继电保护-第11章自动重合闸.doc

第十一章 自动重叠闸第一节 自动重叠闸在电力系统中的应用电力系统故障中，大多数是送电线路、特别是架空线路的故障运营经验表白，架空线路故障大都是“瞬时性”的，例如，阴雨天气由雷电引起的绝缘子表面闪络，大风引起的碰线，通过鸟类以及树枝等物掉落在导线上引起的短路等，路被继电保护迅速断开后来，电弧自行熄灭，外界物体（如树枝、鸟类等）也被电弧烧掉而消失，故障点的绝缘强度重新恢复此类故障称为“瞬时性故障”此时，如果把断开的断路器重新合上，即可恢复正常供电此外，也也许发生“永久性故障”，例如由于线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏等引起的故障，路被断开之后，故障仍然是存在此时，再合上电源，故障仍然存在，线路将被继电保护再次断开，不能恢复正常供电由于送电线路发生的故障具有以上特点，因此，路被断开后来再进行一次合闸，则有也许大大提高供电的可靠性若由运营人员手动进行合闸，则由于停电时间过长，顾客电动机多数已经停止运转，因此，效果不甚明显为此在电力系统中采用了断路器跳闸之后，可以自动地将断路器重新合闸的自动重叠闸装置ARC，提高送电线路工作的可靠性由于设重叠闸装置不能判断线路上是瞬时性故障还是永久性故障，因此，在重叠后来也许成功恢复供电，也也许不成功。

重叠闸的成功率用重叠成功的次数与总动作次数比来表达，根据运营资料的记录，成功率一般在60%~90%在微机保护中重叠闸装置应用自适应原理可在重叠之前先判断是瞬时性故障还是永久性故障，可以大大提高重叠闸的成功率一、 电力系统中采用重叠闸的技术经济效果重要地可归纳如下：（1） 大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数，特别是对单册侧电源的单回线路尤为明显；（2） 在高压输电线路上采用重叠闸，还可以提高电力系统并列运营的可靠性；（3） 在电网的设计与建设过程中，有些状况下由于考虑重叠闸的作用，即可以暂缓架设双回线路，以节省投资；（4） 对断路器自身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起纠正的作用对于重叠闸的经济效益，应当用无重叠闸时，因停电而导致的国民经济损失来衡量由于重叠闸装置自身的投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中获得了广泛的应用对1kV及以上的架空线路和电缆与架空的混合线路，当其上有断路器时，就应装设自动重叠闸装置；在用高压熔断器保护的线路上，一般采用自动重叠熔断器；此外，在供电给地区负荷的电力变压器上，以及发电厂和变电站的母线上，必要时也可以装设自动重叠闸装置二、 装设自动重叠闸的规定自动重叠闸装置应按下列规定装设；（1） 3KV及以上的架空线路和电缆也架空混合线路，在其有断路器的条件下，如用电设备容许且无备用电源自动投入时，应装设自动重叠闸装置。

2） 旁路断路器和兼作旁路的母线联系断路器或分段断路器，应装设自动重叠闸装置3） 低压侧不带电源的降压变压器，可装设自动重叠闸4） 必要时，母线故障可采用母线自动重叠闸装置三、 使用重叠闸的不利影响在采用重叠闸后来，当重叠与永久性故障时，它将带来某些不利的影响，如：（1） 使电力系统又一次受到故障的冲击，并也许减少系统并列运营的稳定性2） 使断路器的工作条件变得更加严重，因此它要在很短的时间内，持续切断两次短路电流这种状况对于油断路器必须加以考虑，因此在第一次跳闸时，由于电弧的作用，以使油的绝缘强度减少，在重叠后第二次跳闸时，是在绝缘已经减少的不利条件下运营的，因此，油断路器在采用了重叠闸后来，其遮断容量也要有不同限度的减少（一般约减少到80%左右）因此，在短路容量比较大的电力系统中，上述不利条件往往限制了重叠闸的使用因此，可以判断是瞬时性故障或永久性故障，以及检测消弧状况的自适应重叠闸的研究具有重要的意义目前这一技术已趋于成熟已开始在电力系统中试运营例如在中性点经消弧线圈接地的电网中，用微机自适应重叠闸即可根据消弧线圈中电流的大小判断弧光熄灭的状况，从而自动调节重叠闸时间第二节 对自动重叠闸装置的基本规定1、 重叠闸不应动作的状况（1） 有值班人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时。

