第二章-輸電線路自動重合閘

1、教材配套電子教案,電力系統(tǒng)自動裝置,張瑛 高陽 編制,第二章 輸電線路自動重合閘,第一節(jié) 概 述,自動重合閘按功能和結(jié)構(gòu)等分類?？煞譃?三相重合閘 單相重合閘 綜合重合閘 一次動作的重合閘 二次動作的重合閘 單側(cè)電源重合閘 雙側(cè)電源重合閘,三相重合閘,當(dāng)輸電線路上發(fā)生單相、兩相或三相短路故障時，線路保護(hù)動作使線路的三相斷路器一起跳閘，而后重合閘啟動，經(jīng)預(yù)定時間將斷路器三相一起合上。如重合不成功，三相斷路器第二次再次一起跳閘后不再重合，該重合方式為三相一次式的 。,三相自動重合閘應(yīng)滿足的基本要求,自動重合閘可按控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)啟動方式啟動。 用控制開關(guān)或通過遙控裝置將斷路器斷開，或

2、將斷路器投入故障線路上而隨即由保護(hù)裝置將其斷開時，均不應(yīng)動作重合。 在任何情況下(包括裝置本身的元件損壞以及繼電器觸點粘住等情況)，重合閘的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定(如一次重合閘只應(yīng)動作一次)。 重合閘動作后應(yīng)自動復(fù)歸。 應(yīng)能在重合閘后，加速繼電保護(hù)動作，必要時可在重合閘前加速保護(hù)動作。 應(yīng)具有接收外來閉鎖信號的功能。,第二節(jié) 三相一次自動重合閘,1.電氣式重合閘的原理,用程序?qū)崿F(xiàn)的重合閘,閉鎖重合閘的情況,當(dāng)手動操作合閘時，如果合到的是故障線路，保護(hù)會立刻動作將斷路器跳閘，此時重合閘不允許啟動。 閉鎖重合閘的裝置，如母線差動保護(hù)、變壓器保護(hù)、按頻率自動減負(fù)荷裝置等動作。 斷路器液壓（或氣壓）

3、操動機(jī)構(gòu)的氣（液）壓降低到不允許合閘的程度，或斷路器彈簧操動機(jī)構(gòu)的彈簧未儲能。 斷路器控制回路斷線。 重合閘未投,（二）與重合閘有關(guān)的開關(guān)量,三、參數(shù)整定,1重合閘動作時限值的整定 重合閘的動作時限是指，從斷路器主觸頭斷開故障到斷路器收到合閘脈沖的時間（在電氣式重合閘中指1KT2的延時）。,考慮到如下兩方面的原因,(1)斷路器跳閘后，故障點的電弧熄滅以及周圍介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)需要一定的時間，必須在這個時間以后進(jìn)行重合才有可能成功，否則，即使在瞬時性故障情況下，重合閘也不成功，所以故障點必須有足夠的斷電時間。 (2)重合閘動作時，繼電保護(hù)一定要返回，同時斷路器操動機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀，準(zhǔn)備好再次動作。,

4、對單電源輻射狀單回線路，重合閘動作時限,對單電源環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)線路和平行線路以及雙電源的線路,2重合閘復(fù)歸時間的整定,重合閘復(fù)歸時間就是從一次重合結(jié)束到下一次允許重合之間所需的最短間隔時間（在電氣式重合閘中即電容C上電壓從零充到KRC電壓線圈動作電壓所需的時間）。,復(fù)歸時間的整定需考慮以下兩個方面因素：,(1)保證當(dāng)重合到永久性故障，由最長時限段的保護(hù)切除故障時，斷路器不會再次重合。,(2)保證斷路器切斷能力的恢復(fù)。當(dāng)重合閘動作成功后，復(fù)歸時間不小于斷路器第二個“跳閘合閘”間的間隔時間。 重合閘復(fù)歸時間一般取1525s即可滿足以上要求。,3.后加速延時解除時間值,后加速延時解除時間值是指從合閘命令（

5、重合閘、手動或遙控合閘）發(fā)出，即加速保護(hù)開始到加速保護(hù)命令解除為止，其間加速持續(xù)的時間（在電氣式重合閘接線中指2KT的延時）。,第三節(jié) 常見的雙電源線路三相自動重合閘,雙電源線還必須考慮以下兩個問題 ： 1、故障點的斷電時間問題： 2、同步問題。,一、三相快速自動置合閘,三相快速自動重合閘，就是當(dāng)線路發(fā)生故障時，繼電保護(hù)很快使線路兩側(cè)斷路器跳閘，并緊接著進(jìn)行重合。,在輸電線路上采用三相快速自動重合閘應(yīng)具備下列條件,(1)線路兩側(cè)都裝設(shè)有能瞬時切除故障的保護(hù)裝置，如高頻保護(hù)、縱聯(lián)差動保護(hù)等。 (2)線路兩側(cè)都裝有可以進(jìn)行快速重合閘的斷路器，如快速空氣斷路器等。 (3)在兩側(cè)斷路器進(jìn)行重合的瞬間，

