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继电保护(7自动重合闸)


第七章
自动重合闸

本章要点
? 一、自动重合闸的作用(优点、缺点) ? 二、起动原则 ? 三、重合闸方式 ? 四、同期和无压检定的自动重合闸 ? 五、动作时限的组成
? 故障点电弧熄灭并使周围介质恢复绝缘强度;(潜供电流)

? 断路器恢复开断能力;
? 两侧以不同时限切除故障的可能:

>
? 六、与继电保护的配合(前加速、后加速)

第一节自动重合闸的作用与要求
一、自动重合闸在电力系统中的作用 ? 电力系统架空线故障占了大多数。

? 架空线故障大多数为瞬时性故障。采用自动重 合闸(Automatic Reclosing)能够提高供电可 靠性,成功率在60%~90%。近来发现电缆瞬 时性故障几率也很大,可达50%,也有采用电 缆重合闸。
? 自动重合闸重合于瞬时性故障可提高供电可靠 性,避免线路 停电检修;但重合于永久性故障 相当于对系统的二次冲击,因此有研究自适应 重合闸。

电力系统采用重合闸的技术经济效果
1. 提高供电可靠性; 2. 重合闸成功,有利于提高电力系统并列运行的稳 定性; 3. 对断路器的误动作,可以起到纠正作用。

? 基本有条件的架空线路都应该装设重合闸。
? 重合于永久性故障,会带来一些不利影响: 1. 使电力系统又一次受到故障冲击; 2. 恶化了断路器的工作条件。

二、 对自动重合闸装置的基本要求
1. 重合闸不应动作的情况

(1)有值班人员手动操作或通过遥控装置将断路器 断开时。
(2)手动投入断路器,由于线路有故障,而随即被 继电保护将其断开时。 ? 除上述条件外,当断路器由继电保护动作或其他 原因而跳闸时,重合闸均应动作。

2. 重合闸的起动方式
? 当断路器是非手动操作跳闸的情况,一定有控制开 关位置与断路器状态不对应,即:控制开关在“合 闸”位置,而实际断路器是“断开”位置。利用这 种不对应关系可以确保满足以上要求。 3. 自动重合闸的动作次数

? 一次式重合闸
? 二次式重合闸 4. 自动重合闸的复归方式 ? 自动复归 ? 手动复归

5. 重合闸与继电保护的配合 ? 前加速与后加速方式:在明确判断故障性质时,加 速继电保护动作,以加速切除故障。 6. 对双侧电源线路上重合闸的要求 ? 重合闸时两侧电源的同步问题。 7. 闭锁重合闸 ? 自动重合闸装置应具有接受外来闭锁信号的功能 ? 当断路器处于不正常状态而不允许重合闸时,应将 自动重合闸闭锁。

三、自动重合闸的分类
? 动作次数:一次重合闸、多次重合闸 ? 应用场合:单侧电源重合闸、双侧电源重合闸 ? 作用于断路器的方式:三相重合闸、单相重合闸、 综合重合闸。

第二节 三相一次自动重合闸
? 单侧电源线路的三相一次自动重合闸 ? 动作逻辑:线路故障——继电保护跳三相——重 合闸起动——延时三相重合——瞬时性故障,重 合成功;永久性故障——保护再次动作跳三相。

二、双侧电源线路的三相一次自动重合闸 1. 双侧电源送电线路重合闸的特点 (1)时间的配合。两侧保护可能以不同的时限动作 于跳闸,线路两侧的重合闸必须在两侧断路器都跳 闸后,再经一定延时后进行重合。 (2)同期问题:线路上发生故障跳闸后,常常存在 两侧电源是否同步,以及是否允许非同步合闸的问 题。

2. 双侧电源线路的自动重合闸方式 ? 不检定同期和无压的重合闸:快速重合闸、非同期 重合闸、解列重合闸及自同期重合闸等
? 快速重合闸:保护断开两侧断路器后在0.5-0.6s内使之再 重合。主要考虑到在这么短的时间相同尚未失步,可不 用检定同期。快速重合闸有利于提高供电可靠性和运行 稳定性。

? 检定同期和无压的重合闸:
? 检定平行线路电流的重合闸,
? 同期和无压检定的重合闸(一侧检定线路无电压、另一 侧检定同期的重合闸)。

重合闸方式
? 非同期重合闸:在线路两侧断路器跳闸后,不管两 侧电源是否同期,即进行重合闸。 ? 流过发电机、同步调相机及变压器的最大冲击 电流不超过允许值

? 非同期合闸后可能产生的振荡过程影响较小。
? 解列重合闸与自同期重合闸

? 自动解列重合闸
? 自同期重合闸

解列重合闸与自同期重合闸

线路联系紧密时的自动重合闸
? 并列运行的发电厂或电力系统之间,在电气上联系 紧密时,当断开任一条线路时,任意线路两端之间 都不会失去电气联系,因此不会出现非同步合闸问 题,这时可以采用不检查同步的自动重合闸。

