自动重合闸(许德志)

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延时跳闸。
保护2延时动作
去游离 裕度
保护1 断路 动作 器1跳
断路 t ARC
重合
器2跳
t ARC t p .2 tQF .2 t u t裕 度 - t p .1 tQF .1
5.2.4 自动重合闸与继电保护的配合 1.重合闸前加速保护
回忆定时限过 电流 III 段保 护 的时限特性?
故障点电弧熄灭及周围介质绝缘强度的恢复时 间; 断路器的触头绝缘强度的恢复时间、灭弧室重 新充满油的时间、操作机构复原准备好再次动作 的时间; 若由保护起动重合闸,还应加上保护动作时间。 根据运行经验,重合闸的最小时间为0.3~0.4s.
5.2.3 重合闸时间的整定原则
(2)双侧电源线路重合闸 按最不利情况考虑:本侧保护先跳闸,对侧保护
延时跳闸。
保护2延时动作
去游离 裕度
保护1 断路 动作 器1跳
断路 t ARC
重合
器2跳
t ARC t p .2 tQF .2 t u t裕 度 - t p .1 tQF .1
5.2.3 重合闸时间的整定原则
(2)双侧电源线路重合闸 按最不利情况考虑:本侧保护先跳闸,对侧保护
+ 合闸
检无压侧
(3)同步检定和无电压检定的三相一次自动重合闸
1
2
理想的同期条件: 压差、频差、角差均为0(同相量)。U 线 U 母=0
检无压侧自然具备检同期的功能——防“偷跳”。
一般情况下,“检无压”侧与“检同期”侧宜定 期轮换功能——防“检无压”侧断路器的工况恶化 (更多地合于永久性故障,跳闸次数多)。
Z 2
非同期重合闸
不考虑系统是否同步而进行自动重合闸的 方式。
使用条件:冲击电流未超过允许值。
注意:继电保护要考虑系统振荡对它的影响, 并采取必要的措施。
检同期重合闸 双回线时,不检同步,可检另一回线有电流
(3)同步检定和无电压检定的三相一次自动重合闸
1
2
三相跳闸后,如果采用“检同期重合闸”方式,则: 1)一侧先检无电压,经延时确认后,再合闸;
2)另一侧检同期后再合闸。
检无压先合
检同期后合
U线 U 线 U 母
+ 合闸
检无压侧
U线 U 线 U 母
+ 合闸
检同期侧
(3)同步检定和无电压检定的三相一次自动重合闸
1
2
两侧交换逻辑
检同期后合
U线 U 线 U 母
+ 合闸
检同期侧
检无压先合
U线 U 线 U 母
第四节 高压输电线路的
综合重合闸
单相故K障(1) 保 护 仅 跳 故 障 相 再 合 单 相 相间故障 保护跳三相 不重合— —三重 将单相重合闸和三相重合闸的功能综合在一起 ——构成“综合重合闸”。
如图,任何一段线路发生故障时,第一次都由保
护3无时限切除故障(前加速)。
过电流保护
ARC
3
2
1