6、通過設(shè)備的沖擊電流周期分量不得超過如下規(guī)定值 。 (4)重合時兩側(cè)電勢來不及擺開到危及系統(tǒng)穩(wěn)定的角度，能保持系統(tǒng)穩(wěn)定，恢復(fù)正常運行。,二、非同步自動重合閘,非同步自動重合閘通常有按順序投入線路兩側(cè)斷路器和不按順序投入線路兩側(cè)斷路器兩種方式。,按順序投入線路兩側(cè)斷路器的方式,預(yù)先規(guī)定兩側(cè)斷路器的合閘順序，先重合側(cè)采用單電源線路重合閘方式，后重合側(cè)采用檢定線路有電壓的自動重合閘方式。這種方式的最大優(yōu)點是永久性故障情況下后重合側(cè)不會重合，避免了再一次給系統(tǒng)帶來沖擊。其缺點是，后重合側(cè)重合時，要確認(rèn)先重合側(cè)已重合，,不按順序投入線路兩側(cè)斷路器的方式是兩側(cè)均采用單電源線路重合閘方式。,這種方式的優(yōu)點是接

7、線簡單，不需裝設(shè)線路電壓互感器，系統(tǒng)恢復(fù)并列運行快，從而提高了供電可靠性。其缺點是永久性故障時，線路兩側(cè)均要重合一次，會給系統(tǒng)帶來兩次沖擊。,三、無電壓檢定和同步檢定的三相自動重合閘,檢定同步的工作原理,四、解列自動重合閘,五、檢定另一回線電流的自動重合閘,六、自同步重合閘,第四節(jié) 自動重合閘與繼電保護(hù)的配合,一、重合閘前加速保護(hù) 重合閘前加速保護(hù)是當(dāng)線路上(包括相鄰線路及以外的線路)發(fā)生故障時，靠近電源側(cè)的保護(hù)首先無選擇性瞬時動作跳閘，而后借助自動重合閘來糾正這種非選擇性動作。,二、重合閘后加速保護(hù),當(dāng)采用自動重合閘后加速保護(hù)的配合方式時，在線路各段上都裝設(shè)了有選擇性的保護(hù)和自動重合閘。線路

8、上發(fā)生故障時，保護(hù)首先按有選擇性的方式動作，跳開故障線路的斷路器，然后重合斷路器。如果是永久性故障，則利用重合閘的動作信號啟動加速該線路的保護(hù)，瞬時切除故障。,第五節(jié) 輸電線路綜合自動重合閘概述,一、綜合重合閘的基本概念 四種重合閘方式 (1)綜合重合閘方式。 (2)單相重合閘方式 (3)三相重合閘方式 (4)停用方式。,(1)綜合重合閘方式。,線路上發(fā)生單相故障時，實行單相自動重合閘，當(dāng)重合到永久性單相故障時，若不允許長期非全相運行，則應(yīng)斷開三相并不再進(jìn)行自動重合。線路上發(fā)生相間故障時，實行三相自動重合閘，當(dāng)重合到永久性相間故障時，斷開三相并不再進(jìn)行自動重合。,(2)單相重合閘方式,線路上發(fā)

9、生單相故障時，實行單相自動重合閘，當(dāng)重合到永久性單相故障時，一般也是斷開三相并不再進(jìn)行重合。線路上發(fā)生相間故障時，則斷開三相不再進(jìn)行自動重合。,(3)三相重合閘方式,線路上發(fā)生任何形式的故障時，均實行三相自動重合閘。當(dāng)重合到永久性故障時，斷開三相并不再進(jìn)行自動重合。,(4)停用方式,線路上發(fā)生任何形式的故障時，均斷開三相不進(jìn)行重合。,二、綜合重合閘的選用原則,一般凡選用簡單的三相重合閘方式能滿足電力系統(tǒng)實際需要的，應(yīng)優(yōu)先使用三相重合閘方式。對于220kV及以上電壓等級的單回聯(lián)絡(luò)線路、兩側(cè)電源之間相互聯(lián)系薄弱的線路、或當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時使用三相重合何不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定的線路，應(yīng)采用單相重合閘

