《自动重合闸讲》PPT课件.ppt

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1、 自动重合闸自动重合闸 主要内容主要内容一、自动重合闸的作用及基本要求二、输电线的三相一次重合闸三、高压输电线的单相重合闸3四、高压输电线的综合重合闸4 一、自动重合闸的作用及基本要求1.1 自动重合闸的产生背景及作用自动重合闸的产生背景及作用 （Background and Function)瞬时性故障：发生故障后，线路被继电保护迅速断开，电弧即自行熄灭，引起故障的外界物体（如：树枝、鸟类）因被电弧烧毁而消失。永久性故障：由线路倒塌、断线、绝缘子击穿或损坏而引起的故障，在线路被继电保护断开后依然存在。自动重合闸装置：当断路器跳闸后能将断路器自动合闸的装置。对于瞬时性故障，可以合闸成功，线路恢

2、复正常供电；对于永久性故障，重合不成功，线路不能恢复正常供电。一、自动重合闸的作用及基本要求 大大提高供电的可靠性；提高系统并列运行的可靠性,从而提高传送容量；对断路器本身引起的误跳闸，也能起纠正作用。系统中采用自动重合闸的优缺点：系统中采用自动重合闸的优缺点：优点 使电力系统再一次遭受故障的冲击，降低了超高压系统并列运行的可靠性；由于在很短时间内连续切除两次短路电流，使断路器的工作条件更加恶劣。缺点一、自动重合闸的作用及基本要求 1.2 对自动重合闸的基本要求对自动重合闸的基本要求(Basic requirements)对对1KV及以上的架空线路或混架线路，当有断路器时，都应装设重合闸。及以

3、上的架空线路或混架线路，当有断路器时，都应装设重合闸。在手动跳闸、手动合闸到故障时，自动重合闸不应动作；当断路器由继电保护或其他原因跳闸后，自动重合闸均应动作；自动重合闸动作的次数应符合预先的规定；自动重合闸动作后一般应自动复归，准备好下次动作；自动重合闸的重合时间应能整定，以便能更好地与继电保护配合，加速故障的切除；双侧电源线路上实现重合闸，应考虑两侧电源间同步的问题。一、自动重合闸的作用及基本要求1.3 自动重合闸的分类自动重合闸的分类(Classification)根据重合闸控制断路器接通断开的电力元件不同，可分为线路重合闸、线路重合闸、变压器重合闸、母线重合闸；变压器重合闸、母线重合闸

4、；根据重合闸连续合闸次数的不同，可分为多次重合闸和一次重合闸；多次重合闸和一次重合闸；根据重合闸控制断路器相数的不同，可分为单相重合闸、三相重合闸、单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸。综合重合闸。对单电源线路，一般采用三相重合闸；对单电源线路，一般采用三相重合闸；发生单相故障时，若三相重合闸不能满足稳定要求，应选用单相重合闸发生单相故障时，若三相重合闸不能满足稳定要求，应选用单相重合闸或综合重合闸。或综合重合闸。二、输电线的三相一次重合闸二、输电线的三相一次重合闸主要内容v单侧电源线路的三相一次重合闸v双侧电源线路的检同期三相一次重合闸v重合闸时限的整定v重合闸与继电保护的配合2.1 单侧电源

5、线路的三相一次重合闸单侧电源线路的三相一次重合闸 三相一次重合闸过程：三相一次重合闸过程：不论线路发生什么类型故障，三相断路器都跳开，经预定延时（一般为）发出重合脉冲，将三相断路器一起合上。若为瞬时性故障，因故障已经消失，重合成功；若为永久性故障，因故障依然存在，重合不成功，保护动作再次跳开断路器。三相一次重合闸的特点三相一次重合闸的特点：不需要考虑电源间的同步问题；不需要判别故障类型；实现简单。2.1 单侧电源线路的三相一次重合闸单侧电源线路的三相一次重合闸 三相一次重合闸工作原理框图:2.2 双侧电源线路的检同期三相一次重合闸双侧电源线路的检同期三相一次重合闸 1.1.双侧电源送电线路重合

6、闸的特点双侧电源送电线路重合闸的特点 当线路发生故障跳闸后，需要考虑两侧电源是否同步，以及是否允许非同步合闸的问题。当线路上发生故障时，两侧的保护可能以不同的时限动作于跳闸，如一侧为第段动作，另一侧为第段动作。为了保证故障点电弧的熄灭和绝缘强度的恢复，以使重合闸可能成功，线路两侧的重合闸必须保证在两侧的断路器都跳闸后再进行重合。2.2 双侧电源线路的检同期三相一次重合闸双侧电源线路的检同期三相一次重合闸 2.2.双侧电源送电线路重合闸的主要方式双侧电源送电线路重合闸的主要方式 快速自动重合闸快速自动重合闸。保护断开两侧断路器后，0.50.6s后进行重合。使用快速自动重合闸应满足以下要求：）线路

