电力系统自动重合闸 优秀PPT课件

5.3超高压输电线路的单相自动重合闸
• 在220kV~500kV系统的架空线路上的故障大多数是 单相接地故障，允许在发生单相接地故障时，继电 保护动作，跳开故障相，再进行单相重合闸，对于 瞬时性故障，系统恢复正常运行，对于永久性故障， 继电保护再次动作跳开三相断路器，并不再重合。 这样，就可以大大提高供电可靠性及系统稳定性。 这种单相短路跳开故障单相经一定时间重合单相、 若不成功再跳开三相的重合方式称为单相自动重合 闸.单相自动重合闸要求继电保护有选相元件，同 时，断路器能够进行分相操作。
重合闸方式的配置原则:一侧投入无电压检定和同步检定 两 重合闸方式的配置原则 一侧投入无电压检定和同步检定(两 一侧投入无电压检定和同步检定 者并联工作),而另一侧只投入同步检定 而另一侧只投入同步检定. 者并联工作 而另一侧只投入同步检定
重合闸继电器
低电压继电器
同期继电器
具有同步检定和无电压检定的重合闸
I N − −元件额定电流. −元件额定电流 ′′ X d − −次暂态电抗标么值 X ′ − −暂态电抗标么值 X d − −同步电抗标么值 U k % − −短路电压百分值
对于有纵轴和横轴阻尼绕组的水轮发电机I ≤
0.61 对于无阻尼或阻尼绕组不全的水轮发电机I ≤ I ′ N Xd 对于同步调相机I ≤ 对电力变压器I ≤ 0.84 IN Xd
5.1.3 自动重合闸的分类
• 自动重合闸装置种类很多，根据重合闸控制的断路器所接通或 断开的电流元件不同,可将重合闸分为线路重合闸、变压器重合 闸、母线重合闸等。 • 按重合闸控制断路器连续合闸次数的不同，可分为多次和一次 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。一次重合闸主要用 于输电线路,提高系统的稳定性。 • 根据重合闸控制断路器的相数的不同,可分为单相、三相、和综 合重合闸，对具体线路,使用哪一种重合闸方式,要结合系统的稳 定性分析,一般来说: (1)没有特殊要求的单电源线路,采用三相重合闸. (2)对选用简单的三相重合闸能满足要求的线路,都应选择三相重 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要求,会 出现大面积停电或主要用户停电,应当选用单相重合闸或综合重 合闸.
自动重合闸的技术经济效果
• 提高供电可靠性，减少停电次数； • 在高压输电线路上采用重合闸，可以提高 电力系统并列运行稳定性； • 节约投资； • 纠正由于断路器缺陷或继电保护误动作而 引起误动作。
自动重合闸的不利影响
• 采用重合闸以后，当重合于永久性故障上时：
– 使系统再次受到故障的冲击，可能威胁系统并列 运行稳定性； – 使断路器工作条件变得恶劣.
第五章 自动重合闸
1. 2. 3. 4. 自动重合闸的作用、 自动重合闸的作用、基本要求 输电线路的线路三相一次自动重合闸 高压输电线路的单相自动重合闸 高压输电线路的综合重合闸简介
5.1 自动重合闸的作用及对它的基本要求 5.1.1 自动重合闸的作用 作用1 作用 架空线路的短路故障，大多数是由雷击、鸟害、 树枝等引起的瞬时性故障。这种故障在继电保护 迅速动作跳开断路器后，因电弧熄灭，故障点绝 缘能迅速恢复。此时如果重新投入断路器，线路 可以恢复正常运行。这对用户的供电可靠性及系 统稳定都非常有利。一般地，输电线路的这种重 合闸的成功率达到70%～90%，所以，自动重合 闸装置被广泛采用。
•为满足此要求可采用具有同步检定和无电压检定的 重合闸。除了在线路两侧装设重合闸装置外，在线路 两侧都装设检定无电压的低电压继电器和检定电压同 步的继电器，并在一侧投入无电压检定和同步检定， 另一侧投入同步检定。这样，当线路发生短路故障时， 两侧继电保护动作，跳开两侧断路器，检定无压侧的 重合闸装置在线路电压消失后起动重合闸，完成重合 闸，如果不成功，则加速保护动作切除故障，如果重 合成功，另一侧在母线电压与线路上电压同步时起动 重合闸，使线路重新恢复正常运行。 •在正常运行过程中，如果短路器偷跳，检定同步继 电器起动重合闸，重新投入断路器。由于检定无压侧 的断路器跳闸合闸次数较多，所以，两侧重合闸装置 可定期交换无压检定与同步检定的工作方式。
同步检定继Βιβλιοθήκη Baidu器
•同 步 检 定 继 电 器采用电磁感应 原理很简单就可 以实现.继 电器 有2组线圈,分别 从母线侧和线路 侧的电压互感器 上接入通名相的 电压.