跳 延
t3

t2 t1 l
1)若重合于瞬时故障, 则迅速恢复供电,重合闸 纠正了无选择性。
2)若重合于永久故障, 第二次按配合进行有选择 性跳闸。
5.2.4 自动重合闸与继电保护的配合 1.重合闸前加速保护
第五章 自动重合闸
第一节 自动重合闸的 作用和基本要求
引言
前提——统计数据表明:大部分的线路故障属于 瞬时性故障!
M1
2N
k
瞬时性故障: 绝缘子表面闪络(雷电),短时碰
线(大风),掉物放电(鸟类或树
枝)。(约占60-90%)
永久性故障: 线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损 坏。(约占10%)
M1
2N
围。 (2)保证永久性故障能瞬时切除,并仍然有选择性。 (3)和前加速保护相比,使用时不受网络结构和负
荷条件的限制,有利而无害。 缺点: (1)每个断路器上都需要装设一套重合闸,与前加
速相比实现较为复杂(非微机)。 (2)第一次切除故障可能带有延时。
应用: 35千伏及以上电网或重要负荷的送电线上。
重合闸与继电保护“后加速”配合的示意图
5.2.4 自动重合闸与继电保护的配合
2. 重合闸后加速保护
保护 ARC
3
保护 ARC
2
保护 ARC
1
配置
每条线路上均装有选择性的保护和ARC。 1)第一次故障时,保护按有选择性的方式动作跳
闸; 2)若是永久性故障,重合后则加速保护动作,切
除故障。
后加速——将保护的延时缩短(甚至为0)。
优点: (1)第一次有选择性的切除故障,不会扩大停电范
(3)发电厂和重要变电所的母线电压在0.6~0.7UN 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。
缺点:
(1)装ARC的QF动作次数多; (2)永久性故障的切除时间较长; (3)若自动重合闸或3QF拒动,则停电范围扩大。
wk.baidu.com应用:
目前,主要应用于35千伏,及以下发电厂或变电所引出的直 配线上。
(3)同步检定和无电压检定的三相一次自动重合闸
1
2
U线 U 线 U 母
+ 合闸
U线 U 线 U 母
+ 合闸
检同期侧
检无压侧
检无压侧应同时投入同步检定
——防止断路器、保护的误跳。
当然,检同步侧不能同时投入无压检定。
5.2.3 重合闸时间的整定原则 (1)单侧电源线路重合闸 原则上越短越好,但应力争重合成功!!!
的规定。 (考虑:考虑断路器性能,并防永久性故障) 3、应能和继电保护配合,在重合闸前或后,应能 加速保护动作。 (考虑:重合后,如果保护很快动作,几乎为
永久性故障)
5.1.2 对自动重合闸的基本要求
4、双侧电源重合闸应考虑电源同步问题。 (考虑:防冲击)
5、动作后应能自动复归,准备好再次动作(对于 10kV以下电网线路也可以采用手动复归)。
因为:电源中断后,电动机的转速急剧下降, 电动机被其负荷转矩所制动,当重合闸成功恢 复供电以后,很多电动机要自启动,断电时间 越长电动机转速降得越低,自启动电流越大, 往往又会引起电网内电压的降低,因而造成自 启动的困难或拖延其恢复正常工作的时间。
5.2.3 重合闸时间的整定原则
(1)单侧电源线路重合闸 原则上越短越好,但应力争重合成功!!!
5.3.2 故障相选择元件
要求:1)保证选择性,即只跳开发生故障的一相; 2)保证灵敏性,即故障相的末端发生单相接 地故障时,该相上的选相元件应保证足够 的灵敏性。
常用的选相元件: 1)相电流差突变量选; 2)序电流分量选相; 3)相电流选相:电源端、短路电流比较大一侧; 4)低电压选相:小电源侧,单侧电源受电端; 5)阻抗选相:更高的选择性和灵敏性,复杂网络。
的误跳闸。 弊: 在重合到永久性故障后,1)使系统再次遭
受故障电流的冲击;2)断路器工作情况更加 恶劣(短时间内两次切断)。
统计规律表明:线路重合闸的利大于弊。
5.1.2 对自动重合闸的基本要求
1、动作迅速, t t u t Z (一般0.5s~1.5s)。 tu —故障点去游离
tZ —断路器消弧室及传动机构准备好再次动作 2、不允许任意多次重合,即动作次数应符合预先
选相元件与保护的配合
保护动作
dI AB大
选A相
&
跳A
&
dIBC大 dICA大
选B相
&
选C相
&
跳B
&
跳C
&
在单相接地短路故障时,仅包含故障相的电流突
变量较大,可以动作;
其它故障时,三个选相元件都动作。
5.3.3 动作时限选择 (1)“故障点熄弧+周围介质去游离+断路器恢 复”的时间; (2)两侧选相元件与保护以不同时限切除故障的 可能性; (3)潜供电流对灭弧的影响。
需要选相元件配合(后面讲) 成 功:——恢复运行; (瞬时性故障) 不成功:——跳三相。 (永久性故障 )
相间故障 保护跳三相 不重合
5.3.1 单相自动重合闸 注意: 单相重合闸过程中(单相跳开后,称为非全相运 行),出现了负序和零序分量(视负荷电流情况), 使得本线路的零序保护可能误动,因此,应在单相 重合闸动作时,予以:①闭锁零序保护或;②调整 整定值或③调整动作时限,来躲开单相重合闸的影 响。 目的:躲开非全相运行的影响。 其他线路的非全相运行情况类似,也需要考虑。
可检另一回线有电流)
同期时,采用检同期重合闸。
快速重合闸
当线路上发生故障时,继电保护快速动作而后 进行自动重合闸。
使用条件 ①线路两侧均装有全线瞬时动作的保护。 ②有快速动作的断路器,如快速空气断路器。 ③冲击电流未超过允许值。
冲击电流 周期分量的估算:
I 2 E sin
ZI
Z II
t II
跳闸
1
重合后
Z III
t III
重合后
加速跳闸回路
+
= 重合之后,加速跳闸
第三节 高压输电线路的 单相自动重合闸
5.3.1 单相自动重合闸 220KV~500KV,线间距离大,绝大多数故障为单
相接地故障。(见书中给出的数据) 若只跳开故障相,可提高供电可靠性和系统并联
运行的稳定性。 单相故K障(1) 保 护 仅 跳 故 障 相 再 合 单 相
6、手动跳闸时不应重合(手动操作或遥控操作)。 (考虑:手动跳闸于故障线路时,基本上属于 永久性故障)
7、断路器不正常状态时不重合。 (考虑:无法再断开永久性故障)
5.1.3 自动重合闸的分类
1、按接通和断开的电力元件,分为: 线路重合闸 变压器重合闸(基本上不采用,几乎是永久性) 母线重合闸 (几乎不使用!一般情况下,母线 保护动作还要闭锁线路的重合闸)
k
自动重合闸(ARC)装置: 将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一
种自动装置。
重合闸的成功率 = 重合闸成功的次数 总动作次数
一般在60~90%之间,主要取决于瞬时性 故障占总故障的比例。
5.1.1自动重合闸的作用
利:1、瞬时性故障可迅速恢复供电,提高供电的可 靠性;
2、提高电力系统并列运行的稳定性; 3、纠正断路器偷跳、保护误动、人为误碰引起
ABC
(3)潜供电流对灭弧的影响。 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。
ABC
另有互感 电势影响
5.3.4 对单相重合闸的评价 优点: (1)连续供电,提高供电可靠性; (2)提高并列运行的稳定性。 缺点: (1)需按相操作的断路器; (2)选相元件,接线复杂; (3)非全相运行时, 有些保护会误动(需要 采取闭锁措施),使得整定和调试复杂。
2、按重合闸控制断路器的相数不同,分为: 三相重合闸 单相重合闸 综合重合闸 (很少采用了,“规范”已经不考虑)
第二节 输电线路的 三相一次自动重合闸
5.2.1 单侧电源线路的三相一次自动重合闸
工作过程:线路发生故障 => 跳开三相 => 重合闸起动 => 延时后合三相。


