的三相自動重合閘雙側電源線路是指兩個或兩個以上電源間的聯(lián)絡線路。雙側電源線路三相自動重合閘的基本要求1.保證故障點絕緣強度恢復的時間2.線路兩側斷路器重合時是否需要考慮同步的問題目錄CONTENTS雙側電源線路AAR的類型1無電壓檢定和同步檢定的三相自動重合閘

2一、雙側電源線路AAR的類型1.檢查同步重合閘2.不檢查同步的重合閘檢查無電壓重合閘檢查同步重合閘自同步重合閘

非同步重合閘快速重合閘1）線路發(fā)生瞬時性故障時

若線路故障使兩側斷路器跳閘后，線路失去電壓，M側利用低電壓繼電器KV檢查線路無電壓,AAR起動，使M側斷路器先行重合。如重合成功，則N側利用同步檢定繼電器KSY檢查兩系統(tǒng)的同步條件是否滿足要求。若同步條件滿足要求，KSY觸點閉合時間足夠長，經(jīng)同步連接片使N側AAR動作，則N側斷路器繼而重合，恢復系統(tǒng)并列運行。二、無電壓檢定和同步檢定的三相自動重合閘

1.工作原理二、無電壓檢定和同步檢定的三相自動重合閘

2）線路發(fā)生永久性故障時

如果線路發(fā)生的是永久性故障，則M側重合不成功，線路后加速保護裝置加速動作，再次跳開該側斷路器，不再重合。由于M側斷路器已跳開，線路無電壓，只有母線上有電壓，故N側同步繼電器KSY因只有一側有電壓而不能工作，也不能起動重合閘裝置，N側AAR不動作。二、無電壓檢定和同步檢定的三相自動重合閘

3）因誤碰或繼電保護誤動造成斷路器跳閘

如果這種情況發(fā)生在同步側，借助同步繼電器KSY啟動重合閘,QFN自動合上，恢復同步運行。若這種情況發(fā)生在無壓側，因線路有電壓存在，不滿足低電壓啟動條件，如果不設置同步檢定啟動重合閘，QFM無法自動重合。運行中要注意問題：運行注意AB同步側的無壓連接片XB一定要斷開，否則可能會造成非同步重合閘。無壓側的無壓連接片一定要連接，否則會造成故障后重合閘拒動。2.檢定同步的工作原理

設置無電壓檢定和同步檢定裝置的三相自動重合閘的線路上,為了限制同步檢定合閘的斷路器閉合瞬間在系統(tǒng)中產(chǎn)生的沖擊電流,同時為了避免該斷路器閉合后系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩,必須限制斷路器閉合瞬間線路兩側電壓的幅值差、相角差和頻率差。

同步條件檢定就是檢定斷路器閉合瞬間線路兩側電壓的幅值差、相角差和頻率差是否都在允許的范圍內(nèi)。

當同步條件滿足時,才允許重合閘將斷路器合上。否則,當同步條件中有一個不能滿足,就不允許重合閘將斷路器合上。2.檢定同步的工作原理（1）無電壓檢定和同步檢定的邏輯原理圖圖示,輸入的信號有AAR啟動信號、AAR充電完成的信號;UL為線路電壓低值啟動元件,UH為線路電壓高值啟動元件;SYN(φ)為同步檢定元件。SW1~SW4為AAR的功能選擇開關,由定值輸入時寫入,置“1”或置“0”的意義SW1:置“1”表示AAR投入,置“0”表示AAR退出。SW2:置“1”表示AAR不無電壓檢定、不檢同步重合,即不檢定重合;置“0”表示不檢定退出。SW3:置“1”表示AAR檢線路無壓重合,置“0”表示檢線路無壓功能退出。SW4:置“1”表示AAR檢同步重合,置“0”表示同步檢定功能退出。2.檢定同步的工作原理（1）無電壓檢定和同步檢定的邏輯原理圖

在雙側電源單回線路上,若線路兩側的SW1=“1”、SW2=“1”、SW3=“0”、SW4=“0”,則構成了不檢定重合閘。

在單側電源線路的電源側,置SW1=“1”、SW2=“1”、SW3=“0”、SW4=“0”(線路側無TV),就構成了單側電源線路的三相自動重合閘。2.檢定同步的工作原理（1）同步檢定的工作情況

同步檢定AAR是在AAR動作合上斷路器后,兩側系統(tǒng)很快進入同步運行狀態(tài)。其同步條件為兩側頻差在設定值內(nèi)、兩側電壓差在設定值內(nèi)以及兩側電壓間相角差在設定值內(nèi),同步條件滿足時,AAR發(fā)出合閘脈沖。

圖中,AAR啟動信號經(jīng)與門Y1、禁止門JZ1、或門H2,延時tAAR令QFM合閘。如果MN線路還存在另一平行線路,而且該平行線路仍然處在工作狀態(tài),則M、N兩側電源不會失去同步,同步條件是滿足的,此時因另一平行線路有電流,所以或門H1動作,N側AAR啟動信號經(jīng)與門Y1、與門Y2、與門Y3、或門H2,延時tAAR令QFM合閘,恢復平行雙回線路運行。這就是檢定另一平行雙回線路有電流的AAR。2.檢定同步的工作原理（2）同步檢定的工作情況

當MN為單回線路時,N側在檢定同步的過程中,若滿足同步條件,則SYN(φ)為“1”,當SYN(φ)為“1”的時間大于tAAR時,與門Y3的輸出“1”經(jīng)或門H2可使時間元件tAAR動作,即AAR動作。2.檢定同步的工作原理（2）同步檢定的工作情況

