第6章自动重合闸.ppt

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1、第第6 6章章 自动重合闸自动重合闸o第一节 三相自动重合闸n自动重合闸的作用及其基本要求 n单侧电源线路的三相一次自动重合闸n双侧电源线路的三相一次自动重合闸n自动重合闸与继电保护的配合o第二节 综合自动重合闸n概述n单相自动重合闸的特点n选相元件的基本原理n综合自动重合闸装置的构成原则及其要求n综合自动重合闸的动作情况介绍6 6、1 1 三相自动重合闸三相自动重合闸6.1.1 6.1.1 自动重合闸的作用及其基本要求自动重合闸的作用及其基本要求 一、在输电线路上，采用自动重合闸一、在输电线路上，采用自动重合闸(简称简称ZCH)ZCH)的作用：的作用：在线路上发生暂时性故障时，迅速恢复供电，

2、从而可提高供电的可靠性。对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量。可以纠正由于断路器机构不良或继电保护误动作引起的误跳闸。二、对输电线路的自动重合闸装置提出的基本要求：二、对输电线路的自动重合闸装置提出的基本要求：(l(l）动作迅速）动作迅速 在满足故障点去游离（即介质恢复绝缘能力）所需的时间以及断路器消弧室和断路器的传动机构准备好再次动作所而的时间的条件下，ZCH装置的动作时间应尽可能短。对于重合闸动作的时问，一般采用0.51.55s。(2(2）不允许任意多次重合）不允许任意多次重合 ZCH动作次数应符合预先的规定，如一次重合闸就只应重合一次。当重合

3、于永久性故障而断路器再次跳闸时，就不应再重合。在任何情况下，都不应把断路器错误地多次重合到永久性故障上去。(3(3）动作后应能自动复归）动作后应能自动复归 ZCH成功动作一次后，应能自动复归，准备好再次动作。(4(4）手动跳闸时不应重合）手动跳闸时不应重合 当运行人员手动操作或遥控操作使断路器断开时，装置不应自动重合。（5 5）手动合闸于故障线路不重合）手动合闸于故障线路不重合 当手动合闸于故障线路时，继电保护动作使断路器跳闸后，装置不应重合。6.1.2 6.1.2 单侧电源线路的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 所谓三相一次自动重合闸方式，就是不论在输电线路上发生单相接地短

4、路还是相间短路，继电保护装置均将线路三相断路器起断开，然后重合闸装置启动，将三相断路器一起合上。若故障为暂时性的，则重合成功，若故障为永久性的，则继电保护将现再次将断路器三相一起断开，而不再重合。一、三相一次自动重合闸的概念一、三相一次自动重合闸的概念 三相一次自动重合闸装置通由启动元件启动元件、延时元件延时元件、一次合闸脉冲元件一次合闸脉冲元件和执行元件执行元件4部分组成。启动元件启动元件的作用是当断路器跳闸之后，使重合闸的延时元件启动；延时元件延时元件是为了保证断路器跳闸之后，在故障点有足够的去游离时间和断路器及传动机构能准备再次动作的时间；一次合闸脉冲元件一次合闸脉冲元件用于保证重合闸装

5、置只能重合一次；执行元件执行元件则是将重合闸动作信号送至合闸电路和信号回路，使断路器重新合闸，让值班人员知道重合闸已动作。二、三相一次自动重合闸的的组成及其作用二、三相一次自动重合闸的的组成及其作用图6.1 电磁式三相一次自动重合闸原理接线图 (l(l）正常情况下）正常情况下 线路处在正常工作情况下，断路器处在合闸状态，其辅助常开接点DL2闭合，常闭接点DL1打开，控制开关KK的接点21、23接通，重合闸继电器中的电容器C经1R而充满电，电容器两端的电压等于电源电压。用于监视中间继电器ZJ接点是否完好灯光监视回路6接通，XD亮。三、三相一次自动重合闸的工作情况三、三相一次自动重合闸的工作情况表

6、6.1 对应于图6.1 KK接点的通断情况 (2(2）线路短路保护动作时）线路短路保护动作时 当线路发生短路，保护动作时BH1闭合，2SJ启动。经预定延时后，送出跳闸信号，使防跳继电器TBJ（1）启动（回路12)，断路器跳开后，接点DL2打开，DL1闭合，TBJ（1）因断电失磁而恢复原来状态。当断路器跳开，DL1闭合后，跳闸位置继电器TWJ被启动（回路11)，其接点TWJ1闭合。于是，时间继电器1SJ启动（回路1和2)，经重合闸的整定时间（0.51.55）后，延时接点1SJ1闭合，电容器C即通过1SJ1对中间继电器ZJ放电（回路3和4)，使ZJ动作。其常闭接点ZJ4 打开，灯光熄；其常开接点Z

