自動重合閘第2講

1、 高壓輸電線路故障特點高壓輸電線路故障特點 高壓輸電線路主要為架空線路高壓輸電線路主要為架空線路 對于架空線路，發(fā)生單相故障幾率高。高壓輸電線路對于架空線路，發(fā)生單相故障幾率高。高壓輸電線路達到單相接地故障占總故障的達到單相接地故障占總故障的90%90%以上。以上。 單相跳閘跳單相，可以減少單相故障跳閘期間，系統(tǒng)單相跳閘跳單相，可以減少單相故障跳閘期間，系統(tǒng)之間的聯(lián)系阻抗，從而提高系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性。之間的聯(lián)系阻抗，從而提高系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性。單相重合閘的工作方式單相重合閘的工作方式 單相故障跳單相，經(jīng)預(yù)定延時合單相，重合于永久故障單相故障跳單相，經(jīng)預(yù)定延時合單相，重合于永久故障則跳三相。

2、相間故障不重合。則跳三相。相間故障不重合。 5.3.1 單相自動重合閘與保護的配合關(guān)系單相自動重合閘與保護的配合關(guān)系實現(xiàn)單相重合閘的技術(shù)保障實現(xiàn)單相重合閘的技術(shù)保障 保護具有選相跳閘功能 斷路器支持分相操作單相重合期間引起的技術(shù)問題單相重合期間引起的技術(shù)問題 重合期間系統(tǒng)處于非全相運行，會出現(xiàn)零序和負序分量1. 非全相運行產(chǎn)生的零序和負序分量可能引起的有關(guān)的保護誤動，保護需要克服這些影響。 5.3.1 單相自動重合閘與保護的配合關(guān)系單相自動重合閘與保護的配合關(guān)系解決措施解決措施單相重合期間，閉鎖可能誤動的保護。單相重合期間，閉鎖可能誤動的保護。N N端子：不受非全相運行影響的保護端子：不受非全

3、相運行影響的保護M M端子：非全相運行需閉鎖的保護端子：非全相運行需閉鎖的保護A相選相元件A相跳閘重合閘三跳及合閘回路C相選相元件B相選相元件C相跳閘B相跳閘MN圖 512 保護裝置、選相元件與重合閘回路的配合非全相運行期間不會誤動的保護接入端非全相運行期間可能誤動的保護接入端重合閘起動閉鎖保護跳閘&A&B&C&1 5.3.2 單相自動重合閘的特點單相自動重合閘的特點（一）故障相選擇元件（一）故障相選擇元件u實現(xiàn)單相重合閘的前提是保護具有選相跳閘功能，斷路實現(xiàn)單相重合閘的前提是保護具有選相跳閘功能，斷路器支持分相操作。器支持分相操作。u選相跳閘要求保護能夠識別故障相別。選相跳閘要求保護能夠識別

4、故障相別。選相基本原理：選相基本原理：選相元件通過分析各種不同類型故障時保護安裝處電流、選相元件通過分析各種不同類型故障時保護安裝處電流、電壓的大小，相位等關(guān)系判別故障相。目前常用的選相電壓的大小，相位等關(guān)系判別故障相。目前常用的選相元件，有電流選相元件，電壓選相元件和阻抗選相元件。元件，有電流選相元件，電壓選相元件和阻抗選相元件。 （一）故障相選擇元件（一）故障相選擇元件電流選相元件之一：相電流差突變量選相元件電流選相元件之一：相電流差突變量選相元件u接地故障和相間故障的判別：有、無零序電流判別u 故障相別的判別：計算相電流差突變量，然后比較大小ABABBCBCCACAIIIIIIIII （

5、一）故障相選擇元件（一）故障相選擇元件電流選相元件之一：相電流差突變量選相元件電流選相元件之一：相電流差突變量選相元件 接地故障選相判據(jù)接地故障選相判據(jù) 否則判為兩相接地故障否則判為兩相接地故障 相間故障選相判據(jù)相間故障選相判據(jù) 否則判為三相短路否則判為三相短路 CCCACABCCAABABCAABBCABCBABBmIImIImIImIImIImII 且相且相且相CCBABACBCBAABBCCAAmIImIImIImIImIImII 且相且相且相 （一）故障相選擇元件（一）故障相選擇元件電流選相元件之二：序分量選相元件電流選相元件之二：序分量選相元件u接地故障和相間故障的判別：零序電流接地