同步檢定AAR是在AAR動作合上斷路器后,兩側系統(tǒng)很快進入同步運行狀態(tài)。其同步條件為兩側頻差在設定值內(nèi)、兩側電壓差在設定值內(nèi)以及兩側電壓間相角差在設定值內(nèi),同步條件滿足時,AAR發(fā)出合閘脈沖。

圖中,AAR啟動信號經(jīng)與門Y1、禁止門JZ1、或門H2,延時tAAR(重合閘動作時間)令QFM合閘。如果MN線路還存在另一平行線路,而且該平行線路仍然處在工作狀態(tài),則M、N兩側電源不會失去同步,同步條件是滿足的,此時因另一平行線路有電流,所以或門H1動作,N側AAR啟動信號經(jīng)與門Y1、與門Y2、與門Y3、或門H2,延時tAAR令QFM合閘,恢復平行雙回線路運行。這就是檢定另一平行雙回線路有電流的AAR。3.參數(shù)的整定(1)檢定線路無壓的動作值

在無壓側,當檢定到線路無電壓,實際上是線路電壓低于某一值時,啟動該側的重合閘。該電壓值即檢定線路無壓的動作值。一般據(jù)運行經(jīng)驗整定該值為50%的額定電壓。(2)檢定線路有電壓的動作值

在同步側,檢測到線路電壓恢復,實際是檢測到線路電壓高于某一值(如70%UN)時,且滿足同步條件的情況下,啟動該側的重合閘。該電壓值即檢定線路有電壓的動作值。3.4自動重合閘與繼電保護的配合

輸電線路自動重合閘與繼電保護配合，能有效地加速切除故障，提高供電的可靠性。自動重合閘與繼電保護的配合方式，有自動重合閘前加速保護和自動重合閘后加速保護兩種。一、重合閘后加速保護1、定義

重合閘后加速保護

指當線路發(fā)生故障時，保護先按有選擇性動作跳閘，后進行重合，若重合于永久性故障，則加速保護動作跳閘。2、原理示意圖及動作過程

當線路AB或BC上發(fā)生故障時,保護1或保護2先按有選擇性動作跳閘,將QF1或QF2斷開,而后自動重合閘AAR將QF1或QF2合上。如故障為瞬時性,則重合成功,恢復供電;如故障為永久性,則加速Q(mào)F1或QF2上的電流Ⅱ段保護瞬時將故障切除。2、原理示意圖及動作過程

假如電流速斷保護的動作時間為0.1秒,變電站A、B、C保護的動作時間分別為1.5秒、1秒、0.5秒;所有斷路器的合閘時間為0.35秒,跳閘時間為0.07秒;重合閘裝置的準備動作時間為15秒,自動重合閘動作時間為0.8秒。當BC線路末端發(fā)生永久性故障,QF2拒動,經(jīng)多少時間后才能由QF1切除故障?2、原理示意圖及動作過程

解：BC線路末端發(fā)生永久性故障，QF2拒動,保護1過電流1.5s動作，0.07s跳QF1,重合閘0.8s動作，經(jīng)0.35s合上QF1,加速保護0s動作，0.07s再跳QF1，切除故障。即所需時間為：1.5+0.07+0.8+0.35+0+0.07=2.79秒

3、重合閘后加速保護功能邏輯框圖

KAZ、KA分別為被加速的零序電流繼電器、電流繼電器，KCT為跳閘位置繼電器（KCT=“0”表示斷路器已合上），RAY=“1”表示重合閘已充好電，SW1、SW2、SW3分別為投零序電流保護加速、投電流保護加速、投前加速保護的控制字?？刂谱譃椤?”，相應功能投入；控制字為“0”，相應功能退出。

3、重合閘后加速保護功能邏輯框圖

手動合閘且斷路器已合上時，加速保護的時間為400ms，當手動合閘于故障線路時，保護加速并立即跳閘。為防止斷路器三相觸頭不同時接通時產(chǎn)生零序電流引起零序電流保護加速段誤動，可增加延時t1以避免產(chǎn)生零序電流，可取t1為100ms；同樣取t2為100ms以躲過合閘時線路電容充電電流的影響。（1）切除故障保證有選擇性，不會擴大停電范圍。（2）重合于永久性故障，能快速有選擇性切除。優(yōu)點：（3）不受電網(wǎng)結構和負荷條件限制。評價：缺點：（1）第一次故障的切除可能帶有延時。（2）每段線路均需裝設一套AAR裝置，使用設備較多，投資較大。應用：廣泛用于電網(wǎng)中二、重合閘前加速保護

重合閘前加速保護

指當線路發(fā)生故障時，靠近電源側的保護先無選擇性瞬時動作跳閘，后借助AAR來糾正這種無選擇性動作。1、定義2、原理示意圖及動作過程

圖示單電源輻射形電網(wǎng)，線路AB、BC、CD裝設了定時限過電流保護2、4、5，動作時限按時限階梯原則整定t2>t4>t5，同時線路AB靠電源側還裝有自動重合閘裝置3、無選擇性電流速斷保護1。當線路AB、BC或CD上發(fā)生故障時，線路AB上的無選擇性電流速斷保護1瞬時動作將QF1斷開，而后自動重合閘AAR動作將QF1合上。如故障為瞬時性，則重合成功，恢復供電；如故障為永久性，則將QF1上的電流速斷保護1退出工作，再由過電流保護按保護的選擇性將故障切除。

