第二章-輸電線路自動(dòng)重合閘

1、教材配套電子教案,電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置,張瑛 高陽(yáng) 編制,第二章 輸電線路自動(dòng)重合閘,第一節(jié) 概 述,自動(dòng)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(dòng)作的重合閘 二次動(dòng)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(shí)，線路保護(hù)動(dòng)作使線路的三相斷路器一起跳閘，而后重合閘啟動(dòng)，經(jīng)預(yù)定時(shí)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(dòng)重合閘應(yīng)滿足的基本要求,自動(dòng)重合閘可按控制開關(guān)位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式啟動(dòng)。 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(shí)，均不應(yīng)動(dòng)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(diǎn)粘住等情況)，重合閘的動(dòng)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(dòng)作一次)。 重合閘動(dòng)作后應(yīng)自動(dòng)復(fù)歸。 應(yīng)能在重合閘后，加速繼電保護(hù)動(dòng)作，必要時(shí)可在重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作。 應(yīng)具有接收外來閉鎖信號(hào)的功能。,第二節(jié) 三相一次自動(dòng)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(dòng)操作合閘時(shí)，如果合到的是故障線路，保護(hù)會(huì)立刻動(dòng)作將斷路器跳閘，此時(shí)重合閘不允許啟動(dòng)。 閉鎖重合閘的裝置，如母線差動(dòng)保護(hù)、變壓器保護(hù)、按頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置等動(dòng)作。 斷路器液壓（或氣壓）

3、操動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)的彈簧未儲(chǔ)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(dòng)作時(shí)限值的整定 重合閘的動(dòng)作時(shí)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(shí)間（在電氣式重合閘中指1KT2的延時(shí)）。,考慮到如下兩方面的原因,(1)斷路器跳閘后，故障點(diǎn)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(shí)間，必須在這個(gè)時(shí)間以后進(jìn)行重合才有可能成功，否則，即使在瞬時(shí)性故障情況下，重合閘也不成功，所以故障點(diǎn)必須有足夠的斷電時(shí)間。 (2)重合閘動(dòng)作時(shí)，繼電保護(hù)一定要返回，同時(shí)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。,

4、對(duì)單電源輻射狀單回線路，重合閘動(dòng)作時(shí)限,對(duì)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(shí)間的整定,重合閘復(fù)歸時(shí)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(shí)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(dòng)作電壓所需的時(shí)間）。,復(fù)歸時(shí)間的整定需考慮以下兩個(gè)方面因素：,(1)保證當(dāng)重合到永久性故障，由最長(zhǎng)時(shí)限段的保護(hù)切除故障時(shí)，斷路器不會(huì)再次重合。,(2)保證斷路器切斷能力的恢復(fù)。當(dāng)重合閘動(dòng)作成功后，復(fù)歸時(shí)間不小于斷路器第二個(gè)“跳閘合閘”間的間隔時(shí)間。 重合閘復(fù)歸時(shí)間一般取1525s即可滿足以上要求。,3.后加速延時(shí)解除時(shí)間值,后加速延時(shí)解除時(shí)間值是指從合閘命令（

5、重合閘、手動(dòng)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(shí)間（在電氣式重合閘接線中指2KT的延時(shí)）。,第三節(jié) 常見的雙電源線路三相自動(dòng)重合閘,雙電源線還必須考慮以下兩個(gè)問題 ： 1、故障點(diǎn)的斷電時(shí)間問題： 2、同步問題。,一、三相快速自動(dòng)置合閘,三相快速自動(dòng)重合閘，就是當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，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(dòng)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(shí)切除故障的保護(hù)裝置，如高頻保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)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(shí)兩側(cè)電勢(shì)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(yùn)行。,二、非同步自動(dòng)重合閘,非同步自動(dòng)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(dòng)重合閘方式。這種方式的最大優(yōu)點(diǎn)是永久性故障情況下后重合側(cè)不會(huì)重合，避免了再一次給系統(tǒng)帶來沖擊。其缺點(diǎn)是，后重合側(cè)重合時(shí)，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(diǎn)是接

7、線簡(jiǎn)單，不需裝設(shè)線路電壓互感器，系統(tǒng)恢復(fù)并列運(yùn)行快，從而提高了供電可靠性。其缺點(diǎn)是永久性故障時(shí)，線路兩側(cè)均要重合一次，會(huì)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(dòng)重合閘,檢定同步的工作原理,四、解列自動(dòng)重合閘,五、檢定另一回線電流的自動(dòng)重合閘,六、自同步重合閘,第四節(jié) 自動(dòng)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(shí)，靠近電源側(cè)的保護(hù)首先無選擇性瞬時(shí)動(dòng)作跳閘，而后借助自動(dòng)重合閘來糾正這種非選擇性動(dòng)作。,二、重合閘后加速保護(hù),當(dāng)采用自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)的配合方式時(shí)，在線路各段上都裝設(shè)了有選擇性的保護(hù)和自動(dòng)重合閘。線路