10、或綜合重合閘方式。當(dāng)系統(tǒng)允許使用三相重合閘、但使用單相重合閘對系統(tǒng)或恢復(fù)供電有較好效果時，可采用綜合重合閘方式。,三、微機(jī)保護(hù)中的綜合重合閘,第六節(jié) 微機(jī)綜合重合閘的特殊問題,一、綜合重合閘的啟動方式 保護(hù)啟動方式 不對應(yīng)啟動方式,二、綜合重合閘的選相問題,三、一次重合閘的實現(xiàn)及微機(jī)模擬方法 用軟件計數(shù)器模擬這種一次合閘脈沖元件 四、單相重合閘與三相重合閘的動作時限 單相重合閘的動作時限需設(shè)定的長一些,五、非全相運行對繼電保護(hù)及其他方面的影響,在單相重合閘的過程中，線路處于非全相運行的狀態(tài)，此時會出現(xiàn)負(fù)序和零序分量的電流和電壓，影響某些繼電保護(hù)的正確判斷，因而需要對保護(hù)采取必要的措施。線路進(jìn)入

11、非全相運行狀態(tài)后，可能誤動作的保護(hù)應(yīng)被退出，以免這些保護(hù)的誤動作引起其它兩個正常相跳閘。這些保護(hù)在單相重合后再投入工作；而線路非全相運行中不會誤動作的保護(hù)，在線路非全相運行過程中，作為其余兩相的保護(hù)繼續(xù)工作。,(1)零序電流保護(hù),長線路處于非全相運行時，線路的3I0可達(dá)正常負(fù)荷電流的40，因此，凡整定值躲不開該值的零序電流保護(hù)需退出工作，當(dāng)線路轉(zhuǎn)入全相運行后，應(yīng)適當(dāng)延時才能投入工作。在非全相運行期間，還應(yīng)將本線路的零序三段保護(hù)縮短一個時間差，以防止本線路重合閘不正常時造成相鄰線路零序電流保護(hù)誤動作。,（2）距離保護(hù),非全相運行期間，當(dāng)系統(tǒng)有搖擺時，相間距離保護(hù)存在誤動作的可能。對于接地距離保護(hù)

12、，當(dāng)使用線路電壓互感器時，也存在誤動的可能，故實際運行的距離保護(hù)在非全相運行時均被閉鎖退出工作。,（3）相差高頻保護(hù),對應(yīng)于采用負(fù)序電流I2啟動，用正序和負(fù)序電流(I1十KI2)操作，進(jìn)行相位比較的相差動高頻保護(hù)，只要在整定值時注意線路分布電容的影響，非全相運行時不會誤動作，不必退出工作。 但是，相差動高頻保護(hù)在“同名相單相接地與斷線”時存在拒動的可能。如在單相接地故障時，線路一側(cè)故障相斷路器先跳開，或線路一側(cè)先單相重合于永久性故障，就會出現(xiàn)這種情況，在綜合重合閘的回路設(shè)計上應(yīng)予考慮。,(4)方向高頻保護(hù),對于零序功率方向元件，無論使用母線電壓互感器還是線路電壓互感器，非全相運行時均可能誤動作

13、。故由零序功率方向閉鎖的高頻保護(hù)，在非全相運行時應(yīng)退出工作。 在非全相運行工況下，由負(fù)序功率方向閉鎖的高頻保護(hù)，在使用母線電壓互感器時可能誤動。當(dāng)使用的是線路電壓互感器時，因在非全相運行情況下不會誤動，可不必退出工作。但在非全相運行時若再發(fā)生故障，則存在拒動的可能。,六、綜合重合閘的同期方式,(1)非同期重合。不檢查同期，也不檢查電壓。 (2)檢同期。要求線路側(cè)必須有電壓且母線與線路電壓之差小于同期電壓整定值。 (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期，后者是為了檢無壓側(cè)斷路器偷跳時能進(jìn)行重合。,七、分相后加速回路,在非全相運行過程中，因一部分保護(hù)被閉鎖，故有的保護(hù)性能變差。為能盡快切除永久性故障，應(yīng)設(shè)置分相后加速，將非全相運行中被閉鎖的保護(hù)重新投入。 實現(xiàn)分相后加速，主要的問題之一是如何正確判斷線路是否恢復(fù)了全相運行。一般采用分相固定的方式，對故障相用整定值躲開空載線路電容電流的相電流元件，區(qū)別有無故障和是否恢復(fù)全相運行。 另外，分相后加速應(yīng)有適當(dāng)?shù)难訒r，以躲過由非全相轉(zhuǎn)入全相運行的暫態(tài)過程，并保證非全相運行中誤動的保護(hù)來得及返回，也有利于躲開三相重合閘時斷路器三相不同時合閘所產(chǎn)生的暫態(tài)電流的影響。,八適應(yīng)斷路器動作性能的要求,高壓斷路器動作循環(huán)從設(shè)計、制造及試驗各環(huán)節(jié)都是按“跳一03s合、跳一180s合、跳”的循環(huán)考慮的。 綜合重合