SW3置“1”時,實現(xiàn)重合閘前加速保護,重合閘動作后,RAY立即為“0”,前加速保護自動退出(SW3=“0”時,前加速保護退出,重合閘后加速保護投入)。（1）AAR動作前瞬時切除故障。（2）故障點發(fā)展為永久性故障的可能小，提高重合閘成功率。優(yōu)點：（3）使用裝置少，節(jié)省投資，接線簡單，易于實現(xiàn)。3.評價：缺點：（1）切除永久性故障時間長。（2）AAR拒絕動作時，會擴大停電范圍。應用：主要適用于35kV以下的變電所或發(fā)電廠引出的直配線上（3）斷路器QF動作次數(shù)較多，工作條件惡劣，檢修機會隨之增加。小結（一）雙側電源線路的自動重合閘，在單側電源線路重合閘的基礎上要考慮同步和時間的配合問題。無電壓檢定和同步檢定的三相自動重合閘工作原理、同步檢定繼電器工作原理。（二）自動重合閘與繼電保護的配合方式有自動重合閘后加速保護和自動重合閘前加速保護，區(qū)分兩者的工作方、優(yōu)缺點及適用場合。3.5輸電線路綜合自動重合閘

根據(jù)運行經(jīng)驗，在110KV以上的大接地電流系統(tǒng)的高壓架空線上，有70%以上的短路故障是單相接地短路。特別是220～500KV的架空線路，由于線間距離大，單相故障可高達90%。因此，如果線路上裝有可分相操作的三個單相斷路器，當發(fā)生單相接地短路時，只斷開故障相斷路器，而未發(fā)生故障的兩相可繼續(xù)運行。

一、概述

單相重合閘方式1、定義

當線路發(fā)生單相接地故障時，保護動作只跳開故障相斷路器，然后進行單相重合；若重合于永久性單相故障，而系統(tǒng)又長期非全相運行，則跳開三相斷路器，不再重合。當線路發(fā)生相間短路或因其他原因跳開三相斷路器時，不進行重合閘。

綜合重合閘裝置

在設計線路重合閘裝置時，把單相重合閘和三相重合閘綜合在一起的兩種重合閘方式的裝置。

綜合重合閘廣泛應用于220kV及以上電壓等級的大接地電流系統(tǒng)中。3.5.1綜合重合閘的重合閘方式綜合重合閘的重合閘方式

綜合重合閘方式

單相重合閘方式

三相重合閘方式

停用方式

3.5.2綜合重合閘的特殊問題對選相元件的要求1）單相接地時，選相元件應可靠選出故障相2）選相元件的靈敏度和速動性應比保護的好3）選相元件一般不要求區(qū)分內(nèi)外故障，不要求方向性1．需要設置故障選相元件3.5.2綜合重合閘的特殊問題根據(jù)電網(wǎng)接線和運行的特點，常用的選相元件方式如下：電流選相元件：受系統(tǒng)運行方式影響較大，一般不單獨使用

動作電流應按躲過線路最大負荷電流和單相接地時的非故障相電流整定。

原理簡單，但短路電流小時不能采用1)相電流選相元件—輔助選相元件3.5.2綜合重合閘的特殊問題電壓選相元件：受系統(tǒng)運行方式影響較大，經(jīng)常工作于全電壓狀態(tài)，觸點經(jīng)常出現(xiàn)抖動，一般不單獨使用。

動作電壓按小于正常運行和非全相運行時可能出現(xiàn)的最低電壓整定2)相電壓選相元件—輔助選相元件3.5.2綜合重合閘的特殊問題阻抗選相元件：能正確選擇故障相，不受系統(tǒng)運行方式影響，但易受過渡電阻影響，重負荷線路上可能不正確動作，有時發(fā)生相繼動作。

采用帶零序電流

補償接線的阻抗繼電器KZ，能正確反映單相接地短路的情況，則在每相裝設一個KZ作為選相元件。

3)阻抗選相元件3.5.2綜合重合閘的特殊問題相電流差突變量選相元件：不受系統(tǒng)振蕩、非全相運行和負荷電流、系統(tǒng)頻率變化影響，允許故障點過渡電阻大。

當發(fā)生單相接地短路時，只有兩非故障相電流之差不突變，該選相相元件不動作，而在其它短路故障下，三個選相元件都動作。4)相電流差突變量選相元件3.5.2綜合重合閘的特殊問題

當發(fā)生單相接地短路時，只有兩非故障相電流之差不突變，該選相元件不動作，而在其它短路故障下，三個選相元件都動作.各種類型故障下相電流差突變量選相元件的動作情況3.5.2綜合重合閘的特殊問題相電流差突變量選相元件：不受系統(tǒng)振蕩、非全相運行和負荷電流、系統(tǒng)頻率變化影響，允許故障點過渡電阻大。

當三個選相元件都動作時，表明發(fā)生了多相故障，其動作后跳開三相斷路器；當兩個選相元件動作時，表明發(fā)生了單相接地短路，可選出故障相。3.5.2綜合重合閘的特殊問題2.考慮潛供電流對單相重合閘的影響電流的總和（++）稱為潛供電流

潛供電流使故障點弧光通道的去游離受到嚴重阻礙，而自動重合閘只有在故障點電弧熄滅且絕緣強度恢復以后才有可能成功。故單相重合閘的時間必須考慮潛供電流的影響。

3.5.2綜合重合閘的特殊問題3.考慮非全相運行對繼電保護的影響采用綜合重合閘后，當發(fā)生單相接地短路時只斷開故障相，在單相重合閘過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)了三相不對稱的非全相運行狀態(tài)，將產(chǎn)生負序和零序分量的電流和電壓，這可能引起本線路保護以及系統(tǒng)中的其它保護誤動。對可能誤動的保護，應在單相重合閘過程中予以閉鎖，或整定保護的動作時間大于單相重合閘的動作時間。3.5.2綜合重合閘的特殊問題1)零序電流保護

