电力系统继电保护技术 教学课件 ppt 作者 许建安 第9章　输电线路的自动重合闸

1、第9章 输电线路的自动重合闸,第9章 输电线路的自动重合闸,9.1 自动重合闸的基本要求及选择原则 9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸 9.3 双侧电源供电线路的自动重合闸 9.4 自动重合闸与继电保护的配合 9.5 输电线路的综合自动重合闸 9.6 重合器与分段器,9.1 自动重合闸的基本要求及选择原则,9.1.1 自动重合闸的作用 在电力系统的各种故障中，输电线路（特别是架空线路）是发生故障几率最高的。 1)提高供电系统的可靠性，减少线路停电次数，特别对单侧电源的单回供电线路尤其显著； 2)提高电力系统并列运行的稳定性，提高输电线路的传输容量； 3)可纠正断路器本身的机构不良、继电保护误动作以及误碰所引起的误跳闸； 4)自动重合闸与继电保护相配合，在很多情况下可以加速切除故障。 1)使电力系统再一次受到故障的冲击，对电力系统的稳定运行不利，可能会引起电力系统的振荡。,9.1 自动重合闸的基本要求及选择原则,2)使断路器工作条件恶化，因为在很短时间内断路器要连续两次切断短路电流。 9.1.2 自动重合闸的基本要求 1.自动重合闸装置可由保护起动和/或断路器控制状态与位置不对应起

2、动 2.使用自动重合闸应注意的问题 1)用控制开关或通过遥控装置将断路器断开时，重合闸应不动作。 2)将断路器投于故障线路上并随即由继电保护将其断开时，重合闸应不动作。,9.1 自动重合闸的基本要求及选择原则,3)在任何情况下(包括装置本身的元件损坏，以及重合闸输出触点的粘连)，自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定(如一次式重合闸就应该只动作一次，当重合于永久性故障而再次跳闸以后，就不应该再动作；对于二次式重合闸就应该能够动作两次，当第二次重合于永久性故障而跳闸以后，它不应该再动作)。 4)自动重合闸装置动作后，应能经整定的时间后自动复归。 5)自动重合闸装置的合闸时间应能整定，应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作，以便更好地与继电保护相配合从而加速故障的切除。 6)自动重合闸装置应具有接收外来闭锁信号的功能。 9.1.3 自动重合闸的分类,9.1 自动重合闸的基本要求及选择原则,1)按作用于断路器的方式，自动重合闸可分为三相重合闸、单相重合闸和综合重合闸。 2)根据重合闸控制断路器连续次数的不同，可将重合闸分为多次重合闸和一次重合闸。 3)按照重合闸使用的条件，可分

3、为单侧电源线路重合闸和双侧电源线路重合闸。 4)按照重合闸的实现方法，可分为电气式、晶体管式及集成电路式的重合闸装置实现重合闸，中、低压线路微机保护测控装置中用重合闸程序来实现重合闸，高压线路成套微机保护装置中用重合闸插件实现重合闸等。 5)根据重合闸控制的断路器所接通或断开的电气元件的不同，可将重合闸分为线路重合闸、变压器重合闸和母线重合闸等。,9.1 自动重合闸的基本要求及选择原则,6)6MVA及以上低压侧不带电源的单台降压变压器，如其电源侧装有断路器和过电流保护，且变压器断开后将使重要用电设备断电时，可装设变压器重合闸装置。 9.1.4 自动重合闸方式的选择原则 继电保护和安全自动装置技术规程(GB/T 142852006)中规定了各等级电力线路不同运行条件下的自动重合闸方式的选定原则。 1.装设自动重合闸装置的有关规定 1)3kV及以上的架空线路及电缆与架空混合线路，在具有断路器的条件下，如用电设备允许且无备用电源自动投入时，应装设自动重合闸。,9.1 自动重合闸的基本要求及选择原则,2)旁路断路器与兼作旁路的母线联络断路器，应装设自动重合闸装置。 3)必要时母线故障可采用母线