7、J3闭合，直流电源经回路7和10使合闸接触器HC励磁，使断路器合闸。由于ZJ电流自保持线圈的作用，只要电压线圈被短时启动，便可保证使ZJ于合闸过程中一直处于动作状态，从而使断路器可靠合闸。如果线路上的故障是暂时性的，则断路器合闸后DL1打开，TWJ失磁，TWJ1打开，1SJ返回ZJ也因DL1打开而返回。ISJ返回后，1SJ1断开，电容C开始经1R充电，大约经1015s后，C两端充满电压，这一电路就自动复归，准备好再次动作。如果线路上的故障是永久性的，则在断路器合闸后，继电保护将再次动作，而使断路器重新跳开，这时1SJ将再次启动，1SJ1又闭合，电容C向ZJ放电，因电容C充电的时间短，其两端电压

8、较低不足以使ZJ启动，故断路器不能再次重合。ZJ也就永远不能再次动作，从而保证了重合闸只动作一次。(3 (3）手动操作跳闸时）手动操作跳闸时 当手动操作跳闸时，KK的接点6、7接通，回路12通，断路器跳开。断路器跳开后，KK的接点21、23断开，接点2、4 接通，使重合闸回路失去正电源，不可能再动作于合闸。而2、4接通后，使电容C经2R放电，C上的电压迅速降低。(4(4）手动操作合闸时）手动操作合闸时 当手动操作合闸时，KK接点5、8接通，经回路10启动合闸接触器HC，断路器合闸，同时，KK的接点21,23,25,28接通，接点2、4断开，重合闸回路获得正电源，正电源经IR向C充电，但需经10

9、15s 才能充到操作电源电压。接点25、28接通后，使加速继电器JSJ动作，JSJ接点闭合。如线路上有故障，则断路器合闸后，继电保护随即动作，经JSJ接点使断路器无延时跳开。这时，电容器C两端电压还比较低，不足以使ZJ启动，故重合闸不可能动作。(5 (5）防止断路器多次重合于永久性故障的措施）防止断路器多次重合于永久性故障的措施 在原理接线图中，若ZJ动作后，它的常开接点ZJ1、ZJ2、ZJ3被粘住时，线路发生永久性故障，则当第一次重合闸后，保护再次动作，使断路器断开，断路器跳开后，由于DL1又处于闭合状态，若无防跳继电器TBJ，则ZJ被粘住的接点又会立即启动HC，发出合闸脉冲，形成多次重合。

10、为此，在原理图中装设了防跳继电器TBJ。(6 (6）重合闸的闭锁回路）重合闸的闭锁回路 在某些情况下，例如在母线L发生故障，母线差动保护动作，使线路断路器跳闸时，不允许实现自动重合闸。在这种情况下，应将重合闸闭锁，使之退出工作，为此，可将母线差动保护的出口继电器常开接点BH2与KK的接点2、4并联，当母线差动保护动作后，BH2闭合，电容C即经2R放电，就不能再使ZJ动作，从而达到了闭锁重合闸的目的。一、两端均有电源的输电线路采用自动重合闸装置时，一、两端均有电源的输电线路采用自动重合闸装置时，应考虑的两个问题：应考虑的两个问题：(l(l）时间的配合）时间的配合 由于线路两侧的继电保护，在输电线

11、路上发生故障时，可能以不同的时限断开两侧断路器。(2(2）同期问题）同期问题 在某些情况下，当线路断路器断开之后，线路两侧电源之间的电势角摆开，有可能失去同步。这时，后合闸一侧的断路器在进行重合闸时，应考虑是否同步的问题，以及是否允许非同步合闸的问题。6.1.3 6.1.3 双侧电源线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸 二、在我国的电力系统中，在两端电源线路上采用三相一二、在我国的电力系统中，在两端电源线路上采用三相一次重合闸主要几种方式：次重合闸主要几种方式：1 1）快速自动重合闸方式）快速自动重合闸方式 所谓快速重合闸，就是当输电线路上发生故障时，继电保护很快使线路两侧

12、的断路器断开并接着进行重合。快速重合闸方式的最大特点是快速。采用快速自动重合闸方式必须具有下列一些条件：线路两侧的断路器都装有能瞬时动作的保护整条线路的继电保护装置，如高频闭锁距离保护等；线路两端必须采用可以进行快速重合闸的断路器，如快速空气断路器；在两侧断路器重新合闸的瞬间，输电线路上所出现的冲击电流对电力系统各元件的冲击均未超过其允许值。输电线路的冲击电流，可根据两侧电势可能摆开的最大角度来计算。当两侧电源电势绝对值相等时，则有：式中：Z系统的总阻抗；考虑最严重情况时=180;E发电机电势，对所有同步电机的电势，E取 1.05UN。a.对于汽轮发电机b.对于有纵横阻尼回路的水轮发电机c.对