7、两侧都装有可以进行快速重合的断路器，如快速气体断路器。）线路两侧都装有全线速动的保护，如纵联保护。）重合瞬间输电线路中出现的冲击电流对电力设备、电力系统的冲击 均在允许范围内。非同期重合闸非同期重合闸。就是不考虑系统是否同步而进行自动重合闸的方式（期望系统自动拉入同步，须校验冲击电流，防止保护误动）。检同期的自动重合闸检同期的自动重合闸。当必须满足同期条件才能合闸时，使用检同期重合闸。2.2 双侧电源线路的检同期三相一次重合闸双侧电源线路的检同期三相一次重合闸3.具有检无压和检同期的重合闸具有检无压和检同期的重合闸 图5.3 具有同期和无压检查的重合闸接线示意图 KU2同步检定继电器；KU1无

8、电压检定继电器；KRC重合闸继电器；发生瞬时性故障两侧断路器跳闸含KU1的一侧重合闸先重合含KU1一侧重合成功另一侧检同步投入断路器线路恢复正常工作另一侧无压，KU2不动作，该重合闸不启动2.2 双侧电源线路的检同期三相一次重合闸双侧电源线路的检同期三相一次重合闸 具有检无压和检同期重合闸的改进具有检无压和检同期重合闸的改进 在使用检查线路无电压方式重合闸的一侧，当该侧断路器在正常运行下由于某种原因（如误碰跳闸开关，保护误动作等）而跳闸时，由于对侧并未动作，线路上有电压，因而不能实现重合，这是一个很大缺陷。为解决这一问题，通常在检定无电压的一侧也同时接入同步继电器，两者经“或”门并联工作，如下

9、图所示。一侧采用投入无电压检定和同步检定（两者并联工作），另一侧只投入同步检定。两侧的投入方式可以利用其中的压板定期轮换。这样可使两侧断路器切断故障次数大体相同2.3 2.3 重合闸时限的整定原则重合闸时限的整定原则1.单侧电源线路三相重合闸时间整定单侧电源线路三相重合闸时间整定重合闸的最小时间按以下条件确定：（1）故障点的电弧熄灭并使周围介质恢复绝缘强度需要的时间；（2）断路器动作跳闸熄弧后，其触头周围绝缘强度的恢复及消弧室重新充满油、气所需时间；同时其操作机构恢复原状准备好再次动作需要的时间；（3）如果重合闸利用继电保护跳闸出口信号进行启动，动作时限应再加上断路器的跳闸时间。根据我国运行经

10、验，重合闸最小时间为0.30.4S2.3 2.3 重合闸时限的整定原则重合闸时限的整定原则v2.双侧电源线路三相重合闸的时间整定双侧电源线路三相重合闸的时间整定 其最小重合闸时间除满足1中原则外，还应从最不利情况出发，每一侧重合闸都应以本侧先跳闸，对侧后跳闸，作为考虑整定时间的依据。图5.7 双侧电源线路重合闸动作时限配合示意图tpr.1-本侧保护的动作时间；tQF1-本侧断路器跳闸时间；tpr.2-对侧保护的动作时间；tQF2-对侧断路器跳闸时间；t U-故障点灭弧和周围介质去游离的时间。先跳闸侧重合闸装置的动作时限整定为：tARD=tpr.2+tQF2-tpr.1-tQF1+tu2.4 自

11、动重合闸与继电保护的配合自动重合闸与继电保护的配合 （1）重合闸前加速保护）重合闸前加速保护“前加速”特点：故障后，保护第一次动作切除故障是无选择性的；重合闸以后，保护第二次动作切出故障是有选择性的。K1点短路保护3瞬时跳闸（无选择性）保护3进行重合恢复供电若是瞬时故障保护按阶梯时限动作切除故障若是永久性故障采用前加速的优点：采用前加速的优点：（1）能快速切除瞬时性故障；（2）可能使瞬时性故障无法发展成永久性故障，提高了重合闸的成功率；（3）能保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.60.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量；（4）使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单，经济。

12、采用前加速的缺点：采用前加速的缺点：（1）断路器工作条件恶劣，动作次数较多；（2）重合于永久性故障时，故障切除时间可能较长；（3）如果重合闸装置或断路器QF3拒绝合闸，则将扩大停电范围。前加速保护主要用于前加速保护主要用于35KV以下由发电厂或重要变电所引出的直配线以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上，以便快速切除故障，保证母线电压。路上，以便快速切除故障，保证母线电压。2.4 自动重合闸与继电保护的配合自动重合闸与继电保护的配合2.4 自动重合闸与继电保护的配合自动重合闸与继电保护的配合 （2 2）重合闸后加速保护重合闸后加速保护 后加速保护就是当线路第一次故障时保护有选择性动作，然后进