4、自动重合闸装置。 2. 110kV及以下单侧电源线路的自动重合闸装置的装设规定 1)采用三相一次重合闸。 2)当断路器断流容量允许时，下列线路可采用两次重合闸方式： 无经常值班人员的变电所引出的无遥控的单回线； 给重要负荷供电，且无备用电源的单回线。 3)由几段串联线路构成的电力网，为了补救速动保护无选择性动作的问题，可采用带前加速的重合闸或顺序重合闸方式。 3. 110kV及以下双侧电源线路的自动重合闸装置的装设规定,9.1 自动重合闸的基本要求及选择原则,1)并列运行的发电厂或电力系统之间，具有4条以上联系的线路或3条紧密联系的线路时，可采用不检查同期的三相自动重合闸方式。 2)并列运行的发电厂或电力系统之间，具有2条联系的线路或3条联系不紧密的线路时，可采用同期检定和无电压检定的三相重合闸。 3)双侧电源的单回线路，可采用下列重合闸方式： 解列重合闸方式，即将一侧电源解列，另一侧装设线路无电压检定的重合闸方式； 当水电厂条件许可时，可采用自同期重合闸方式； 为避免非同期重合闸及两侧电源均重合于故障线路上，可采用一侧无电压检定，另一侧检定同期的重合闸方式。,9.1 自动重合闸的基本

5、要求及选择原则,4. 220500kV线路的重合闸方式 1)对220kV的单侧电源线路，采用不检定同期的三相重合闸方式。 2)对220kV的线路，当满足上述3中1)有关采用三相重合闸方式的规定时，可采用不检查同期的三相重合闸方式。 3)对220kV的线路，当满足上述3中2)有关采用三相重合闸方式的规定时，且电力系统稳定要求能满足时，可采用检查同期的三相重合闸方式。 4)对不符合上述条件的220kV线路，应采用单相重合闸方式。 5)对330500kV的线路，一般情况下应采用单相重合闸方式。 6)对可能发生跨线故障的330500kV的同杆并架双回线路，如输送容量较大，且为了提高电力系统安全稳定运行的水平，可考虑采用按相自动重合闸方式。,9.1 自动重合闸的基本要求及选择原则,5.在带有分支的线路上使用单相重合闸装置时，分支线侧的重合闸方式 (1)分支处无电源方式 1)分支处变压器中性点接地时，装设零序电流起动低电压选相的单相重合闸装置重合后不再跳闸。 2)分支处变压器中性点不接地，但所带负荷较大时，装设零序电压起动低电压选相的单相重合闸装置。 (2)分支处有电源方式 1)如分支处电源不大，

6、可用简单的保护将电源解列后，按分支处无电源的方式处理； 2)如分支处电源较大，则在分支处装设单相重合闸装置。,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,9.2.1 电磁型单侧电源供电线路的三相一次重合闸装置 1.重合闸装置的结构及原理,图9-1 电磁型三相一次自动重合闸装置接线,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,表9-1 SA触点通断状况,(1)线路正常运行时 控制开关SA和断路器均处于合闸的对应位置，断路器的常开辅助触点QF2闭合、常闭辅助触点QF1断开，跳闸位置继电器KTP失电，其常开触点KTP1断开。 (2)线路发生瞬时性故障或由于其他原因使断路器误跳闸时 控制开关SA和断路器位置处于不对应状态。 (3)线路发生永久性故障时 重合闸装置的动作过程与发生瞬时性故障时相同。,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,(4)用控制开关SA手动跳闸时 控制开关SA和断路器均处于断开对应位置，AAR不会动作。 (5)用控制开关SA手动合闸于故障线路时 手动合闸时，触点SA58闭合，合闸接触器KMC起动；SA2123闭合，SA24断开，电容C开始充电。 (6)闭锁重合闸装置时 在某些

7、情况下，断路器跳闸后不允许自动重合闸。 (7)重合闸与继电保护的配合 重合闸与继电保护的配合采用前加速或后加速两种方式(详见9.4节)。,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,(8)防止断路器多次重合于永久性故障的措施 如果线路发生永久性故障，且重合闸第一次动作时就出现了KA1、KA2触点粘连或卡住现象，由于是永久性故障，保护将再次动作跳闸，因KA1、KA2触点接通，若没有防跳继电器KCF，则合闸接触器KMC通电而使断路器第二次重合。 2.重合闸充电 1)重合闸投入运行处于正常工作状态，说明保护装置未起动。 2)在重合闸未起动的情况下，三相断路器处于合闸状态，断路器跳闸位置继电器未动作。 3)在重合闸未起动情况下，断路器正常状态下的气压或油压正常，这说明断路器可以进行合闸，允许充电。 4)没有闭锁重合闸的输入信号。,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,5)在重合闸未起动情况下，没有TV断线失电压信号。 3.重合闸的起动方式 (1)控制开关与断路器位置不对应起动方式 重合闸的位置不对应起动就是断路器控制开关SA处于“合闸后”状态、断路器处于跳闸状态，两者位置不对应起动重合闸。

