变电站基础知识

过电保护

定时限过流保护

定时限就是动作时间与短路电流大小无关，到了整定值规定的时间

动作。

反时限过流保护

反时限就是动作时间与短路电流大小有关，短路电流越大，动作时

间越短，反之动作时间按整定值来，具体可以看伏安曲线就好理解

了！

电流速断保护

电流速断保护按被保护设备的短路电流整定，当短路电流超过整定

值时，则保护装置动作，断路器跳闸，电流速断保护一般没有时限

过流三段保护

对高压来讲，过流保护一般是对线路或设备进行过负荷及短路保护，

而电流速断一般用于短路保护。过流保护设定值往往较小（一般只

需躲过正常工作引起的电流），动作带有一定延时;而电流速断保护

一般设定值较大，多为瞬时动作。

三段式过流保护包括：

1、瞬时电流速断保护（简称电流速断保护或电流Ⅰ段）

2、限时电流速断保护（电流Ⅱ段）

3、过电流保护（电流Ⅲ段）

这三段保护构成一套完整的保护。

它们的不同是保护范围不同：

1、瞬时电流速断保护：保护范围小于被保护线路的全长一般设定为

被保护线路的全长的85%

2、限时电流速断保护：保护范围是被保护线路的全长或下一回线路

的15%

3、过电流保护：保护范围为被保护线路的全长至下一回线路的全长零序过流保护

重合闸在电力系统线路故障中，大多数都是“瞬时性”故障，如雷击、碰线、鸟害等引起的故障，在线路被保护迅速断开后，电弧即行熄灭。对这类瞬时性故障，待去游离结束后，如果把断开的断路器再合上，就能恢复正常的供电。此外，还有少量的“永久性故障”，如倒杆、断线、击穿等。这时即使再合上断路器，由于故障依然存在，线路还会再次被保护断开。

由于线路故障的以上性质，电力系统中广泛采用了自动重合闸装置，当断路器跳闸以后，能自动将断路器重新合闸。本期我们讨论一下线路自动重合闸的相关问题。

1、重合闸的利弊

显然，对于瞬时性故障，重合闸以后可能成功；而对于永久性故障，重合闸会失败。统计结果，重合闸的成功率在70%~90%。重合闸的设置对于电力系统来说有利有弊。

（利）当重合于瞬时性故障时：

（1）可以提高供电的可靠性，减少线路停电次数及停电时间。特别是对单侧电源线路；

（2）可以提高电力系统并列运行的稳定性，提高输电线路传输容量；

（3）可以纠正断路器本身机构不良或保护误动等原因引起的误跳闸；

（弊）当重合于永久性故障时：

（1）使电力系统再一次受到冲击，影响系统稳定性；

（2）使断路器在很短时间内，连续两次切断短路电流，工作条件恶劣；

由于线路故障绝大多数都是瞬时性故障，同时重合闸装置本身投资低，工作可靠，因此在电力系统中得到了广泛的应用。

2、重合闸的分类

理论上来讲，除了线路重合闸，还有母线重合闸和变压器重合闸，但权衡利弊，后两者用的很少。因此我们只讨论线路重合闸。

按重合闸动作次数可分为：

一次重合闸、二次（多次）重合闸；

重合闸如果多次重合于永久性故障，将使系统遭受多次冲击，后果严重。所以在高压电网中基本上均采用一次重合闸。只有110kV及以下单侧电源线路，当断路器断流容量允许时，才有可能采用二次重合闸。