13、行重合。如果重合于永久性故障，则加速保护动作，瞬时切除故障，而与保护第一次动作是否带时限无关。重合闸后加速过电流保护的原理接线图KA-过流继电器常开触点；KS-时间继电器线圈；KS1-瞬时常开触点；KS2-延时闭合触点；KCO-出口继电器；XB-压板；KCP-重合闸启动触点。故障发生KS2触点闭合经整定时限启动KCO而跳闸经一定时间启动重合闸KCP触点闭合1s永久性故障再次跳闸KA再次动作KS1、XB、KCP串联立即启动KCO启动KSKA动作2.4 自动重合闸与继电保护的配合自动重合闸与继电保护的配合 后加速的优点后加速的优点：（1）第一次是有选择性的切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的

14、高压电网中，一般不允许保护无选择性的动作而后以重合闸来纠正（即前加速）；（2）保证了永久性故障的瞬时切除，并仍然是具有选择性的；（3）和前加速相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制。后加速的缺点后加速的缺点：（1）每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比较为复杂；（2）第一次切除故障可能带有延时。“后加速后加速”的配合方式广泛用于的配合方式广泛用于35kv以上的系统及对重要负荷供电的送以上的系统及对重要负荷供电的送电线路上。电线路上。三、高压输电线路的单相重合闸问题的提出：v以上讨论的重合闸都是三相式的，即无论跳闸还是合闸都是对三相一起操作。v运行经验表明，220-500KV系统发生的

15、故障，90%以上均为单相接地短路。v单相跳开、两相运行情况下，单相重合闸将大大有利于提高系统并列运行的稳定性。v单相重合闸：单相故障跳单相，经一定时间重合单相，重合不成功再跳开三相。3.1 3.1 单相自动重合闸与保护的配合关系单相自动重合闸与保护的配合关系 M端子、N端子的区别及设置的必要性保护装置动作选相元件动作经与门进行单相跳闸并启动重合闸合闸回路进行单相跳闸和单相重合单相故障相间故障时跳开三相进行三相重合或不进行重合故障发生后工作过程：3.2 3.2 单相重合闸的特点单相重合闸的特点1.对故障选相元件的基本要求对故障选相元件的基本要求 选相准确，与保护配合后只跳开发生故障的一相；在故障

16、相末端发生接地短路时，该相选相元件应保证足够的灵敏度。常用的选相元件常用的选相元件 电流选相元件；低电压选相元件；阻抗选相元件、工频变化量选相元件。3.2 3.2 单相重合闸的特点单相重合闸的特点 2.单相重合闸动作时限的选择单相重合闸动作时限的选择 除应满足三相重合闸提出的要求外，还应考虑下列问题：1）两侧选相元件与继电保护配合以不同时限切除故障的可能性。2）潜供电流的影响。指当故障相线路自两侧切除后，由于非故障相与断开相之间存在静电（通过电容）和电磁（通过电感）的联系，虽然短路电流已被切断，但在故障点的弧光通道中仍有电流流通。潜供电流的存在将使故障点的熄弧受到严重影响;潜供电流的持续时间与

17、故障电流、故障切除时间等许多因素有关；一般以实测来确定故障点熄弧时间，从而整定单相重合闸的动作时间。3.2 3.2 单相重合闸的特点单相重合闸的特点3 对单相重合闸的评价对单相重合闸的评价 能在绝大多数故障情况下保证对用户的供电连续性，提高了供电的可靠性；可以提高双侧电源系统并列运行的可靠性。对于联系比较薄弱的系统，较之三相重合闸，能避免两系统的解列。需要有按相操作的断路器；需要专门的选相元件与继电器保护相配合。保护的接线、整定计算和调试工作相对复杂。在在220500KV的线路上，单相重合闸得到了广泛的应用。的线路上，单相重合闸得到了广泛的应用。优点优点：缺点缺点：四、四、高压输电线路的综合重合闸简介高压输电线路的综合重合闸简介 将单相重合闸与三相重合闸结合在一起实现的重合闸，称为综合重合闸。综合重合闸应考虑的基本原则：综合重合闸应考虑的基本原则：（1）单相接地短路时跳开单相，然后进行单相重合；如重合不成功则跳开三相而不再进行重合。（2）各种相间短路时跳开三相，然后进行三相重合；如重合不成功，仍跳开三相，而不再进行重合。（3）当选相元件拒绝动作时，应能跳开三相并进行三相重合。（4）无论单相或三相重合闸，在重合不成功之后，均应考虑加速切除三相，即实现重合闸后加速。