13、无阻尼回路或阻尼回路不全的水轮发电机 d.对同步调相机e.对电力变压器式中：I通过发电机、变压器的最大冲击电流的周期分量；IN各元件的额定电流；发电机的纵轴次暂态电抗标么值；发电机纵轴暂态电抗标么值；电力变压器短路电压的百分值 按规定，由式（5.1）计算得出的冲击电流不应超过下列规定数值：2)2)非同期重合闸方式非同期重合闸方式 非同期重合就是采取不考虑系统是否同步而进行自动重合闸的方式。当线路断路器断开后，即使两侧电源已失去同步，也自动重新合上断路器并期待由系统自动拉入同步。在电力系统中，当没有快速动作的继电保护和快速动作的断路器时，可以考虑采用非同期重合闸方式。采用非同期重合闸方式时，系统

14、中的元件都将受到冲击电流的考验。3 3）检查另一回路电流的重合闸和自动解列重合闸方式）检查另一回路电流的重合闸和自动解列重合闸方式 运用时机：在没有其他旁路联系的双回线上，当不能采用非同期重合闸时，可采用检查另一回路上有电流的重合闸；在两侧电源的单回线上，当不能采用非同期重合闸时，一般可采用解列重合闸方式。图6.3 单回线上采用解列重合闸的示意图图6.2 双回线采用检查另一回路有电流的重合闸示意图 4 4）检查同期重合闸方式）检查同期重合闸方式 运用时机：运用时机：当在两侧电源的线路上既没有条件实现快速重合闸，又不可能采用非同期重合闸时，应该采用检查同期重合闸。检查同期重合闸的特点：检查同期重

15、合闸的特点：当线路短路，两侧断路器跳开后，先让一侧的断路器合上，另一侧断路器在重合时，应进行同步条件的检查，只有在断路器两侧电源满足同步条件时，才允许进行重合。这种重合闸方式不会产生很大的冲击电流，合闸后也能很快拉入同步。这种检查同期的重合闸方式，是在单端供电线路重合闸接线的基础上增加附加条件来实现的。缺点：缺点：重合闸装置不能纠正这种情况下的误跳闸，这是一个很大的缺陷。图6.4 检查同期重合闸方式的示意图 图6.5 检查同期重币闸的启动回路 1 1、检查同步继电器的作用、检查同步继电器的作用 检查同步继电器是实现检查同期重合闸方式的一个很重要的元件。检查两侧电源满足同步条件，实质上就是要求两

16、侧电源的电压差，频率差和相位差都在一定的允许范围内才允许重合闸。当其中一个条件不满足时，则不允许重合闸。这个任务是由检查同步继电器来完成的。三、检查同步继电器三、检查同步继电器 2 2、检查同步继电器的结构接线、检查同步继电器的结构接线 检查同步继电器可用一种有两个电压线圈的电磁型电压继电器来实现，其内部接线如图6.6所示。它的两组线圈分别经电压互感器接入母线电压UB和线路电压UL，两组线圈在铁芯中所产生的磁通B、L也方向相反。因此，铁芯中的总磁通为两电压所产生的磁通之差，也就是反映两侧电源的电压差U。图6.6 检查同步继电器TJJ的内部接线图图6.7 加于同步检查继电器上的电压U与幅值和相位

17、的关系（a)幅值不等但同相位；(b)不同相位，但幅值相等 3 3、的大小与相位（或频率）的关系：的大小与相位（或频率）的关系：可见，将随着（角频率S）的增大而增大。自动重合闸与继电保护配合的方式主要有两种：即自动重自动重合闸前加速保护动作合闸前加速保护动作和自动重合闸后加速保护动作自动重合闸后加速保护动作。6.1.4 6.1.4 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 (l (l）自动重合闸前加速保护动作）自动重合闸前加速保护动作(简称为简称为“前加速前加速”)原理说明原理说明:图6.8中每一条线路上均装有过流保护 ，当其动作时限按阶梯形选择时，断路器1DL处的继电保护时限最长。

18、为了加速切除故障，在IDL处可采用自动重合闸前加速保护动作方式。即在1DL处不仅有过流保护，还装设有能保护到L3的电流速断保护和自动重合闸装置ZCH。这时，不论是在线路L1、L2或L3发生故障，1DL处的电流速断保护都无延时地断开断路器1DL，然后自动重合闸装置将断路器重合一次。如果是暂时性故障，则重合成功，恢复正常供电；如果是永久性故障，则在1DL重合之后，过流保护将按时限有选择地将相应的断路器跳开。即当凡点故障时，由3DL的保护跳开3DL，若3DL保护拒动，则由ZDL保护跳开断路器ZDL。图6.8 重合闸前加速保护动作原理说明图 图6.9 重合闸前加速保护的动作的接点电路 自动重合闸自动重

