(精品)05 自动重合闸

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1.,*,第,5,章 自动重合闸,1.,*,第,5,章,自动重合闸,返回总目录,本章讲述了自动重合闸的作用及基本要求，重点介绍了单侧电源、双侧电源自动重合闸装置的工作原理、接线及整定原则，同时讲述了重合闸装置与继电保护的配合及提高供电可靠性的措施，最后介绍了综合重合闸的原理与,750kV,及以上特高压输电线路上重合闸的应用。,本章内容,5.1 自动重合闸的作用及基本要求,5.2 单侧电源输电线路的三相一次自动重合闸,5.3 双侧电源线路的三相一次自动重合闸,5.4 具有同步检定和无电压检定的重合闸,5.5 重合闸动作时限的选择原则,5.6 自动重合闸装置与继电保护的配合,5.7 单相自动重合闸,5.8 综合重合闸简介,5.9 750kV及以上特高压输电线上重合闸的应用,思考题与习题,5.1,自动重合闸的作用及基本要求,5.1.1 自动重合闸的作用,电力系统的实际运行经验表明，在输电网中发生的故障大多是暂时性的，如雷击过电压引起的绝缘子表面闪络，树枝落在导线上引起的短路，大风时的短时碰线，通过鸟类的身体放电等。发生此类故障时，继电保护若能迅速使断路器跳开电源，故障点的电弧即可熄灭，绝缘强度重新恢复，原来引起故障的树枝、鸟类等也被电弧烧掉而消失。这时若重新合上断路器，往往能恢复供电。因此常称这类故障为暂时性故障。此外，输电线路上也可能发生由于倒杆、断线、绝缘子击穿等引起的永久性故障，这类故障被继电保护切除后，如重新合上断路器，由于故障依然存在，线路还要被继电保护装置切除，因而就不能恢复正常的供电。,对于暂时性故障，断路器断开后再重合一次就能恢复供电，从而可减少停电时间，提高供电的可靠性。重新合上断路器的工作可由运行人员手动操作进行，但手动操作造成的停电时间太长，用户电动机多数可能已经停止运行，因此，这种重新合闸的效果就不显著。为此，在电力系统中广泛采用了自动重合闸装置(简称AR)，当断路器跳闸后，它能自动将断路器重新合闸。,当输电线路发生故障时，自动重合闸装置本身并不能判断故障是暂时性的还是永久性的，因此，在重合之后，可能成功(恢复供电)，也可能不成功。重合成功的次数与总动作次数之比称为重合闸的成功率。根据运行资料统计，输电线路自动重合闸的成功率，在60%90%。在微机保护中重合闸装置应用自适应原理可在重合之前先判断是瞬时性故障还是永久性故障，然后再决定是否重合，这样可大大提高重合闸的成功率。,在输电线路上采用自动重合闸概括起来有以下几方面的作用：,(1)在输电线路发生暂时性故障时，能迅速恢复供电，从而能提高供电的可靠性。,(2)对于双侧电源的输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性。,(3)在电网的设计与建设过程中，有些情况下由于考虑重合闸的作用，可以暂缓架设双回线路，以节约投资。,(4)可以纠正由于断路器本身机构的问题或继电保护误动作引起的误跳闸。,5.1,自动重合闸的作用及基本要求,5.1.2 采用自动重合闸的不利影响,采用自动重合闸后，当重合于永久性故障时，也将带来一些不利影响，例如：,(1)电力系统将再次受到短路电流的冲击，对超高压系统还可能降低并列运行的稳定性，可能引起系统振荡。,(2)使断路器的工作条件更加恶劣，因在短时间内连续两次切断短路电流。这种情况对于油断路器必须予以考虑，因为第一次跳闸时，由于电弧的作用，已使绝缘介质的绝缘强度降低，在重合后第二次跳闸时，是在绝缘强度已经降低的不利条件下进行的，因此，油断路器在采用了重合闸以后，其遮断容量也要不同程度的降低(一般降低到80%左右)。,对于重合闸的经济效益，应该用无重合闸时因停电而造成的国民经济损失来衡量。由于重合闸装置本身的投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中获得广泛的应用。