:若若
瞬 永
时 久
性 性
故 故
障 障
, ,
则 则
重 再
合成 次跳
功 三
; 相






重合闸 重合闸 一次合
启动
延时 闸脉冲
&
信号 发合闸命令
手动跳闸(闭锁)
如果有人手动跳闸,说明是永 久性故障,因此闭锁(=1)。
手动合闸
+ 后加速保护 对于永久性故障
5.2.1 单侧电源线路的三相一次自动重合闸
在单侧电源线路上,不需要考虑电 源间同步的检查问题,三相同时跳 开,重合不需要区分故障类别和选 择故障相,只需要在重合时断路器 满足允许重合的条件下,经预定的 延时发出一次合闸脉冲。
5.2.2 双侧电源线路的三相一次自动重合闸
(2)方式
M1
2N
条件
快速重合闸
——①全线速动②断路器快
(跳开后0.5~0.6s内重合) ③冲击电流小于限值
非同期重合闸
——冲击电流小于限值
检同期重合闸
——同步检定和无电压检定
三个方法:当不够快时,会导 (双回线时,不检同步,
致两侧失步,因此可以采用非 同期重合闸,当不够快还必须
特殊情况:变压器的 低压侧短路。
ARC
3
2
1

跳 延
t3

t2 t1 l
为了使无选择性的动 作范围不致过长,保护 3的起动电流应躲过相 邻变压器低压侧的短路 电流。
否则,整定值变小, 保护范围增大(潜在的 停电范围变大)。
优点:
(1)能够快速地切除瞬时性故障;
(2)有可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障,提高 重合闸的成功率;
5.2.2 双侧电源线路的三相一次自动重合闸
(1)特点
M1
2N
跳闸时:两侧断路器都跳后,才能重合; (例如:一侧为I段动作,另一侧为有延 时的II段动作,则必须两侧都跳后。)
重合时:两侧系统是否同步? 或经过计算,是否允许非同步合闸?
(因此,需要根据电网的接线方式和运 行情况,选用不同的重合闸条件。)
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