19、合闸“前加速前加速”保护方法动作过程保护方法动作过程:自动重合闸“前加速”保护方法的实现,是将重合闸装置中加速继电器JSJ的常闭接点串联接于电流速断保护跳闸出口回路中（如图6.9 所示），其动作过程可参阅图6.1。当线路上发生故障时，电流速断保护的电流继电器LJ的接点瞬时闭合，正电源经加速继电器的常闭接点JSJ启动TQ而跳闸。随后，自动重合闸装置启动，当ZCH的中间继电器ZJ动作，常开接点ZJ1ZJ3闭合而发出合闸脉冲时，其中的一对常开接点ZJ3 也同时启动加速继电器JSJ，使，JSJ的常闭接点打开。如果重合于永久性故障，则电流速断保护的电流继电器LJ虽启动，但不能经JSJ的常闭接点去瞬时跳闸

20、，而是要等过流保护的延时接点2SJ闭合后，才一能去跳闸这样，在重合闸后，保护就带时限跳闸。采用采用“前加速前加速”方式的优缺点方式的优缺点 优点优点:能快速地切除故障，使暂时性故障来不及发展成为永久性故障，而且设备少，只须一套ZCH 装置。缺点缺点:重合于永久性故障时，再次切除故障的时间可能很长，装有重合闸装置的断路器的动作次数很多，若此断路器或重合闸拒动，则 停电的范围将扩大，甚至在最末一级线路上故障，也可能造成全部停电。因此，实际上“前加速”方式主要用于35kV以下的网络 (2 (2）重合闸后加速保护动作）重合闸后加速保护动作(简称为简称为“后加速后加速”)原理说明原理说明:这种方式就是第

21、一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸。如果重合于永久胜故障，则加速保护动作，瞬时切除故障采用“后加速”方式时，必须在每条线路上都装设有选择性保护和自动重合闸装置,与任一线路上发生故障时，首先由故障线的选择性保护动作将故障切除，然后由故障线路的ZCH进行重合，同时将选择性保护的延时部分退出工作。如果是暂时性故障，则重合成功，恢复正常供电；如果是永久性故障，故障线的保护便瞬时将故障再次切除。图6.10 垂合闸后加速保护动作的原理说明图 图6.11 重合闸后加速保护动作的接点电路 重合闸后加速保护动作过程重合闸后加速保护动作过程:ZCH加速继电器的常开接点JsJ，与保护的瞬时接点LJ串联，而加速

22、继电器的常闭接点JSJ2与保护的延2SJ串联。当故障时，LJ虽然动作，但JSJ1是断开的，不能瞬时跳闸；只有当按照选择性原则动作的保护接点2SJ闭合时，才能接通TQ，使断路器跳闸。随后，ZCH动作，发出合闸脉冲，并启动加速继电器JSJ，使常开接点JSJ1闭合，常闭接点JSJ2打开。若重合在永久性故障上，则LJ将瞬时再次动作，这时，因JSJ1已闭合，故能立即形成TQ的通路，无须等待延时，而立即使断路器跳闸。“后加速”也可采用JSJ1短接2SJ的延时接点的方法来实现。采用采用“后加速后加速”保护的优缺点：保护的优缺点：优点：优点：第一次跳闸是有选择性的动作，不会扩大事故。在重要的高压网络中，一般都

23、不允许保护无选择性地动作，应用这一方式尤其适合；使再次断开永久性故障的时间加快，有利于系统并联运行的稳定性。主要缺点：主要缺点：第一次故障可能带时限，当主保护拒动，而由后备保护来跳闸时，时间可能比较长。6.2 6.2 综合自动重合闸综合自动重合闸 单相重合闸的概念：单相重合闸的概念：所谓“单相重合闸”，就是指线路上发生单相接地故障时，保护动作只跳开故障相的断路器，然后进行单相重合。如果故障是暂时性的，则重合闸后，便恢复三相供电，如果故障是永久性的，而系统又不允许长期非全相运行时，则重合后，保护动作跳开三相断路器，不再进行重合。能够采用单相重合闸的线路其必要条件是断路器必须能分相操作。当采用单相

24、重合闸时，如果发生相间短路，一般都跳开三相断路器，并不进行三相重合闸；如果因任何其他原因断开三相断路器时，也不进行重合闸。6.2.1 6.2.1 概述概述 综合重合闸的概念：综合重合闸的概念：综合考虑单相重合闸和三相重合闸方式的装置称为综合重合闸装置。即实际在线路上设计重合闸装置时，单相重合闸和三相重合闸都是综合在一起进行考虑的。即当发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式；当发生相间短路时，采用三相重合闸方式。综合重合闸的运行方式：综合重合闸的运行方式：由于综合重合闸装置经过转换开关的切换，一般都具有单相重合闸单相重合闸，三相重合闸，综合重合闸和直跳（即线路上发生任何类型的故障，保护可通过重合