單相重合閘過程中，當兩側電動勢擺開角度不大時，所產(chǎn)生的零序電流較小，一般只能引起零序過電流保護的誤動作。但在非全相運行狀態(tài)下系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，將產(chǎn)生很大的零序電流，會引起零序速斷和零序限時速斷的誤動作。對零序過電流保護，采用延長動作時限來躲過單相重合閘周期；對零序電流速斷和零序電流限時速斷，當動作電流值不能躲過非全相運行時的振蕩電流時，應由單相重合閘實行閉鎖，使其在單相重合閘過程中退出工作，并增加不靈敏I段保護。3.考慮非全相運行對繼電保護的影響3.5.2綜合重合閘的特殊問題2)距離保護

在非全相運行時，接于未斷開兩相上的阻抗繼電器能夠正確動作，但在非全相運行又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時可能會誤動作。3.考慮非全相運行對繼電保護的影響3.5.2綜合重合閘的特殊問題3)相差動高頻保護

在非全相運行時不會誤動作，外部故障時也不動作，而內(nèi)部發(fā)生故障時卻有拒動的可能。3.考慮非全相運行對繼電保護的影響4)反應負序功率方向和零序功率方向的高頻保護

當零序電壓或負序電壓取自線路側電壓互感器時，在非全相運行時不會誤動作。3.5.2綜合重合閘的特殊問題

根據(jù)系統(tǒng)運行的需要，若單相重合閘不成功，線路需轉入長期非全相運行時，則應考慮下列問題：(1)長期出現(xiàn)負序電流對發(fā)電機的影響。(2)長期出現(xiàn)負序電流和零序電流對繼電保護的影響。(3)長期出現(xiàn)零序電流對通信線路的干擾。4.單相重合不成功時的影響

單相重合閘不成功后，線路將轉入非全相運行時，長期出現(xiàn)序分量將對電力系統(tǒng)中的設備、繼電保護的影響和對通訊設施的干擾，必須作相應的考慮，以消除這些影響所帶來的不良后果。3.5.3綜合重合閘構成的原則及要求

綜合重合閘一般有兩種起動方式：一種是由保護起動；另一種是由斷路器位置不對應起動。

綜合重合閘起動時，無論是單跳和三跳保護起動，還是斷路器位置不對應方式起動，都要對單跳、三跳或斷路器位置不對應確認后才能起動重合。1.綜合重合閘的起動方式3.5.3綜合重合閘構成的原則及要求

在三相重合閘循環(huán)計數(shù)確認過程中，設置同步檢定，在不滿足同步條件時“放電”，即清零計數(shù)器，重合閘就不會被起動。同步方式可通過控制字選擇方式為：2.三相重合閘的同步方式(1)非同步重合。不檢查同步，也不檢查電壓。(2)檢同步。要求線路側必須有電壓且母線與線路電壓之差小于同步電壓整定值。(3)檢無壓。線路電壓低于無電壓整定值或線路有電壓且與母線電壓同步，后者是為了檢無壓側斷路器偷跳時能進行重合。3.5.3綜合重合閘構成的原則及要求3.應具有分相跳閘回路4.應具有分相后加速回路5.應具有故障判別及三相跳閘回路單相故障時，通過該回路保護動作信號經(jīng)選相元件切除故障相斷路器；若是相間故障，則分相跳閘回路可以作為三相跳閘回路的后備。

非全相運行過程中，因一部分保護被閉鎖，有的保護的性能變差，為能盡快切除永久性故障，則應設置分相后加速回路。

重合閘除應具有故障判別回路，以判別接地與相間故障外，還應具有相間故障時相對獨立的三相跳閘回路。當發(fā)生轉換性故障、非全相運行中健全相又發(fā)生故障、單相接地時選相元件或分相跳閘元件拒動、或不使用重合閘、手動合閘于故障線路及操作斷路器的液(氣)壓降到不允許重合閘的壓力等情況下，均應接通三相跳閘回路，即跳開三相斷路器。3.5.3綜合重合閘構成的原則及要求

在裝設綜合重合閘的線路上，保護動作后一般都經(jīng)綜合重合閘才能使斷路器跳閘（除有選相能力的保護外）?？紤]到本線路和相鄰線路非全相運行時保護的性能以及為適應保護要求進行三相重合閘，所以綜合重合閘設有下列端子適應不同保護性能的接入要求。6.應具有適應不同保護性能的接入回路N端子：接本線路和相鄰線路非全相運行時不會誤動作的保護。M端子：接本線路非全相運行時會誤動，而相鄰線路非全相運行時不會誤動作的保護。P端子：接相鄰線路非全相運行時會誤動的保護。Q端子：接起動三相重合閘的保護。R端子：接三相跳閘后不進行重合閘的保護。3.5.3綜合重合閘構成的原則及要求7.應適應斷路器動作性能的要求8.有相關回路能輸出保護和安全自動裝置的信號。

除與三相重合閘的要求相同外，當非全相運行中健全相又發(fā)生故障時，為保證斷路器的安全，重合閘的動作時間應從第二次切除故障開始重新計時。3.6輸電線路重合閘方式的選定3.6.1110KV及以下單側電源線路的自動重合閘1.采用三相一次重合閘方式2.采用三相二次重合閘方式3.采用帶前加速重合閘方式