,5.1,自动重合闸的作用及基本要求,5.1.3 装设重合闸的规定,(1)在lkV及以上的架空线路或电缆与架空线的混合线路，在具有断路器的条件下，如用电设备允许且无备用电源自动投入时，一般都应装设自动重合闸装置。,(2)旁路断路器和兼作旁路的母联断路器或分段断路器，应装设自动重合闸装置。,(3)低压侧不带电源的降压变压器，可装设自动重合闸装置。,(4)必要时，母线故障可采用母线自动重合闸装置。,5.1,自动重合闸的作用及基本要求,5.1.4 对自动重合闸的基本要求,1.动作迅速,为了尽可能缩短电源中断的时间，在满足故障点电弧熄灭并使周围介质恢复绝缘强度所需要的时间，以及断路器灭弧室与断路器的传动机构准备好再次动作所必需的时间的条件下，自动重合闸装置的动作时间应尽可能短。重合闸的动作时间，一般采用0.5s1s。,2.在下列情况下，自动重合闸装置不应动作,(1)由运行人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时，自动重合闸装置不应动作。,(2)断路器手动合闸，由于线路上有故障，而随即被继电保护跳开时，自动重合闸装置不应动作。因为在这种情况下，故障多属于永久性故障，再合一次也不可能成功。,(3)当断路器处于不正常状态时(如操动机构中使用的气压、液压异常等)。,5.1,自动重合闸的作用及基本要求,3.动作的次数应符合预先的规定,不允许自动重合闸装置任意多次重合，其动作的次数应符合预先的规定。如一次重合闸就只能重合一次。当重合于永久性故障而断路器再次跳闸后，就不应再重合。在任何情况下，例如装置本身的元件损坏、继电器拒动等，都不应使断路器错误的多次重合到永久性故障上去。因为如果重合闸多次重合于永久性故障，将使系统多次遭受冲击，同时还可能损坏断路器，从而扩大事故。,4.动作后应能自动复归,自动重合闸装置成功动作一次后应能自动复归，为下一次动作做好准备。对于10kV及以下电压的线路，如有人值班时，也可采用手动复归方式。,5.重合闸时间应能整定,重合闸时间应能整定，并有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作，以便更好地与继电保护相配合，加速故障地切除。,6.用不对应原则启动,一般自动重合闸可采用控制开关位置与断路器位置不对应原则启动重合闸装置，即当控制开关在合闸位置而断路器实际上在断开位置的情况下，使重合闸启动，这样就可以保证不论是什么原因使断路器跳闸后，都可以进行一次重合。对于综合自动重合闸，宜采用不对应原则和保护同时启动。,5.1,自动重合闸的作用及基本要求,5.1.5 自动重合闸的类型,采用重合闸的目的有两点：一是保证并列运行系统的稳定性；二是尽快恢复瞬时故障元件的供电，从而自动恢复整个系统的正常运行。,按照自动重合闸装置作用于断路器的方式可分为以下三种类型。,1.三相重合闸,三相重合闸是指不论线路上发生的是单相短路还是相间短路，继电保护装置动作后均使断路器三相同时断开，然后重合闸再将断路器三相同时投入的方式。当前一般只允许重合闸动作一次，故称为三相一次自动重合闸装置。,2.单相重合闸,在110kV及以上电力系统中，由于架空线路的线间距离大，相间故障的机会很少，而绝大多数是单相接地故障。因此在发生单相接地故障时，只把故障相断开，然后再进行单相重合，而未发生故障的两相仍然继续运行，这样就能够大大提高供电的可靠性和系统并列运行的稳定性，这种重合闸方式称为单相重合闸。如果是永久性故障，单相重合不成功，且系统又不允许非全相长期运行，则重合后，保护动作使三相断路器跳闸不再进行重合。,5.1,自动重合闸的作用及基本要求,3.综合重合闸,综合重合闸是将单相重合闸和三相重合闸综合到一起，当发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式工作；当发生相间短路时，采用三相重合闸方式工作。综合考虑这两种重合闸方式的装置称为综合重合闸装置。,根据重合闸控制的断路器所接通或断开的元件不同，可将重合闸分为线路重合闸、变压器重合闸和母线重合闸等。目前在10kV及以上架空线路和电缆与架空线路的混合线路上，广泛采用重合闸装置，只有个别由于系统条件的限制，不能使用重合闸。