25、闸装置的出口，断开三相，不进行重合闸）等四种运行方式。在220kV及以上的高压电力系统中，综合重合闸得到广 泛应用。6.2.2 6.2.2 单相自动重合闸的特点单相自动重合闸的特点 (l(l）需要装设故障判别元件和故障选相元件）需要装设故障判别元件和故障选相元件 采用一般三相重合闸装置时，线路的故障直接由继电保护作用于断路器的跳闸机构使三相断路器跳开。然后，重合闸装置进行三相重合，其任务比较单一。而采用综合重合闸时，要求单相接地短路只跳开故障相断路器，并进行单相重合；相间故障时，应跳开三相断路器，并进行三相重合。这样，在线路故障时，除了首先要求判断是区内还是区外故障外，还必须判别应跳三相还是跳

26、单相，当确定应跳单相后，还要进一步判别应该跳哪一相。因此，综合重合闸的任务是较为复杂的。通常继电保护装置只判断故障的范围，决定该不该跳闸，而决定跳三相还是跳单相，以及确定应跳哪一相断路器，是由重合闸装置内的故障判别元件（简称判别元件）和故障选相的元件（简称选相元件）来完成的。由于某些线路保护（例如相差高频保护）在单相接地故障时也动作跳三相，如果综合重合闸内不装判别元件，就会出现单相短路跳三相的后果。图6.12 选相元件和判别元件的逻辑图 故障判别元件的构成及工作原理故障判别元件的构成及工作原理 我国采用的故障判别元件一般是由零序电流继电器或零序电压继电器构成。线路内部相间短路时，零序继电器不动

27、作，继电保护直接跳三相断路器。接地短路时，零序继电器动作，继电保护经选相元件再次判别是单相接地还是两相接地后，再决定是跳单相或跳三相。原理如图6.12所示。图中1ZKJ3ZKJ是三只反映接地短路的选相元件。Y0J是判别是否发生接地短路的零序电压元件。相间短路时，Y0J 不动作，保护直跳三相。接地短路时，Y0J 动作闭锁三相跳闸回路。如果只一个选相元件动作，则说明发生单相接地短路，保护动作只将该故障相跳开；如果有两个选相元件动作，则说明是两相接地短路，保护应将三相断路器跳开。选相元件的任务及基本要求：选相元件的任务及基本要求：选相元件是实现单相重合闸的重要元件，其任务是在发生单相接地时选出故障相

28、。对选相元件的基本要求是：线路单相接地故障时，故障相的选相元件应可靠动作，非故障相的选相元件应可靠不动作，即保证选择性和可靠性。选相元件不应影响主保护的性能，即对故障相末端发生的接地短路时，接于该相的选相元件应比该线保护更灵敏。选相元件的动作速度也要比保护更迅速，即保证足够的灵敏度和速动性。多相短路（包括两相接地短路）时，应可靠跳三相。选相元件拒动时，应经延时跳三相。(2 (2）应考虑潜供电流的影响）应考虑潜供电流的影响 当线路故障相的两侧断开后，由于非故障相与断开相之间存在着通过电容和互感的联系，虽然短路电流已被切断，但故障点弧光通道中仍会有一定数值的电流流过，此电流即称为潜潜供电流。供电流

29、。图6.13 潜供电流说明图 由于潜供电流的存在，将维持故障点K 点处的电弧，使之不易熄灭。当潜供电流熄灭瞬间，断开相的电压立即上升。此电压也由两部分组成：一是A、B相电压通过电容藕合过来，另一是A、B相负荷电流通过互感产生的互感电势。由于这两部分电压的存在，故障相短路点的对地电压可能升得较高，并使弧光复燃，因而再次出现弧光接地。此电压为持续弧光的电压，简称恢复电压恢复电压。由于潜供电流和恢复电压的影响，短路处的电弧不能很快熄灭。弧光通道的去游离受到严重的阻碍。自动重合闸只有在故障点电弧熄灭，绝缘强度恢复以后才有可能成功。因此，单相重合闸的动作时间必须充分考虑它们的影响，否则，将造成单相重合闸