检查双回线另一回线电流的重合闸

具有同期和无压检定的重合闸

同期和无压检定的重合闸 1. 重合过程:线路故障——断路器跳开——线路失 压——检无压侧(M侧)低电压继电器KV动 作——该侧AR首先动作使(M侧)断路器合闸。 ? 重合不成功:断路器再次跳闸。这时检同期N侧 没有电压,同期检定继电器KY不动作,N侧重合 闸不起动。 ? 重合成功:检同期N侧在符合同期条件( ? ? 定值) 时即投入断路器合闸。 2. 注意事项:两侧工作条件定期轮换;在检无压侧 同时投检定同期,已应对断路器误动时的重合闸; 检同期侧不允许投检无压,以防止两侧同时检无 压起动,造成非同期重合闸。

同步检定继电器原理
? ? ? ? ?U ? U1 ? U 2 ,当U1 ? U 2时,?U ? 2U1 sin 2

三、重合闸动作时限的选择原则 1. 单侧电源线路的三相重合闸
? 重合闸时限的考虑 (1)故障点电弧熄灭并使周围介质恢复绝缘强度; (2)断路器恢复开断能力; 我国一般采用1s左右的时限。 2. 双侧电源线路的三相重合闸 ? 增加考虑两侧以不同时限切除故障的可能:

t AR ? tR. N ? tB. N ? tR.M ? tB.M ? tu

四、重合闸与继电保护的配合
1. 重合闸前加速保护

? 对于保护3,其动作时限按阶梯型原则来配合 就较长,因此可以和重合闸配合起来用。
? 故障第一次切除,不管在区内还是区外,只要 保护3起动都瞬时跳闸,如果是区内,按选择 性正确动作,之后正常重合闸;如果是区外故 障,保护3是无选择性动作,通过重合闸纠正; 如果是瞬时性故障,保护3重合后,全线恢复 正常,如果是永久性故障,由保护2、1有选择 性切除。

? 优点:不需考虑保护1、2的重合闸,只要保护3加 装重合闸即可;保护3可以瞬时切除故障。 ? 缺点:保护3断路器工作条件恶劣;永久性故障切 除时间较长;重合闸或断路器拒动,可能扩大停电 范围(区外故障时) ? 应用:35kV及以下由发电厂或重要变电站引出的 直配线路上,以快速切除故障,保证母线电压。

2. 重合闸后加速保护 ? 线路第一次故障时,有选择性动作,然后重合闸, 重合到永久性故障上,则保护瞬时动作(故障线路 已知),加速切除故障。(每套保护都对应一套重 合闸) ? 主要用于35kV以上的网络及对重要负荷供电的送 电线路上。

重合闸后加速保护

第三节 单相自动重合闸
? 在超高压架空线路上,线间距离较大,绝大部分 故障为单相接地短路。
? 单相重合闸:发生单相接地短路,跳单相;重合 单相;若为永久性故障,重合闸不成功,跳三相。 一、单相自动重合闸的特点

1. 需要设置故障选相元件;
2. 应考虑未断开两相的潜供电流的影响

3. 应考虑非全相运行的影响。

1. 故障选相元件
? 要求:保证选择性;足够的灵敏度。
? 常用的选相元件: (1)电流选相元件——过电流继电器 (2)低电压选相元件——低电压继电器 (3)阻抗选相元件——低阻抗继电器 ? 其中,阻抗选相元件具有更高的选择性和灵敏性, 获得广泛的应用,并需要按照保护整定计算类似的 原则进行大量的分析和计算。

2. 动作时限的选择
? 应满足三相重合闸的基本要求(熄弧时间、绝缘强 度恢复时间、断路器开断能力恢复时间等) ? 考虑选相元件与继电保护以不同时限切除故障的最 大时间差。 ? 潜供电流对灭弧所产生的影响

三、继电保护与重合闸回路的配合关系

第四节 综合重合闸简介
? 综合重合闸:单相故障时,按单相重合闸;相间故 障时,按三相重合闸动作。 ? 综合重合闸的接线应能同时满足分别进行综合、单 相、三相重合闸的各种可能性。

? 综合重合闸回路接线的原则。


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