5.2.4 重合闸与继电保护的配合
• 重合闸与继电保护配合，以加速 切除永久性故障，其配合的方式 有两种：
–重合闸前加速 –重合闸后加速
“不对应原则”起动重合闸
• 为满足上述条件，除遥控变电所外，应优先 采用控制开关手柄位置与断路器位置的“不 “ 对应原则” 对应原则”起动重合闸，即重合闸的起动条 件为：控制开关在“合闸后”位置，而断路 器在“跳开”位置； • 这样，除非是手动或者遥控跳闸，无论什么 原因导致断路器跳闸，重合闸都会起动。 • 重合闸起动还可以由继电保护装置完成。
1.双侧电源送电线路重合闸的特点 双侧电源线路重合闸，除了满足前面所提出的各项要求外，还应 该考虑： (1)两侧保护以不同的时限切除故障，如相继动作，为保证故障 点绝缘强度的恢复，以便重合闸能够成功，重合闸装置应该在 两侧断路器断开后再起动； (2)重合闸时应考虑两侧电源是否同步或者是否允许非同步合闸。 因此,双侧电源线路上的重合闸,应根据电网的接线方式和运行 情况,在单侧电源重合闸的基础上,采取一些附加的措施,以适 应新的要求. 2.双侧电源送电线路重合闸的主要方式 (1)快速自动重合闸:在现代高压输电线路上,采用快速重合闸是提 高系统并列运行稳定性和供电可靠性的有效措施.
5.2 输电线路的三相一次重合闸 输电线路的三相一次重合闸
5.2.1 单侧电源线路的三相一次自动重合闸 实现简单:a.不需要考虑电源同步的检查问题. b.三相同时跳,重合时不需要区分故障类别和选择故障相 c.只要满足重合条件,经预定时间,发合闸脉冲进行合闸.
5.2.2 双侧电源线路的检同期三相一次自动重合闸
5.1.2 对自动重合闸的基本要求
1.重合闸不应起动的情况： 1) 由值班人员手动或遥控跳开断路器时 ，重 合闸都不应起动； 2) 当手动合闸，由于线路存在故障而由继电 保护跳开断路器时，重合闸都不应起动。 3) 当断路器处于不正常工作状态时，应将重 合闸闭锁. 2.在正常运行时因继电保护动作或其它原因跳 开断路器时，都应起动重合闸。
3. 具有同步检定和无电压检定的重合闸
具有同步检定和无电压检定的重合闸的工作示意图: 具有同步检定和无电压检定的重合闸的工作示意图:
缺点: 检无压重合的一 侧,当线路断路 器在正常工作时 由于某种原因 (误碰跳闸机构, 保护误动等)而 跳闸时,由于对 侧并未动作,线 路上有电压,因 此不能重合.为 解决这个问题, 通常在检无压的 一侧也同时投入 同步检定继电器, 两者并联工作. 但在同步检定一 侧,检无压是绝 对不能的.
重合闸前加速
其优点是：
能快速切除瞬时性故障； 可能使瞬时性故障来不及发展为永久性故障； 仅一套重合闸装置，简单经济。
其缺点是：
永久性故障切除时间可能较长； 使故障影响范围可能扩大； 重合闸处断路器动作次数较多。 • 前加速配合方式广泛用于35kV以下有发电厂或重 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.
重合闸后加速
k1 AR AR 2
~
1
• 各线路保护都配有重合闸装置。当某条线 路上发生故障时，其保护按选择性动作， 并起动重合闸，如果重合成功，则恢复正 常运行，否则，加速保护的II段或者III段 动作，迅速切除故障。这就是重合闸后加 速。
重合闸后加速
• 其优点是：
–不会扩大故障影响范围； –保证了重合于永久性故障时，能瞬时、有选择性地切除 故障； –不受网络结构及负荷情况影响。
自动重合闸的作用2 自动重合闸的作用 • 重合闸装置在继电保护把线路故障切除后， 或者在断路器偷跳时，起动断路器重新合 闸。如果故障是瞬时性的，由于故障点绝 缘在线路被切除后已迅速恢复，重合闸可 以使线路迅速恢复正常供电；如果故障是 永久性的，继电保护将再次动作，使断路 器加速跳闸。可见，自动重合闸与继电保 护的关系十分密切。
• 其缺点是：
–每套保护都需要一套重合闸装置； –第一次切除故障可能是带延时的。
• 重合闸后加速配合方式广泛用于35kV以上的网络及 对重要负荷供电的送电线路上.因为这些线路上一 般装有性能比较完备的保护装置.