當斷路器斷流容量允許時，對無經(jīng)常值班人員變電站引出的無遙控的單回線路以及給重要負荷供電無備用電源的單回線路，可采用三相二次重合閘方式。

由幾段串聯(lián)線路構成的電力網(wǎng)，為加快切除短路故障，可采用帶前加速重合閘方式。3.6.2110KV及以下雙側電源線路的自動重合閘1.采用無電壓檢定和同步檢定的三相重合閘方式2.雙側電源的單回線路，可采用以下重合閘方式

（1）可采用解列重合閘，即將一側電源解列，另一側裝設線路無電壓檢定的重合閘；

（2）當水電廠條件許可時，可采用自同步重合閘；

（3）為避免非同步重合及兩側電源均重合于故障上，可采用一側無電壓檢定重合閘，另一側采用同步檢定重合閘。3.6.2110KV及以下雙側電源線路的自動重合閘3.并列運行的發(fā)電廠或電力系統(tǒng)之間具有兩條聯(lián)系的線路或三條聯(lián)系不緊密的線路，可采用以下重合閘方式：4.當符合下列條件且認為有必要時，可采用非同步重合閘：（1）非同步重合閘時，流過發(fā)電機、同步調(diào)相機或電力變壓器的沖擊電流不超過規(guī)定值；（2）在非同步重合閘所產(chǎn)生的振蕩過程中，對重要負荷的影響較小，或者可以采取措施減小其影響時；（3）重合后，電力系統(tǒng)可以迅速恢復同步運行時。（1）當非同步重合閘的最大沖擊電流超過允許值時，可采用同步檢定和無電壓檢定的三相重合閘；（2）當非同步重合閘的最大沖擊電流小于允許值時，可采用不檢查同步的三相重合閘；當出現(xiàn)單回線運行的情況時，可將重合閘停用；（3）沒有其它聯(lián)系的并列運行雙回線路，當不能采用非同步重合閘時，可采用檢查另一回線路有電流的自動重合閘。3.6.2110KV及以下雙側電源線路的自動重合閘5.根據(jù)電力系統(tǒng)運行的需要，在110KV電力網(wǎng)某些重要的線路上，也可裝設綜合重合閘。對于220～500KV線路，應根據(jù)電力網(wǎng)結構和線路特點，同時滿足上述1、2、3中有關裝設三相重合閘的規(guī)定時，可采用三相重合閘，否則裝設綜合重合閘。1.220KV單側電源線路，采用不檢同步的三相重合閘方式，也可選用單相重合閘或綜合重合閘方式。2.對于220KV線路，當同一送電截面的同級電壓及高一級電壓的并聯(lián)回路等于或大于4回時，選用一側檢定線路無電壓、另一側檢定線路與母線電壓同步的三相重合閘方式。4.220KV大環(huán)網(wǎng)線路，采用三相快速重合閘可認為是合理的，因為重合成功可保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.220KV弱聯(lián)系的雙回線路，可選用單相重合閘或綜合重合閘方式.3.6.3220～500KV線路的自動重合閘5.330KV、500KV及并聯(lián)回路數(shù)等于或小于3回的220KV線路，采用單相重合閘方式。6.帶地區(qū)電源的主網(wǎng)絡終端線路，一般選用解列三相重合閘方式，也可選用綜合重合閘方式。7.對可能發(fā)生跨線故障的330～500KV同桿并架雙回線路，可考慮采用按相自動重合閘方式。

為避免重合于高壓配出線出口三相永久性故障對發(fā)電機軸壽命的影響，重合閘方式如下：

1.高壓配出線電廠側宜采用單相重合閘方式。

2.高壓配出線采用三相重合閘時，宜在系統(tǒng)側檢定線路無電壓先重合，電廠側在檢定同步重合，即使是正常操作也須如此操作。3.6.4大型機組高壓配出線的自動重合閘

當帶有分支的線路上采用單相重合閘方式時，分支側的自動重合閘可采用下列方式：

1.分支側無電源時。①分支處變壓器中性點接地時，采用零序電流起動的低電壓選相的單相重合閘方式，重合后不再跳閘。②分支處變壓器中性點不接地時，若所帶負荷較大，則采用零序電壓起動的低電壓選相的單相重合閘方式，重合后不再跳閘；也可采用零序電壓起動跳分支變壓器低壓側三相斷路器，重合后不再跳閘。當分支側的負荷很小時，分支側不設重合閘，也不跳閘。

2.分支側有電源時。①分支側電源不大時，可用簡單保護將分支側電源解列，而后按分支側無電源方式處理。②分支側電源較大時，則在分支側裝設但相重合閘。3.6.5帶有分支的線路重合閘

經(jīng)過了20多年的技術攻堅之后，我國第一條特高壓輸電線路晉東南—南陽—荊門全線貫通，我國成為了世界上第一個全面掌握該技術和第一個將其投入商業(yè)運營的國家。特別是地處西部的金沙江中下游干流總裝機規(guī)模近6000萬kW，長江上游干流超過3000萬kW，雅礱江、大渡河、黃河上游、瀾滄江、怒江的規(guī)模均超過2000萬kW，烏江、南盤江紅水河的規(guī)模均超過1000萬kW。這些河水力資源集中，有利于實現(xiàn)流域梯級滾動開發(fā)，有利于建成大型的水電能源基地，借用特高壓技術，有利于充分發(fā)揮水力資源的規(guī)模效益實施“西電東送”。也體現(xiàn)了中國工程師們追求卓越、精求技能的大國工匠精神。高電壓輸電發(fā)展的啟示3.7重合器與分段器

運行積累的資料表明,配電網(wǎng)95%的故障在起始時是暫時性的,主要是由于雷電、風、雨、雪以及樹或導線的擺動造成的。采用具有多次自動重合閘功能的線路設備,即可有選擇地、有效地消除瞬時性故障,使其不致發(fā)展成永久性故障,又可切除永久性故障,大大地提高供電可靠性。