30、的失败。潜供电流的大小与线路的参数有关。一般线路电压越高，负荷电流越大，则潜供电流愈大，单相重合闸受到的影响也越大，单相重合闸的动作时间也就随之增长。为了保证单相重合闸有良好的效果，正确选择单相重合闸的动作时间是很重要的。此时间一般都应比三相重合闸的时间长。(3(3）应考虑非全相运行状态的各种影响）应考虑非全相运行状态的各种影响 l l）负序电流的影响）负序电流的影响 由于负序电流将在发电机转子中产生二倍频率的交流分量，引起转子的附加发热；而转子中的偶次谐波也将在定子线圈中感应出偶次谐波，谐波分量与基波分量叠加，就有可能产生危险的过电压。2 2）零序电流的影响）零序电流的影响 非全相运行时，会

31、出现零序电流，对附近的通信线路直接产生干扰，并可能造成通信设备的过电压。对铁路闭锁信号也会产生影响。3 3）非全相运行状态对继电保护的影响）非全相运行状态对继电保护的影响 非全相运行将使继电保护的性能变坏，甚至使继电保护不能正确工作。因此，在非全相运行期间，必须对保护采取必要的措施。另外，在非全相运行状态下，由于一些保护装置必须退出工作；如再发生故障（即发生断线加短路的复杂故障）时，未退出工作的继电保护还能否正确动作，这也是采用单相重合闸后应考虑的问题。选相元件是实现单相重合闸的关键元件。一般说来，选相元件只担负选择故障相的任务，而不要求同时担负区别故障范围的任务。所以，在保证选相元件基本要求

32、的前提下，它可以是具有方向性的元件，也可以是不具方向性的元件。6.2.3 6.2.3 选相元件的基本原理选相元件的基本原理 在我国电力系统中，常用的选相元件有如下几种。(l(l）相电流选相元件）相电流选相元件 在每相各装一个过流继电器作为相电流选相元件，其动作电流按躲开最大负荷电流和单相接地时非故障相电流整定。该选相元件适合于装在电源端，并仅在短路电流较大的线路上采用；而长距离、重负荷线路不能采用。因此，这种原理的选相元件目前仅作为消除阻抗选相元件出口短路死区的辅助元件。(2 (2）相电压选相元件）相电压选相元件 在每相均装设一个低电压继电器作为相电压选相元件，其动作电压按小于正常运行以及非全

33、相运行时可能出现的最低电压整定。这种选相元件的特点是：单相接地时，只有接地相电压较低，故障相选相元件才会动作；而非故障相选相元件一般都不会动作。它适合于电源较小的受电侧或线路很短的送电侧。同时，由于低电压继电器经常处在全电压下工作，运行时间长，接点经常抖动，可靠性也比较差。因而，这种原理的选相元件应用不多，通常也只作为辅助选相元件。(3 (3）阻抗选相元件）阻抗选相元件 阻抗继电器作为选相元件时，应满足如下要求：单相和两相接地短路时，故障相元件的灵敏度要求比较高，一般灵敏系数应为1.5。为满足这一要求，采用全阻抗继电器显然是不合适的，因为全阻抗继电器的整定值要躲过最小负何阻抗，灵敏度很难满足要

34、求。单相接地短路时，非故障相选相元件应不动。当采用偏移特性的阻抗继电器时，在接地电阻作用下，出口单相接地时，非故障相的测量阻抗是可能进入继电器的动作范围的。也就是说，如果选相元件用带偏移特性的阻抗元件，就可能引起非故障相元件误动。应该采用具有记忆作用的方向阻抗继电器。(4 (4）反映二相电流差突变量的选相元件）反映二相电流差突变量的选相元件 这种选相元件是利用短路时电气量发生突变这一特点构成的。在我国电力系统中，最初用它作为非全相运行时的振荡闭锁元件。近年来，在超高压网络中已推荐作为综合重合闸装置的选相元件。它要求在三相上各装设一个反映电流突变量的电流继电器。这三个电流继电器所反映的电流是：图

35、6.14 二相电流差突变量电流继电器原理接线图 在正常情况或短路后的稳态情况下，由于四臂电阻相等，其分压也相等，故突变量电桥的输出端的电压Umn=O。短路初瞬间，在突变量电桥中，电容器两端的电压不能突变，但R上的电压会升高，从而破坏了电桥的平衡，使Umn增大。由于突变量电桥是按工频调谐的，因此，如实际频率与工 频不等，在稳态时，电桥有不平衡输出.为此，在整流滤波后，再经微分电路C后才加于继电触发器。突变量继电器在动作时；输出的脉冲很短，故触发器后应加展宽回路。与增量继电器相比，突变量电流继电器是比较灵敏的。表6.2 短路时二相电流差突变量继电器的动作情况 图6.15 突变电量继电器输入量说明图