6、故障和相間故障的判別：零序電流u 故障相別的判別：計算正序、負序、零序分量，然后故障相別的判別：計算正序、負序、零序分量，然后進行相位比較進行相位比較120III12argIarg( I )兩相短路或兩相短路接地兩相短路或兩相短路接地：單相接地單相接地 ： （一）故障相選擇元件（一）故障相選擇元件電壓選相元件：電壓選相元件：利用故障后零序電壓，對地電壓、相間電利用故障后零序電壓，對地電壓、相間電壓的大小實現(xiàn)選相。壓的大小實現(xiàn)選相。阻抗選相元件阻抗選相元件：利用利用6 6個阻抗元件的阻抗計算結(jié)果實現(xiàn)選個阻抗元件的阻抗計算結(jié)果實現(xiàn)選相。阻抗元件本身具有選相能力，因為只有相應(yīng)故障環(huán)相。阻抗元件本身具

7、有選相能力，因為只有相應(yīng)故障環(huán)路上的阻抗測量能反映故障阻抗。路上的阻抗測量能反映故障阻抗。一般來說，一般來說，電流選相元件在大電源端效果好；電流選相元件在大電源端效果好；電壓選相元電壓選相元件在弱饋側(cè)選相效果好；件在弱饋側(cè)選相效果好；阻抗選相元件一般不單獨使用，阻抗選相元件一般不單獨使用，而是和距離保護配合使用。而是和距離保護配合使用。 （二）單相自動重合閘最小重合時間（二）單相自動重合閘最小重合時間影響單相重合閘期間故障點絕緣恢復(fù)的特殊因素影響單相重合閘期間故障點絕緣恢復(fù)的特殊因素 不論是單側(cè)電源還是雙側(cè)電源，均應(yīng)考慮兩側(cè)選相元件不論是單側(cè)電源還是雙側(cè)電源，均應(yīng)考慮兩側(cè)選相元件與繼電保護以不

8、同時限切除故障的可能性。與繼電保護以不同時限切除故障的可能性。1. 潛供電流對滅弧所產(chǎn)生的影響。潛供電流對滅弧所產(chǎn)生的影響。 潛供電流：潛供電流：單相重合閘期間，健全相與故障相之間由于電場和磁場耦合，將對故障點繼續(xù)提供電流，該電流稱為潛供電流。 （三）對單相自動重合閘的評價（三）對單相自動重合閘的評價優(yōu)點：優(yōu)點： 能在絕大多數(shù)的故障情況下保證對用戶的連續(xù)供電，從而提高供電的可靠性。當(dāng)由單側(cè)電源單回路向重要負荷供電時，對保證不間斷地供電更有顯著的優(yōu)越性。1. 在雙側(cè)電源的聯(lián)絡(luò)線上采用單相重合閘，就可以在故障時大大加強兩個系統(tǒng)之間的聯(lián)系，從而提高系統(tǒng)并列運行的動態(tài)穩(wěn)定性。對于聯(lián)系比較薄弱的系統(tǒng)，當(dāng)

9、三相切除并繼之以三相重合閘而很難再恢復(fù)同步時，采用單相重合閘就能避免兩系統(tǒng)解列。 （三）對單相自動重合閘的評價（三）對單相自動重合閘的評價缺點：缺點： 需要有按相操作的斷路器。需要有按相操作的斷路器。 需要專門的選相元件與繼電器保護相配合，再考慮一些需要專門的選相元件與繼電器保護相配合，再考慮一些特殊的要求后，使重合閘回路的接線比較復(fù)雜，可靠性特殊的要求后，使重合閘回路的接線比較復(fù)雜，可靠性低。低。1. 在單相重合閘過程中，由于非全相運行能引起本線路和在單相重合閘過程中，由于非全相運行能引起本線路和電網(wǎng)中其他線路的保護誤動作，需要根據(jù)實際情況采取電網(wǎng)中其他線路的保護誤動作，需要根據(jù)實際情況采取