自動重合器和自動分段器(簡稱重合器、分段器)是比較完善的、具有高可靠性的自動化設備,不僅能可靠及時地消除瞬時故障,而且能將永久性故障引起的停電范圍限制到最小。重合器、分段器廣泛適用于配電網(wǎng)絡。一、重合器的功能與特點

自動重合器是一種具有保護、檢測、控制功能的自動化設備,具有不同時限的安秒曲線和多次重合閘功能,是一種集斷路器、繼電保護、操動機構為一體的機電一體化新型電器。

自動重合器可自動檢測通過重合器主回路的電流,當確認是故障電流后,持續(xù)一定時間按反時限保護自動開斷故障電流,并根據(jù)要求多次自動地重合,向線路恢復供電。

如果故障是瞬時性的,合閘成功,線路恢復供電;如果故障是永久性的,重合器在完成預先整定的重合閘次數(shù)(通常為3次)后,確認線路故障為永久性故障,則自動閉鎖,不再對故障線路送電,直至人為排除故障后,重新將重合閘閉鎖解除,恢復正常狀態(tài)。（1）具有開斷短路電流、多次重合閘操作、保護特性的順序、保護系統(tǒng)的復位等功能。（2）重合器的結構由滅弧室、操動機構、控制系統(tǒng)合閘線圈等部分組成。重合器的功能與特點：（3）重合器是本體控制設備,在保護控制特性方面,具有自身故障檢測、判斷電流性質(zhì)、執(zhí)行開合等功能,并能恢復初始狀態(tài),記憶動作次數(shù),完成合閘閉鎖等操作順序選擇等。一、重合器的功能與特點（4）重合器適用于戶外柱上各種安裝方式,既可在變電站內(nèi),也可在配電線路上。（5）不同類型重合器的閉鎖操作次數(shù)、分閘快慢動作特性、重合間隔等特性一般都不同,其典型的四次分斷三次重合的操作順序為:分→合分→合分→合分。重合器的功能與特點：（6）重合器的相間故障開斷都采用反時限特性,便于與熔斷器的安秒特性相配合。重合器有快、慢兩種安秒特性曲線。通常其第一次開斷都整定在快速曲線,使其在0.03~0.04s內(nèi)即可切斷額定短路開斷電流,以后各次開斷,可根據(jù)保護配合的需要,選擇不同的安秒曲線。一、重合器的功能與特點二、分段器的功能特點

分段器是配電系統(tǒng)中用來隔離故障線路區(qū)段的自動保護裝置,通常與自動重合器或斷路器配合使用。分段器沒有安-秒特性曲線,必須與電源側前級主保護開關(斷路器或重合器)配合,在無電壓或無電流的情況下自動分閘。

當發(fā)生永久性故障時,分段器的后備保護重合器或斷路器動作,分段器的計數(shù)功能開始累計重合器的跳閘次數(shù)。當分段器達到預定的記錄次數(shù)后,在后備裝置跳開的瞬間自動跳閘,分斷故障線路段。重合器再次重合,恢復其他線路供電。若重合器跳閘次數(shù)未達到分段器預定的記錄次數(shù)就已消除了故障,分段器的累計計數(shù)在經(jīng)過一段時間后自動消失,恢復初始狀態(tài)。分段器的分類（1）按相數(shù)分（2）按控制方式分分為單相與三相式兩種。

分為液壓控制和電子控制。

液壓控制式的分段器采用液壓控制計數(shù)；

電子控制式的分段器采用電子控制計數(shù)。（1）分段器具有自動對上一級保護裝置跳閘次數(shù)的計數(shù)功能。（2）分段器可斷負荷電流、關合短路電流,但不能開斷短路電流,此不能單獨作為主保護開關使用,可作為手動操作的負荷開關使用。分段器的功能與特點：（3）分段器可進行自動和手動跳閘,但合閘必須是手動的。分段器跳閘后呈閉鎖狀態(tài),只能通過手動合閘恢復供電。二、分段器的功能與特點（4）分段器有串接于主電路的跳閘線圈,更換線圈即可改變最小動作電流。（5）分段器與重合器之間無機械和電氣的聯(lián)系,其安裝地點不受限制。分段器的功能與特點：（6）分段器沒有安-秒特性,故在使用上有特殊的優(yōu)點。如：可用在兩個保護裝置的保護特性曲線很接近的場合,彌補了在多級保護系統(tǒng)中有時增加步驟也無法實現(xiàn)配合的缺點。二、分段器的功能與特點三、重合器與分段器的配合

重合器和分段器的配合動作可實現(xiàn)排除瞬時故障、隔離永久性故障區(qū)域、保證非故障線段的正常供電。其典型結構如圖示。

理論上講,線路上的每一個分支點都應作為一個分斷點考慮,這樣,即使在較短分支線路出現(xiàn)永久性故障時,也可有選擇地予以分段,保持其他區(qū)段的正常供電。但出于經(jīng)濟和運行條件的限制,往往不可能做到這點,因而需從實際出發(fā),因地制宜。重合器、分段器均是智能化設備,具有自動化程度高等優(yōu)點。（1）分段器必須與重合器一起使用,并裝在重合器的負荷側。（2）后備重合器必須能檢測到并能作用于分段器保護范圍內(nèi)的最小故障電流。配合原則：（3）分段器的啟動電流必須小于其保護范圍內(nèi)的最小故障電流。三、重合器與分段器的配合（4）分段器的熱穩(wěn)定額定值和動穩(wěn)定額定值必須滿足要求。（5）分斷器的啟動電流必須小于80%后備保護的最小分閘電流,大于預期最大負荷電流的峰值。（6）分段器的記錄次數(shù)必須比后備保護閉鎖前的分閘次數(shù)少1次以上。配合原則：（7）分段器的記憶時間必須大于后備保護的累積故障開斷時間。后備保護動作的總累積時間為后備保護順序中的各次故障涌流時間與重合間隔之和。三、重合器與分段器的配合三、重合器與分段器的配合