36、 图6.16 用二相电流差突变量继电器组成的选相元件方框图 当采用突变量继电器作为选相元件时，在全相正常状态、非全相负荷状态和系统振荡情况下，选相元件都不会动作。因此，它可以作为非全相运行发生故障时的保护加速启动元件。由于继电器反映的是电流突变量，其动作电流和动作时间都与下列因素有关；故障前的稳态负荷电流的大小；故障时短路电流的大小和它与稳态负荷电流之间的相位；系统实际运行的频率与工频的偏差；突变量电流的初始角。(5(5）对称分量选相元件）对称分量选相元件 对称分量选相元件是利用各种不对称短路时各对称分量间相位差有所不同的特点构成的。图6.17所示为各种不对称短路时各序电流之间的相位关系。可见

37、，时，A相的正序电流 、负序电流 和零序电流 同相位，而B、C相的正序电流 、与负序电流 、以及零序电流 、相差120，如图6.17(a）所示；时，所有各相的的正序电流与零序电流的相位都不同；如图6.17(b）所示K(2）时，正序电流与负序电流不同相，如图6.17(c）所示。根据这一特点可以拟制出各种仅反映单相接地短路的选相元件。图6.17 各种不对称短路时各序电流的相位关系 同时比较 极性的方法构成选相元件，其原理方框图如图6.18 所示.（装置的动作条件是：同相的各序电流 在5ms内都出现。从图6.17 可知，只有当从 时，A相的各序电流才满足装置动作条件，装置发出A相接地信号。采用两个相

38、位比较元件构成，原理方框图如图6.19所示。当条件 和 。都同时满足时，选相元件动作。图6.18 同时比较 极性的选相元件框图 图6.19 同时比较 与 、与 相位的选相元件方框图 6.2.4 6.2.4 综合自动重合闸装置的构成原则及其要求综合自动重合闸装置的构成原则及其要求 构成综合重合闸装置时应考虑的主要问题如下：(l(l）重合闸启动的方式问题）重合闸启动的方式问题 目前重合闸启动主要采用保护和控制开关与断路器位置不对应共同作用的启动方式，即当控制开关在合闸位置而断路器在实际断开位置时，由保护启动重合闸的方式。(2(2）与各种保护互相配合的问题）与各种保护互相配合的问题 在非全相运行时，

39、距离保护、段和零序电流保护、段可能误动。因此，当不采用其他措施时，应将它闭锁，这就要求在重合闸装置中设有将这些保护闭锁的接线端子M，对在非全相运行中不会误动的保护（如相差高频保护等）须另设接线端子N。当差动保护动作时，应使其跳三相断路器，然后进行三相重合。为此，应设接线端子Q，而对一些只要求跳三相断路器，而不再进行重合的保护，应设接线端子R。将各类保护接在相应的端子上。(3(3）单相接地故障时只跳故障相断路器）单相接地故障时只跳故障相断路器 单相接地故障时应跳故障相断路器，然后进行单相重合，重合不成功时，跳三相，不再进行重合。(4(4）相间故障时跳三相断路器）相间故障时跳三相断路器 相间故障时

40、，跳三相断路器，并进行三相重合，重合不成功，跳三相，不再进行重合。(5(5）选相元件可能拒动的问题）选相元件可能拒动的问题 在重合闸中采用了选相元件之后，不论这种元件是用什么原理实现的，都不应排除拒动的可能性。(6(6）高压断路器的性能问题）高压断路器的性能问题 重合闸与高压断路器关系十分密切，它必须适应高压断路器性能的要求。(7(7）对不允许长期非全相运行的系统的问题）对不允许长期非全相运行的系统的问题 对于不允许长期非全相运行的系统，若一相断开后，重合闸拒动，则可能使系统长时间非全相运行，这时应考虑跳其余两相。6.2.5 6.2.5 综合自动重合闸的动作情况介绍综合自动重合闸的动作情况介绍

41、 综合重合装置装置包括两部分即：交流回路交流回路和直流回直流回路。路。装置直流回路的讨论：装置直流回路的讨论：直流回路由4 部分组成：即分相跳闸回路分相跳闸回路、三相跳三相跳闸回路闸回路、重合闸回路重合闸回路和信号回路信号回路。图6.20 综合重合闸装置原理方框图 图6.21 跳闸回路方框图 (l (l）分相跳闸回路）分相跳闸回路 分相跳闸回路由分相跳闸继电器1TJ3TJ、阻抗选相元件lZKJ 3ZKJ和相电流继电器1LJ3LJ组成，其原理方框图见图6.21。图中M、N为继电保护的引入端子。在非全相运行状态下会误动的保护由M端引入，不会误动作的保护由N端引入。A相接地短路时，继电保护动作，M、