重合闸后加速过电流保护原理接线图
5.2.3 重合闸时间整定
重合闸时间一般是指从断路器跳开到发出重合闸脉 冲的间隔时间，也就是时间继电器延时触点的整 定时限，为了保证重合闸的成功，重合闸时间应 考虑： （1） 故障点电弧及周围介质的去游离时间； （2） 机构复位准备重合的时间； （3） 保护装置复归时间； （4） 线路两端保护相继动作时，对侧保护后切除 故障的时间； （5） 裕度。 一般单侧电源线路，重合闸动作时限取0.8～1s。
5.3.1单相自动重合闸 与保护的配合关系
•
为了防止在单相重合闸过程中，非全相运行所产生的零序电流电压引起一些保护的误 动，可以在单相重合闸过程中,闭锁这些受影响的保护的跳闸出口
100 IN Uk %
(2)非同期合闸
当快速重合时间不够快,或者系统中的功角摆开比较快,两 侧断路器合闸时系统已经失步,合闸后期待系统自动拉入 同步,此时系统中各元件将受到冲击电流的影响,当冲击电 流超过规定值时,可以采用非同期合闸方式,否则不允许采 用非同期合闸方式.
(3)检同期的自动重合闸:满足同期合闸条件才能合闸
时,需要使用检同期重合闸. 检同期重合闸有以下几种方法: 1)系统的结构保证线路两侧不会失步. 2)在双回路上检查另一线有电流的重合方式. 这种方式比同步检定简单.
3)必须检定两侧电源确实同步后,才能重合. 可在线路一侧采用检查线路无压先重合,因另一侧断路器是 断开的,不会造成非同期合闸;待一侧重合成功后,而在另一 侧采用检定同步的重合闸
重合闸前加速
• 重合闸前加速：在装设 有阶段式保护的多级线 路网络中，靠近电源的 保护的后备保护的动作 时间较长，在此装设一 套重合闸装置，当系统 任意点中发生短路故障 时，先由此保护作无选 择性动作，瞬时切除故 障。然后，进行重合闸， 如果重合成功，则恢复 正常运行；如果不成功， 则由各线路继电保护进 行有选择性动作，切除 故障。在作有选择性动 作之前，先由重合闸加 速保护动作，这样的重 合闸方式称为重合闸前 加速。
输电线路出现的冲击电流周期分量可用下式估算:
I= 2E δ sin Z∑ 2 式中 : Z ∑ − −系统两侧电动势间的总阻抗
δ − − − − − −两侧电动势间的角差,最严重取1800
E − − − − − −两侧发电机电动势,可取1.05U N 按上式算出的电流,不应超过下列数值 汽轮发电机:I ≤ 0.65 IN ′′ Xd 0.6 I ′′ N Xd
快速自动重合闸:指保护断开两侧断路器后在0.5-0.6s时 间内使之再次重合,在这样短的时间内,两侧电动势角 摆开不大,系统不可能失去同步,即使两侧电动势角摆 大了,冲击电流对电流元件,电流系统的冲击均在可以 耐受的范围内,线路重合后很快会拉入同步. 使用快速自动重合闸需要满足一定的条件: 1)线路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. 2)线路两侧都装有全线速动的保护,如纵联保护等. 3)重合瞬间输电线路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.
对自动重合闸的基本要求
3.重合闸动作次数应符合预先规定：一次重合闸只允 许重合一次，二次重合闸只允许重合二次，不允许 多次连续动作； 4.重合闸动作后，应能自动复归，准备下一次再动作。 对于10kV以下线路，可考虑采用手动复归方式； 10kV 5.自动重合闸的合闸时间应能整定, 应能实现重合闸 “后加速”或“前加速”，以便与继电保护配合； 手动合闸于永久性故障时，也应该能够加速保护动 作； 6.对于双侧电源线路，重合闸应考虑线路无电压和两 侧电源同步的重合闸条件； .