10、措施予以防止。這將使保護的接線、整定計算和調(diào)試工措施予以防止。這將使保護的接線、整定計算和調(diào)試工作復(fù)雜化。作復(fù)雜化。 5.3.3 單相自適應(yīng)重合閘單相自適應(yīng)重合閘 常規(guī)重合閘的缺點：常規(guī)重合閘的缺點： 不論故障性質(zhì)（永久或瞬時），常規(guī)重合閘都進行重合，如果故障為永久性故障，則重合操作會給系統(tǒng)及電力設(shè)備造成二次沖擊。 單相自適應(yīng)重合閘：單相自適應(yīng)重合閘： 根據(jù)故障性質(zhì)決定是否進行重合操作，若為瞬時性故障，根據(jù)故障性質(zhì)決定是否進行重合操作，若為瞬時性故障，則重合；若為永久性故障，則不重合。則重合；若為永久性故障，則不重合。 實現(xiàn)自適應(yīng)重合閘的關(guān)鍵是識別故障是永久性故障還是實現(xiàn)自適應(yīng)重合閘的關(guān)鍵是識

11、別故障是永久性故障還是瞬時性故障！瞬時性故障！ 5.3.3 單相自適應(yīng)重合閘單相自適應(yīng)重合閘單相重合閘期間瞬時性故障斷開相工頻電壓單相重合閘期間瞬時性故障斷開相工頻電壓 電容耦合電壓： 電感耦合電壓： 線路兩端電壓:0.2CCCUUmmymmcbxZIZIIU03)(22.)2(|xyamanULUUUM端電壓： N端電壓：5.3.3 單相自適應(yīng)重合閘單相自適應(yīng)重合閘永久性故障斷開相工頻電壓永久性故障斷開相工頻電壓 .xamUlU.)(xanUlLU5.3.3 單相自適應(yīng)重合閘單相自適應(yīng)重合閘 瞬時故障切除故障相后，故障相兩端電壓由電感耦合電壓和瞬時故障切除故障相后，故障相兩端電壓由電感耦合電

12、壓和電容耦合電壓疊加構(gòu)成電容耦合電壓疊加構(gòu)成 永久故障切除故障相后，故障相只包含電感耦合電壓永久故障切除故障相后，故障相只包含電感耦合電壓利用這一特征可以構(gòu)成永久故障識別判據(jù)。利用這一特征可以構(gòu)成永久故障識別判據(jù)。永久故障與瞬時故障區(qū)分永久故障與瞬時故障區(qū)分：永久故障兩端都不重合：永久故障兩端都不重合xrelsetUlLKUxrelsetlUKUrelmmxKCCCUUl12300|2|2|.xrelxULKULU可區(qū)分的最長線路：可區(qū)分的最長線路： 220kV線路線路 153公里，公里， 330kV線路線路 126公里，公里， 500kV線路線路 161公里。公里。當(dāng)線路更長時，使用當(dāng)線路更

13、長時，使用電壓補償重合判據(jù)：電壓補償重合判據(jù)： 最佳重合最佳重合 當(dāng)可以區(qū)分永久與瞬時故障時，永久故障不重合。當(dāng)可以區(qū)分永久與瞬時故障時，永久故障不重合。 當(dāng)不能區(qū)分故障性質(zhì)時，當(dāng)不能區(qū)分故障性質(zhì)時，按照永久故障最佳重合時間重合按照永久故障最佳重合時間重合。 對于三相重合閘，目前尚無實用、可靠的永久與瞬時對于三相重合閘，目前尚無實用、可靠的永久與瞬時故障區(qū)分方法。故障區(qū)分方法。 目前大多使用目前大多使用“最小重合時間最小重合時間”作為重合時間，當(dāng)重作為重合時間，當(dāng)重合于永久故障時可能會使得：合于永久故障時可能會使得：不重合穩(wěn)定的系統(tǒng)，由于二不重合穩(wěn)定的系統(tǒng)，由于二次故障沖擊變得不穩(wěn)定次故障沖擊