由于分段器沒有安-秒特性,所以重合器與控制分段器的配合不要求研究保護曲線。后備保護重合器整定為4次跳閘后閉鎖,這些操作可以是任何快速和慢速(或延時)操作方式的組合,分段器的整定次數(shù)選擇3次計數(shù)。如果分段器負荷側線路發(fā)生永久性故障。分段器將在重合器第3次重合前分開并隔離故障,然后重合器再對非故障線路供電。

假如另有串聯(lián)配制的分段器,它們整定的閉鎖次數(shù)應一級比一級小。最末級分段器負荷側線路故障時,重合器動作,串聯(lián)的分段器都記錄重合器的開斷電流次數(shù)最末級達到動作次數(shù)后分閘,隔離故障,重合器再重合接通非故障線路恢復正常供電。未達到計數(shù)次數(shù)的分段器在規(guī)定的復位時間后復位到初始狀態(tài)。

圖示,變電站出口選用重合器,整定為“一快三慢”。

分支線路用六組跌落式自動分段器S1、S2、S3、S4、S5、S6將其線路分成L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7段。分段器的額定起動電流值與重合器起動電流值相配合,S1計數(shù)次數(shù)3次,S2、S3、S5計數(shù)次數(shù)2次,S4、S6計數(shù)次數(shù)1次。

(1)若故障K1發(fā)生在L5段,重合器、分段器S1、S3、S4通過故障電流,重合器自動分閘,如果為瞬時性故障,重合器自動重合成功,恢復供電。S1、S3沒有達到整定計數(shù)次數(shù),應處于合閘狀態(tài)。如果為永久性故障,線路失壓,S4達到整定1次計數(shù)次數(shù),自動分閘跌落,隔離故障L5段,重合器自動重合后恢復線路L1、L2、L3、L4、L6、L7段供電。

(2)若故障K2發(fā)生在L6段,重合器、分段器S1、S5通過故障電流,重合器自動分閘,如果為瞬時性故障,重合器自動重合成功,恢復供電。S1、S5沒有達到整定計數(shù)次數(shù),應處于合閘狀態(tài)。如果為永久性故障,重合器自動重合不成功,再次分閘,線路失壓,S5達到整定2次計數(shù)次數(shù),自動分閘跌落,隔離故障L6段,S1沒有達到整定計數(shù)次數(shù),處于合閘狀態(tài)。重合器自動重合后恢復線路L1、L2、L3、L4、L5段供電。

(3)若故障K3發(fā)生在L2段,重合器、分段器S1通過故障電流,重合器自動分閘。如果為瞬時性故障,重合器自動重合成功,恢復供電。S1沒有達到整定計數(shù)次數(shù),處于合閘狀態(tài)。如果為永久性故障,重合器重合不成功,分閘,再次重合不成功,再次分閘,線路失壓,S1達到整定3次計數(shù)次數(shù),自動分閘跌落,隔離故障L2段,重合器重合后恢復線路L1段供電。

選擇自動跌落式分段器,一般在用戶入口處選擇計數(shù)次數(shù)1次。因變電站故障大多數(shù)是永久性故障,架空線路故障80%是瞬時性故障,架空線路分支應選擇計數(shù)次數(shù)2次或3次,便于分段器之間配合和優(yōu)化。感謝大家觀看《電力系統(tǒng)自動裝置》課程電力系統(tǒng)自動裝置福建水利電力職業(yè)技術學院第4章

同步發(fā)電機自動并列裝置

重點

準同步并列條件分析自動準同步裝置原理微機自動準同步并列裝置教學目的：了解同步的基本概念，自動準同步裝置的構成及作用，并列操作基本要求、方法及特點，同步點設置及分類。掌握準同步并列條件分析；線性整步電壓特點及導前時間獲得原理、頻差檢測原理、頻差方向鑒別原理、壓差大小和方向鑒別原理；微機自動準同步并列裝置的特點、構成原理。4.1

并列操作概述4.1.1電力系統(tǒng)并列操作的意義將同步發(fā)電機投入電力系統(tǒng)并列運行的操作并列操作

定義并列操作的基本要求（1）并列瞬間，發(fā)電機的沖擊電流不應超過規(guī)定的允許值。（2）并列后，發(fā)電機應能迅速進入同步運行。

采用自動并列裝置進行并列操作，不僅能減輕運行人員的勞動強度，也能提高系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。啟示工程案例

從三峽水電站的單機容量70萬千瓦，到金沙江領域的白鶴灘水電站的自主研發(fā)單機容量100萬千瓦機組，位居世界第一，在國際水電站建設方面處于遙遙領先的地位；更值得一提的是，白鶴灘水電站的機組每一個部件甚至是小小的螺絲都是中國自主研發(fā)設計制造的。100萬千瓦機組精確并列操作投入電網(wǎng)運行，也是中國工程師們追求卓越、精求技能的大國工匠精神的體現(xiàn)。白鶴灘水電站