8、上發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)首先按有選擇性的方式動(dòng)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(dòng)作信號(hào)啟動(dòng)加速該線路的保護(hù)，瞬時(shí)切除故障。,第五節(jié) 輸電線路綜合自動(dòng)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(shí)，實(shí)行單相自動(dòng)重合閘，當(dāng)重合到永久性單相故障時(shí)，若不允許長(zhǎng)期非全相運(yùn)行，則應(yīng)斷開三相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合。線路上發(fā)生相間故障時(shí)，實(shí)行三相自動(dòng)重合閘，當(dāng)重合到永久性相間故障時(shí)，斷開三相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合。,(2)單相重合閘方式,線路上發(fā)

9、生單相故障時(shí)，實(shí)行單相自動(dòng)重合閘，當(dāng)重合到永久性單相故障時(shí)，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(shí)，則斷開三相不再進(jìn)行自動(dòng)重合。,(3)三相重合閘方式,線路上發(fā)生任何形式的故障時(shí)，均實(shí)行三相自動(dòng)重合閘。當(dāng)重合到永久性故障時(shí)，斷開三相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合。,(4)停用方式,線路上發(fā)生任何形式的故障時(shí)，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(jiǎn)單的三相重合閘方式能滿足電力系統(tǒng)實(shí)際需要的，應(yīng)優(yōu)先使用三相重合閘方式。對(duì)于220kV及以上電壓等級(jí)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(shí)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(duì)系統(tǒng)或恢復(fù)供電有較好效果時(shí)，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(dòng)方式 保護(hù)啟動(dòng)方式 不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式,二、綜合重合閘的選相問題,三、一次重合閘的實(shí)現(xiàn)及微機(jī)模擬方法 用軟件計(jì)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(dòng)作時(shí)限 單相重合閘的動(dòng)作時(shí)限需設(shè)定的長(zhǎng)一些,五、非全相運(yùn)行對(duì)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(yùn)行的狀態(tài)，此時(shí)會(huì)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(duì)保護(hù)采取必要的措施。線路進(jìn)入

11、非全相運(yùn)行狀態(tài)后，可能誤動(dòng)作的保護(hù)應(yīng)被退出，以免這些保護(hù)的誤動(dòng)作引起其它兩個(gè)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(yùn)行中不會(huì)誤動(dòng)作的保護(hù)，在線路非全相運(yùn)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(zhǎng)線路處于非全相運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行后，應(yīng)適當(dāng)延時(shí)才能投入工作。在非全相運(yùn)行期間，還應(yīng)將本線路的零序三段保護(hù)縮短一個(gè)時(shí)間差，以防止本線路重合閘不正常時(shí)造成相鄰線路零序電流保護(hù)誤動(dòng)作。,（2）距離保護(hù),非全相運(yùn)行期間，當(dāng)系統(tǒng)有搖擺時(shí)，相間距離保護(hù)存在誤動(dòng)作的可能。對(duì)于接地距離保護(hù)

12、，當(dāng)使用線路電壓互感器時(shí)，也存在誤動(dòng)的可能，故實(shí)際運(yùn)行的距離保護(hù)在非全相運(yùn)行時(shí)均被閉鎖退出工作。,（3）相差高頻保護(hù),對(duì)應(yīng)于采用負(fù)序電流I2啟動(dòng)，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(dòng)高頻保護(hù)，只要在整定值時(shí)注意線路分布電容的影響，非全相運(yùn)行時(shí)不會(huì)誤動(dòng)作，不必退出工作。 但是，相差動(dòng)高頻保護(hù)在“同名相單相接地與斷線”時(shí)存在拒動(dòng)的可能。如在單相接地故障時(shí)，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(huì)出現(xiàn)這種情況，在綜合重合閘的回路設(shè)計(jì)上應(yīng)予考慮。,(4)方向高頻保護(hù),對(duì)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(yùn)行時(shí)均可能誤動(dòng)作

13、。故由零序功率方向閉鎖的高頻保護(hù)，在非全相運(yùn)行時(shí)應(yīng)退出工作。 在非全相運(yùn)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(shí)可能誤動(dòng)。當(dāng)使用的是線路電壓互感器時(shí)，因在非全相運(yùn)行情況下不會(huì)誤動(dòng)，可不必退出工作。但在非全相運(yùn)行時(shí)若再發(fā)生故障，則存在拒動(dòng)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(shí)能進(jìn)行重合。,七、分相后加速回路,在非全相運(yùn)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(yùn)行中被閉鎖的保護(hù)重新投入。 實(shí)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(yùn)行。一般采用分相固定的方式，對(duì)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(yùn)行。 另外，分相后加速應(yīng)有適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，以躲過由非全相轉(zhuǎn)入全相運(yùn)行的暫態(tài)過程，并保證非全相運(yùn)行中誤動(dòng)的保護(hù)來得及返回，也有利于躲開三相重合閘時(shí)斷路器三相不同時(shí)合閘所產(chǎn)生的暫態(tài)電流的影響。,八適應(yīng)斷路器動(dòng)作性能的要求,高壓斷路器動(dòng)作循環(huán)從設(shè)計(jì)、制造及試驗(yàn)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