继电保护与自动化装置.

1/25,第 五 章 自动重合闸 Autoreclosure,2/25,一、引言,瞬时性故障：,永久性故障：,绝缘子表面闪络（雷电）， 短时碰线（大风）， 鸟类（或树枝）放电。 （6090）,倒杆、断线、绝缘子击穿， 碳束炸弹 （10）,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。,前提统计数据表明：大部分的线路故障属于 瞬时性故障！,3/25,二、自动重合闸的作用,利：,弊：,1.瞬时性故障可迅速恢复供电，提高供电的可靠性； 2.提高并列运行稳定性、线路输送容量； 3.纠正断路器偷跳、保护误动、人为误碰引起的误跳闸。,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。,4/25,教材中，应用场合：1KV架空线路或混合线路，只要装设了断路器。,混合线路,瞬时性故障 居多，可合,永久性故障 居多，不可合,但是，有一定的限制。,5/25,1.动作迅速,t=tu+tz（一般0.5s1.5s）。,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。,三、对自动重合闸的基本要求,必须在故障点切除之后，才允许重合闸！ 通常利用没有测量电流的特点。,6/25,2.不允许任意多次重合，即动作次数应符合预先的规定。,1.动作迅速,t=tu+tz。，一般0.5s1.5s。,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。,4.双侧电源重合闸应考虑电源同步问题。,6.手动跳闸时不应重合（手动操作或遥控操作）。,手动合闸于故障线路不重合（基本上属于永久性故障）。,三、对自动重合闸的基本要求,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。,断路器不正常状态时不重合（无法再断开永久性故障）。,5.动作后应能自动复归，准备好再次动作。,7/25,四、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,2. 按重合闸控制断路器的相数不同，分为：,单相重合闸,三相重合闸,综合重合闸,变压器重合闸（基本上不采用）,母线重合闸（绝对不使用！ 母线保护动作还要闭锁线路重合闸）,8/25,五、输电线路的三相一次自动重合闸,1. 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,线路上故障 = 跳开三相 = 重合闸起动 , 合三相：,9/25,两侧断路器都跳后再重合；,（1） 双侧电源线路重合闸的特点,2. 双侧电源线路的三相一次自动重合闸,（2） 双侧电源线路重合闸的主要方式,重合时两侧系统是否同步、是否允许非同步合闸。,快速自动重合闸（0.50.6s）,非同期重合闸,检同期重合闸,全线速动、Brk快、Ish允许值,Ish允许值,同步检定和无电压检定 （双回线时，不检同步，检另一回线有无电流）,10/25,2. 双侧电源线路的三相一次自动重合闸,单相跳闸后，无同步问题按延时重合,11/25,2. 双侧电源线路的三相一次自动重合闸,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，合闸； 2）另一侧检同期后再合闸(同期保持一段延时确认)。,检无压侧自然具备检同期的功能防“偷跳”。,理想的同期条件：压差、频差、角差均为0。,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。,12/25,三条或三条以上紧密联系的线路,双回线检另一回线有电流的重合闸,13/25, 检无压侧与检同步侧工作方式应定时轮换。 重合不成功时，检无压侧断路器将两次切断短路电流。,原理：两侧断路器被保护跳开后，检无压侧先重合断路器，接通一侧电源，另一侧检同步后重合。, 检无压侧应同时投入同步检定（防止QF、保护误跳）, 检同步侧不能同时投入无压检定。,14/25,（1） 单侧电源线路重合闸,3. 重合闸时间的整定原则,按最不利情况：本侧保护先跳，对侧保护后跳来考虑。,故障点电弧熄灭及周围介质绝缘强度的恢复时间t u；,断路器（触头恢复绝缘强度及灭弧室充满油）及操作 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。,（2） 双侧电源线路重合闸,t ARC . 1=t pr .2+t QF .2 - t pr . 1 - t QF . 1+ t u,15/25,六、自动重合闸与继电保护的配合,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短路。,断路器断开后起动重合闸: 若重合于瞬时故障，迅速恢复供电，重合闸纠正了无选择性。 若重合于永久故障，第二次按 配合进行选择性跳闸。,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。,1重合闸前加速保护,16/25,优点： （1）能够快速地切除瞬时性故障； （2）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； （3）发电厂和重要变电所的母线电压在0.60.7UN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。,重合闸前加速保护,缺点： （1）装ARC的QF动作次数多，工作条件恶劣； （2）永久性故障切除时间可能较长； （3）若自动重合闸或3QF拒动，停电范围扩大。,应用：用于35千伏及以下发电厂或变电所引出的直配线上。,17/25,2、重合闸后加速保护,优点：（1）第一次有选择性的切除故障，不会扩大停电范围。 （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。,每条线路上均装有选择性的保护和ARC。 第一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸； 若是永久性故障，重合后则加速保护动作，切除故障。,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。,应用：用于35千伏及以上电网或重要负荷的送电线上。,18/25,重合闸与继电保护“后加速”配合的示意图,19/25,七、单相自动重合闸,220KV500KV，线间距离大，绝大多数故障为单相接地故障。 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。,k(1) = 保护动，跳故障相 =单相重合,成功，恢复三相供电。 不成功：,若允许非全相运行，再次跳故障相不重合； 若不允许非全相运行，再次跳三相不重合。,k(相间) = 保护动，跳三相 =不重合,20/25,1、保护装置、选相元件与重合闸的配合关系,1,单相重合闸过程中，纵向不对称出现负序和零序分量，使得本线路或其它元件的保护可能误动，应在单相重合闸动作时予以闭锁或整定动作时限躲开单相重合闸的周期。,21/25,2、故障相选相元件 要求：（1）选择性：直跳故障相； （2）末端短路时的灵敏性。 选相元件： （1）电流选相：电源端、短路电流比较大一侧； （2）低电压选相：小电源侧，单侧电源受电端； （3）阻抗选相：更高的选择性和灵敏性，复杂网络。 （4）相电流差突变量选相。,在单相接地短路时，反应非故障相电流突变量的继电器不动作； 其它故障时，三个继电器都动作。,22/25,3、动作时限选择 （1）故障点熄弧及周围介质去游离，断路器恢复时间； （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。,23/25,4、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。,24/25,八、综合重合闸,单相重合闸和三相重合闸综合在一起 构成“综合重合闸”。,K(1) 跳单相 合单相。（单重方式） 相间K 跳三相 合三相。（三重方式）,四种运行方式：单重、三重、综重、停用。,鉴于国内很少采用综重方式，因此，国调在继电保护规范中，已经不考虑综重的设计。,（条件三重，如：任何故障跳三相，仅单相故障才允许合闸）,25/25,线路保护的典型配置,装置内的典型配置：,220kV及以上线路：双重化 2套装置。,110kV线路：至少1套装置（少数线路没有条件 使用光差或高频距离）。,110kV以下线路：电流，或距离。,