按重合闸方式可分为：

三相重合闸、单相重合闸、综合重合闸；

通常，保护装置设有四种重合闸方式：三重、单重、综重、重合闸停用。这四种方式可以由屏上的转换把手或定值单中的控制字来选择。下面我们简单了解三重、单重和综重的区别。

三相一次重合闸：

线路上发生任何故障，保护三跳三重。如果重合成功，线路继续运行，如果重合于永久性故障，保护再次三跳不重合。

单相一次重合闸：

线路发生单向接地故障，保护跳开故障相，重合。如果重合成功，线路继续运行，如果重合于永久性故障，保护三跳不重合。

如果线路上发生相间故障，保护三跳不重合。

综合重合闸：

顾名思义，综合重合闸就是综合了三重和单重两种方式。对线路单相接地故障，按单重方式处理；对线路相间故障，按三重方式处理。

按重合闸使用条件可分为：

单侧电源重合闸：通常为顺序重合闸；

双侧电源重合闸：包括检无压/检同期重合闸、解列重合闸、自同步重合闸；

下面我们主要介绍一下比较常用的检无压和检同期重合闸。

3、检无压和检同期重合闸

在双侧电源线路三相跳闸后，重合闸是必须考虑双侧系统是否同期的问题。非同期重合闸将会产生很大的冲击电流，甚至引起系统震荡。对于两侧系统是否同期的认定，目前应用最多的是检查线路无压和检查同期重合闸。也就是说，在线路的一侧采用检查线路无电压，而在另一侧采用检查同期的重合闸。如图，MN线路的M 侧采用检查线路无压重合闸（用V<表示），N侧采用检查同期重合闸（用V-V表示）。

检无压：当MN线路上发生短路，两侧三相跳闸后，线路上三相电压为零。所以M侧检查到线路无压满足条件。经延时发重合闸命令。

检同期：M侧重合闸后，N侧检查到母线和线路均有电压，且母线与线路的同名相电压相交叉在定值允许范围内。这事N侧合闸满足同期条件，经延时发令重合闸。使用检同期需要同时向装置提供母线电压和线路电压。

从上述动作过程可以看出，检无压的一侧总是先重合闸。因此该侧有可能重合闸于永久性故障再次跳闸。断路器可能在短时间内两次切除短路电流，工作条件恶劣。而检同期侧则肯定是重合于完好线路，工作条件好一些。为了平衡负担，

通常在线路两侧都装设检同期和检无压的继电器，定期倒换使用，使两侧断路器工作条件接近。

但对于发电厂的送出线路，电厂侧通常固定为检同期或停用重合闸。这是为

了避免发电机受到再次冲击。

断路器在正常运行情况下，由于误碰跳闸机构、出口继电器意外闭合等情况，可能造成断路器误跳闸，也就是所谓的“偷跳”。对于使用检无压的M侧的断

路器，如果发生了偷跳，对侧断路器仍闭合，线路上仍有电压。因此检无压的M 侧就不能实现重合。为了使其能对“偷跳”用重合闸来纠正，通常都是在检无压的一侧也同时投入检同期功能。这样，如果发生了“偷跳”，则检同期继电器就能够起作用，将“偷跳”的断路器重合。所以M侧同时标示了V< 和V-V。

需要尤其注意的是，在使用检同期的另一侧（N侧），其检无压功能是绝对

不允许同时投入的！否则的话，可能两侧检无压功能同时作用，造成非同期合闸，对系统产生严重影响。

除了检无压和检同期的方法，在双回线上还可以使用“检相邻线有电流方式”实现同期重合闸。当双回线中一回线发生故障并两侧三相跳闸时，当检查到一回线上有电流时，即表示两侧电源仍保持联系，可以重合本线路。

4、重合闸方式的选定

在110kV及以下电压等级的输电线路都采用的三项重合闸方式。

在220kV及以上电压等级的输电线路除了三相重合闸方式外，还有单相重合闸、综合重合闸方式。

使用单相重合闸、综合重合闸要满足一下条件：

（1）断路器必须是分箱操作的；

（2）继电保护要能选项出口，且必须考虑非全相运行问题。

这将是保护设计接线等工作复杂化，但单重、综重在超高压线路电网中，对提高供电可靠性和系统稳定性都有好处。

对于双侧电源线路，检无压侧重合闸时间整定为10s左右，另一侧检同期重合闸时间整定一般为0.5~0.8s。

当一组断路器设置有两套重合闸装置（例如线路的两套保护都配置有重合闸功能），且同时投运时，应有措施保证线路故障后仅实现一次重合闸。

1、重合闸装置的组成元件