14、變得不穩(wěn)定。 為防止以上情況，不得不降低正常傳輸功率。而在為防止以上情況，不得不降低正常傳輸功率。而在“最佳重合時間最佳重合時間”重合于故障上，第二次沖擊的作用抵消重合于故障上，第二次沖擊的作用抵消首次故障沖擊，比不重合還要對系統(tǒng)穩(wěn)定有利。首次故障沖擊，比不重合還要對系統(tǒng)穩(wěn)定有利。5.4 最佳重合最佳重合最佳重合時間：最佳重合時間：在大于最小重合時間后的任意時刻重在大于最小重合時間后的任意時刻重合，對成功率與再次跳開的安全性沒有影響。但是對于系合，對成功率與再次跳開的安全性沒有影響。但是對于系統(tǒng)重合后的功角搖擺幅度大有影響，統(tǒng)重合后的功角搖擺幅度大有影響，使得網(wǎng)絡(luò)最后一次操使得網(wǎng)絡(luò)最后一次操作

15、后系統(tǒng)功角幅度最小的重合時間作后系統(tǒng)功角幅度最小的重合時間。首擺重合成功才穩(wěn)定的系統(tǒng)：首擺重合成功才穩(wěn)定的系統(tǒng)： “最佳重合時間最佳重合時間”就是最小重就是最小重合時間，重合時間整定的越小越好。合時間，重合時間整定的越小越好。首擺不重合穩(wěn)定的系統(tǒng)：首擺不重合穩(wěn)定的系統(tǒng)：重合閘應(yīng)按照最佳重合時間整定。重合閘應(yīng)按照最佳重合時間整定。 目前現(xiàn)場多按照最小重合時間整定，需要改進！目前現(xiàn)場多按照最小重合時間整定，需要改進！ 綜合自動重合閘實現(xiàn)的基本原則綜合自動重合閘實現(xiàn)的基本原則 單相接地短路時跳開單相，然后進行單相重合，如重合不單相接地短路時跳開單相，然后進行單相重合，如重合不成功則跳開三相而不再進行

16、重合。成功則跳開三相而不再進行重合。 各種相間短路時跳開三相，然后進行三相重合。如重合不各種相間短路時跳開三相，然后進行三相重合。如重合不成功，仍跳開三相，而不進行重合。成功，仍跳開三相，而不進行重合。 當(dāng)選相元件拒絕動作時，應(yīng)能跳開三相并進行三相重合。當(dāng)選相元件拒絕動作時，應(yīng)能跳開三相并進行三相重合。 對于非全相運行中可能誤動作的保護，應(yīng)進行可靠的閉鎖；對于非全相運行中可能誤動作的保護，應(yīng)進行可靠的閉鎖；對于在單相接地時可能誤動作的相間保護（如距離保護），對于在單相接地時可能誤動作的相間保護（如距離保護），應(yīng)有防止單相接地誤跳三相的措施。應(yīng)有防止單相接地誤跳三相的措施。1. 當(dāng)一相跳開后重合

17、閘拒絕動作時，為防止線路長期出現(xiàn)非當(dāng)一相跳開后重合閘拒絕動作時，為防止線路長期出現(xiàn)非全相運行，應(yīng)將其它兩相自動斷開。全相運行，應(yīng)將其它兩相自動斷開。 綜合自動重合閘實現(xiàn)的基本原則綜合自動重合閘實現(xiàn)的基本原則 任意兩相的分相跳閘繼電器動作后，應(yīng)聯(lián)跳第三相，使任意兩相的分相跳閘繼電器動作后，應(yīng)聯(lián)跳第三相，使三相斷路器均跳閘。三相斷路器均跳閘。 無論單相或三相重合閘，在重合不成功之后，均應(yīng)考慮無論單相或三相重合閘，在重合不成功之后，均應(yīng)考慮能加速切除三相，即實現(xiàn)重合閘后加速。能加速切除三相，即實現(xiàn)重合閘后加速。6. 在非全相運行過程中，如又發(fā)生另一相或兩相的故障，在非全相運行過程中，如又發(fā)生另一相或兩相的故障，保護應(yīng)能有選擇性地予以切除，上述故障如發(fā)生在單相保護應(yīng)能有選擇性地予以切除，上述故障如發(fā)生在單相重合閘的脈沖發(fā)出以前，則在故障切除后能進行三相重