8、(2)保护起动方式 目前大多数线路的自动重合闸装置，在保护动作发出跳闸命令后，重合闸才发合闸命令，因此自动重合闸应支持保护跳闸命令的起动方式。 9.2.2 软件实现的自动重合闸 1.三相一次自动重合闸的程序流程图,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,图9-2 三相一次重合闸的程序流程图,2.软件重合闸的动作逻辑,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,图9-3 重合闸充电条件完成的动作逻辑,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,图9-4 重合闸保护元件的动作逻辑,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,图9-5 后加速保护元件的动作逻辑,9.2.3 自动重合闸的闭锁 在某些情况下，断路器跳闸后不允许自动重合，因此，应将重合闸装置闭锁。 1)手动跳闸或通过遥控装置跳闸。,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,2)按频率自动减负荷动作跳闸、低电压保护动作跳闸、过负荷保护动作跳闸、母线保护动作跳闸。 3)当选择检无电压或检同期工作时，检测到母线TV、线路侧TV的二次回路断线失电压时。 4)检测线路无电压或检同期不成功时。 5)断路器液(气)压操动机构的液(气)压降低到不允许

9、合闸的程度，或断路器弹簧操动机构的弹簧未储能。 6)断路器控制回路发生断线。 7)重合闸停用断路器跳闸。 8)重合闸发出重合脉冲的同时，闭锁重合闸。 9.2.4 自动重合闸装置参数的整定 1.自动重合闸装置的动作时限整定,9.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,1)故障点的灭弧时间(计及负荷侧电动机反馈对灭弧时间的影响)及周围介质去游离的时间。 2)断路器及操作机构准备好再次动作的时间。 线路两侧继电保护以不同时限切除故障的可能性； 故障点潜供电流对灭弧时间的影响。 2.重合闸复归时间的整定 1)保证当重合到永久性故障，由最长时限段的保护切除故障时，断路器不会再次重合闸。 2)保证断路器切断能力的恢复。 3.微机保护有关定值整定的说明,9.3 双侧电源供电线路的自动重合闸,(1)故障点的断电时间问题 因为当线路发生故障时，线路两侧的继电保护可能以不同的时限跳开两侧的断路器，这种情况下只有两侧的断路器都跳开后，故障点才完全断电。 (2)同期问题 这是因为当线路发生故障，两侧断路器跳闸后，线路两侧电源之间的电动势夹角摆开，甚至有可能失去同期。 9.3.1 三相快速自动重合闸 所谓三相快速自动重合闸，就是在输电线路发生故障时，两侧保护瞬时将故障切除后，不管两侧电源是否同步，都可进行重合闸，经0506s延时后，两侧断路器都重新合上。 1)线路两侧都必须装设全线速动保护，如高频保护、纵联差动保护等。 2)线路两侧必须具有快速动作的断路器，如快速空气断路器等。,9.3 双侧电源供电线路的自动重合闸,9.3.2 三相非同期自动重合闸 当不具备快速切除全线路故障和快速动作的断路器条件时，可以考虑采用非同期自动重合闸。 1)进行非同期重合闸时，流过同步发电机、同步调相机或电力变压器的冲击电流不得超过允许值。 2)避免在大容量发电机组附近采用非同期重合闸，其目的是防止机组轴系扭伤，影响机组的使用寿命。 3)非同期重合闸后，拉入同期的过程是一种振荡状态，各点电压出现不同程度的波动，应注意减小它对重要负荷的影响。 4)应设法避免非同期重合闸的振荡过程，以及断路器三相触点不同时闭合所引起的保护误动作的问题。 9.3.3 无电压检定和同期检定的三相自动重合闸,9.3 双侧电源供电线路的自动重合闸,无电压检定和同期检定的三相自动重合闸就是当线路两侧断路器跳

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