42、N端有信号输入，同时，重合闸阻抗选相元件1ZKJ和相电流继电器1LJ也动作（其他两相ZKJ不动）。于是，“与l”、“与4”开放，经“或1”启动分相跳闸继电器lTJ，发出跳闸脉冲，使A相断路器断开。与此同时，还启动重合闸继电器ZQJ，使A相断路器跳开后，能进行一次重合。对于B、C相的单相接地短路，工作过程相似。(2 (2）三相跳闸回路）三相跳闸回路 三相跳闸回路包括：分相跳闸回路、零序电压继电器YJ0、三相跳闸继电器TJ和三相跳闸后备时间元件SJ等部分，其原理方框图见图6.21。图中Q、R为继电保护的引入端子。保护动作后必须跳三相断路器，并进行三相重合的保护由Q端引入，不须重合的保护，从R端引入

43、。其工作过程可以分为K（2、0）跳三相、K（2）跳三相、选相元件拒动跳三相和手动合闸于故障线路跳三相等四条回路来说明。l l）两相接地短路跳三相回路）两相接地短路跳三相回路 A、B二相短路接地时，两故障相选相元件1ZKJ、2ZKJ和电流元件1LJ、2LJ的动作信号使“与l”、“与2”开放，当有M、N端送来的继电保护动作信号时，“与4”、“与5”开放。于是，相应的分相跳闸继电器1TJ、2TJ 启动，使“与10”开放；三相跳闸继电器TJ启动，使三相跳闸。与此同时，“与10”的输出信号也使分相跳闸继电器1TJ3TJ启动，保证三相可靠跳闸。1TJ 3TJ动作后，启动重合闸回路，实现三相一次重合闸。2

44、2）两相短路跳三相回路）两相短路跳三相回路 A、B二相短路时，M、N有保护动作信号输入；但因阻抗选相元件不能正确反映相间短路的测量阻抗，故选相元件可能不动。由于这时YJ0不会动作，故“否1”开放。一方面经TJ跳二相，另一方面启动1TJ3TJ，接通经“与9”,“与10”、“与11”的三相跳闸回路，同时启动ZQJ,实现三相一次重合。3 3）发生接地故障且选相元件拒动回路）发生接地故障且选相元件拒动回路 当发生接地故障且选相元件拒动时，由M、N端引入的保护动作启动后备时间继电器SJ。延时0.25后启动TJ，使三相断路器跳闸，同时，ITJ3TJ启动，接通重复跳三相回路，并启动ZQJ，实现三相一次重合闸

45、。4 4）手动合闸于故障线路回路）手动合闸于故障线路回路 手动合闸时，继电器SHJ有信号至“与8”，手动合闸于故障线路，则M、N端有继电保护的动作信号输入，“与8”开放，使三相跳开，不再重合。(3 (3）重合闸回路）重合闸回路 重合闸回路由重合闸启动继电器ZQJ、重合闸后加速继电器JSJ、分相后加速继电器FJJ、重合闸时间继电器ZSJ、重合闸出口继电器ZHJ和分相跳闸固定继电器1GJ3GJ 等构成，其原理方框图如图6.22 所示。当接于M、N、Q端子的继电保护动作（如图6.21 所示），分相跳闸继电1TJ 3TJ启动使断路器第一次跳开时，重合闸启动继电器ZQJ和分相跳闸固定继电器1GJ 3GJ

46、即被启动并自保持。ZQJ启动后，应当首先接通本身的自保持回路，使ZQJ在整组复归时才能返回；为启动重合闸时间继电器ZSJ 做好准备；然后延时0.3s后，输出信号闭锁M端保护，并准备好三相跳闸回路。重合闸时间继电器ZSJ可以采用控制开关与断路器位置不对应的原则来启动，也可以采用保护启动的方法图6.22 重合闸回路方框图 综合重合闸装置中的一次合闸脉冲元件的原理与三相一次重合闸相同。在正常时，一次合闸脉冲元件处于准备动作状态。当ZSJ2有信号送至“与16”时，“与16”立即开放，使重合闸出口继电器启动。一方面发出合闸脉冲，使断路器重新合闸；另一方面使后加速继电器JSJ启动，将信号送至“与17”和“

47、与18”，为断路器重合于永久性故障提供后加速动作的条件。当断路器重合于故障线路时，由相电流元件1LJ3LJ和分相跳闸固定继电器1GJ3GJ启动的重合闸分相后加速继电器FJJ将动作，经0.1s后，将信号送至“与18”和“与17”去加速相间保护段和开放三相跳闸回路。在三相合闸后，开放接于M端的继电保护。FJJ所以要经0.1s才送出信号，是考虑到当三相重合于非故障线路时，由于三相断路器的主触头不同时闭合，可能使YJ，瞬时启动，造成后加速误动作。因此，检查线路有电流后，由FJJ 延时0.1s送后加速信号，就可避免后加速误动作。重合闸启动继电器ZQJ启动后经延时0.3s闭锁M端保护，是为了保证接M端的保护不致在断路器第一次跳开之前就退出工作。