例如，断路器遮断容量不足；防止出现非同期情况或者防止在特大型汽轮发电机出口重合于永久性故障时，产生更大的扭转力矩而对周系统造成损坏等。鉴于单母线或双母线的变电所在母线故障时会造成全停或部分停电的严重后果，有必要在枢纽变电所装设母线重合闸。根据系统的运行条件，事先安排哪些元件重合、哪些元件不重合、哪些元件在符合一定条件时才重合；如果母线上的线路及变压器都装设有三相重合闸，使用母线重合闸不需要增加设备与回路，只是在母线保护动作时不去闭锁那些预计重合的线路和变压器，实现比较简单。变压器内部故障多数是永久性故障，因而当变压器的瓦斯保护和差动保护动作后不重合，仅当后备保护动作时启动重合闸。,5.1,自动重合闸的作用及基本要求,根据重合闸控制断路器连续合闸次数的不同，可将重合闸分为多次重合闸和一次重合闸。多次重合闸一般使用在配电网中与分段器配合，自动隔离故障区段，是配电自动化的重要组成部分。而一次重合闸主要用于输电线路，以提高系统的稳定性。,对一个具体的线路，究竟使用何种重合闸方式，要结合系统的稳定性分析，选取对系统稳定最有利的重合方式。一般遵循下列原则：,(1)一般没有特殊要求的单电源线路，宜采用一般的三相重合闸。,(2)凡是选用简单的三相重合闸能满足要求的线路，都应选用三相重合闸。,(3)当发生单相接地短路时，如果使用三相重合闸不能满足稳定性要求而出现大面积停电或重要用户停电者，应当选用单相重合闸和综合重合闸。,5.1,自动重合闸的作用及基本要求,在电力系统中，三相一次自动重合闸的应用十分广泛。当输电线路上不论发生单相接地短路还是相间短路时，继电保护装置均将线路三相断路器断开，然后自动重合闸装置启动，经预定延时(一般为0.5s1.5s)发出重合脉冲，将三相断路器同时合上。若故障为暂时性的，则重合成功，线路继续运行；若故障为永久性的，则继电保护再次将三相断路器断开，不再重合。,单侧电源线路的三相一次自动重合闸由于下列原因，使其实现较为简单：,(1)不需要考虑电源间同步的检查问题。,(2)三相同时跳开，重合不需要区分故障类别和选择故障相。,(3)只需要在希望重合时断路器满足允许重合的条件下，经预定的延时，发出一次合闸脉冲。,5.2,单侧电源输电线路的三相一次自动重合闸,这种重合闸的实现元件有电磁型、晶体管型、集成电路型及微机型等，它们的工作原理是相同的，只是实现的方法不同。图,5.1,所示为单侧电源送电线路三相一次重合闸的工作原理框图，其主要由重合闸启动、重合闸时间、一次合闸脉冲、手动跳闸后闭锁、手动合闸于故障时保护加速跳闸等元件组成。,图,5.1,所示工作原理框图各部分如下：,(1),重合闸启动。当断路器由继电保护动作跳闸或其他非手动原因而跳闸后，重合闸均应启动。一般使用断路器的辅助常闭触点或者用合闸位置继电器的触点构成，在正常情况下，当断路器由合闸位置变为分闸位置时，立即发出启动指令。,(2),重合闸时间。启动元件发出启动指令后，时间元件开始记时，达到预定的延时后，发出一个短暂的合闸命令。这个延时即重合闸时间，可以对其整定。,(3),一次合闸脉冲。当延时时间到后，它立即发出一个可以合闸的脉冲命令，并且开始记时，准备重合闸的整组复归，复归时间一般为,15s,25s,。在这个时间内，即使再有重合闸时间元件发出命令，它也不再发出可以合闸的第二次命令。此元件的作用是保证在一次跳闸后有足够的时间合上,(,暂时性故障,),和再次跳开,(,对永久性故障,),断路器，而不会出现多次重合。,(4),手动跳闸后闭锁。当手动跳开断路器时，也会启动重合闸回路，为消除这种情况造成的不必要合闸，常设置闭锁环节，使其不能形成合闸命令。,(5),重合闸后加速保护跳闸回路。对于永久性故障，在保证选择性的前提下，尽可能地加快故障的再次切除，需要保护与重合闸配合。当手动合闸到带故障的线路上时，保护跳闸，故障一般是因为检修时的保安接地线未拆除、缺陷未修复等永久性故障，不仅不需要重合，而且还要加速保护的再次跳闸。,5.2,单侧电源输电线路的三相一次自动重合闸,5.2,单侧电源输电线路的三相一次自动重合闸,图,5.1,三相一次重合闸工作原理框图,5.3.