4.1.2同步發(fā)電機并列操作的方法

并列方法準同步并列自同步并列

先勵磁后并列，并列時產(chǎn)生的沖擊電流較小，不會使系統(tǒng)電壓降低，并列后容易拉入同步。先并列后勵磁，操作簡單、并列速度快，在系統(tǒng)發(fā)生故障、頻率波動較大時，發(fā)電機組仍能并列操作并迅速投入電網(wǎng)運行，可避免故障擴大，有利于處理系統(tǒng)事故。定義4.1.3準同步裝置的分類

由運行操作人員手動調(diào)整發(fā)電機的電壓和頻率，并監(jiān)視電壓差、頻率差和整步表，靠經(jīng)驗判斷合閘時間，操作斷路器合閘。1.手動準同步裝置

手動準同步裝置主要存在以下問題

（1）

（2）

（3）

存在重大的安全隱患延誤并網(wǎng)時間手動準同步裝置一般是幾臺機組共用一套，各機組的控制電纜較多，接線較復雜。

在控制回路中裝設了非同步合閘閉鎖裝置，用于防止運行人員誤發(fā)合閘脈沖所造成的非同步合閘。2.自動準同期裝置

不設轉速與電壓調(diào)節(jié)單元，發(fā)電機的電壓和頻率的調(diào)整由手動進行；只設合閘命令控制單元，同期裝置能自動檢查頻率差、電壓差滿足要求時，選擇合適時間發(fā)出合閘脈沖，將斷路器合閘。自動監(jiān)視電壓差、頻率差及選擇理想的時間發(fā)出合閘脈沖，使斷路器在相角差為0°時合閘。同時設有自動調(diào)節(jié)電壓和頻率單元，在電壓差和頻率差不滿足條件時發(fā)出控制脈沖。若頻率差不滿足要求，自動調(diào)節(jié)原動機的轉速，增加或減小頻率，即通過控制原動機的調(diào)速器實現(xiàn)；若電壓差不滿足要求時，自動調(diào)節(jié)發(fā)電機的電壓使電壓接近系統(tǒng)的電壓，即通過控制發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)裝置實現(xiàn)。（1）半自動準同期裝置（2）自動準同期裝置4.1.4同期并列的類型

指發(fā)電機通過斷路器與系統(tǒng)實現(xiàn)準同期并列，同期對象是發(fā)電機。機組型同期（2）自動準同期裝置

作為自動準同期裝置，當頻差超出設定的頻差時，裝置應發(fā)出調(diào)速脈沖，跟蹤系統(tǒng)頻率，使頻差盡快進入設定頻差范圍內(nèi)；當頻差過小時，裝置自動發(fā)出增速脈沖。當壓差超出設定壓差時，裝置應發(fā)出調(diào)壓脈沖，跟蹤系統(tǒng)電壓，使壓差盡快進入設定壓差范圍內(nèi)。如果頻差、壓差均在設定范圍內(nèi)，則裝置自動發(fā)出合閘脈沖命令，在相角差為零時刻并列斷路器主觸頭正好閉合，完成自動準同期并列。4.1.4同期并列的類型

指發(fā)電廠與系統(tǒng)或兩個系統(tǒng)間一般通過線路聯(lián)系，在這種情況下的同期。線路型同期（2）自動準同期裝置

其特征：實現(xiàn)準同期并列，裝置不發(fā)出調(diào)速、調(diào)壓脈沖，只能等待頻差、壓差滿足要求，在滿足要求情況下實現(xiàn)自動準同步并列。

實質(zhì)上是等待同期，捕獲兩個系統(tǒng)間的相角差為零的時刻完成并列。

4.2準同期并列條件分析4.2準同期并列條件分析

1.中性點直接接地系統(tǒng)的同步點電壓取得方式4.2.1同期電壓及同期點

4.2.1同期電壓及同期點2.中性點不接地系統(tǒng)的同步點電壓取得方式4.2.1同期電壓及同期點3.變壓器高、低壓側同步電壓的取得方式4.2.1同期電壓及同期點定義

同期點

指發(fā)電廠內(nèi)，凡可以進行并列運行的斷路器。4.同期點及同期方式

4.同期點及同期方式同期點雙繞組變壓器可只在低壓側斷路器設同期點發(fā)電機或發(fā)-變組出口斷路器三繞組變壓器的任一側斷路器

各級母聯(lián)斷路器及6-10KV分段斷路器均考慮裝設手動準同期裝置和自動準同期裝置，以提高母線倒換操作的靈活性。

4.同期點及同期方式1—表示手動準同期2—表示自動準同期4.2.2準同期并列條件分析準同步并列理想條件（1）待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓相等。（2）待并發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率相等。（3）并列斷路器主觸頭閉合瞬間，待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓間的相角差為零。4.2.2準同期并列條件分析1.發(fā)電機并入系統(tǒng)時的沖擊電流和沖擊功率

沖擊電流周期分量有效值為沖擊功率（隱極機）為4.2.2準同期并列條件分析2.頻率差值的影響

4.2.2準同期并列條件分析

為正弦脈動波，其最大幅值為

，所以滑差電壓

又稱為脈動電壓。滑差周期為

如果發(fā)出合閘命令的時刻不恰當就有可能在相角差較大時合閘，從而引起較大的沖擊電流。此外，如在頻率差較大時并列，頻率較高的一方在合閘瞬間將多余的動能傳遞給頻率低的一方，即使合閘時的相角差不大,當傳遞能量過大時待并發(fā)電機需經(jīng)歷一個暫態(tài)過程才能拉入同步運行，嚴重時將導致失步。因此要求待并發(fā)電機與運行系統(tǒng)的頻率差不超過0.1～0.25Hz。

4.2.2準同期并列條件分析