2） 手动投入断路器，由于线路上有故障，而随后被继电保护将其断开时由于在这种状况下，故障是属于永久性的，它也许是由于检修质量不合格、隐患未消除或者保安的接地线忘掉拆除等因素所产生，因此再重叠一次也不也许成功3） 除上述条件外，当断路器由继电保护动作或其她因素而跳闸后、重叠闸均应动作，使断路器重新合闸2、 重叠闸的启动方式为了可以满足第1项所提出的规定，应优先采用由控制开关的位置与断路器位置不相应的原则来起动重叠闸，即当控制开关在合闸位置而断路器事实上处在断开位置的状况下，使重叠闸起动，这样就可以保证不管是任何因素使断路器跳闸后来，都可以进行一次重叠当用手动操作控制开关使断路器跳闸后来，控制开关与断路器的位置仍然是相应的因此，重叠闸就不会起动在某些状况下（如使用单相重叠闸时），当运用保护装置来起动重叠闸时，由于保护装置动作不久，也许使重叠闸来不及起动，因此，必须采用措施（如用自保持回路、记忆回路等），来保证重叠闸能可靠动作3、 自动重叠闸的动作次数自动重叠闸装置的动作次数应符合预先的规定如一次式重叠闸就应当只动作一次，当重叠于永久性故障而再次跳闸后来，就不应当再动作；对二次式重叠闸就应当可以动作两次，当第二次重叠于永久性故障而跳闸后来，它不应当再动作。

在任何状况下，例如装置自身的元件损坏，继电器触点粘住或拒动等，重叠闸均不应使断路器多次地重叠闸到永久故障上去4、 自动重叠闸的复归方式自动重叠闸在动作后来，应当自动复归，准备好下一次再动作但对10KV及如下电压的线路，如本地有值班人员时，为简化重叠闸的实现，也可以采用手动复归的方式采用手动复归的缺陷是，当重叠闸动作后，在值班人员未及时复归此前，而又一次发生故障时，重叠闸将拒动作，这在雷雨季节，雷害活动较多的地方特别也许发生5、 重叠闸与继电保护的配合自动重叠闸装置应有也许在重叠闸此前或重叠闸后来加速继电保护的动作，以便更好的和继电保护相配合，加速故障的切除 如用控制开关手动合闸并合于永久性故障时，也宜于采用加速继电保护动作的措施，由于这种状况与实现重叠闸后加速的规定是完全同样的当采用重叠闸后加速保护时，如果合闸瞬间所产生的冲击电流或断路器三相触头不同步合闸所产生的零序电流有也许引起继电保护误动作时，则应采用措施（如适应增长一延时）予以避免6、 对双侧电源线路上重叠闸的规定在双侧电源的线路上实现重叠闸时，应考虑合闸时两侧电源间的同步问题，并满足所提出的规定（详见本章第四节）7、 闭锁重叠闸（1） 自动重叠闸装置应具有接受外来闭锁信号的功能。

2） 当断路器处在不正常状态（例如操作机构中使用的气压、液压减少等）而不容许实现重叠闸时，应将自动重叠闸装置闭锁第三节 单侧电源送电线路三相一次重叠闸的工作原理如图11-1（a）所示为电容式三相一次重叠闸装置ARC展开图，重要由重叠闸中间继电器KM，重叠闸起动时间元件KT、一次合闸充放电回路等构成重叠闸与继电保护相配合，实现重叠闸后加速保护的动作虚线框内为DH-1型重叠闸继电器内部接线图中QF1为断路器的辅助常闭触点，当断路器在合闸位置时，触点是断开的，因此跳闸位置继电器KTP1切断重叠闸起动的时间元件KT，重叠闸装置不起动SA为手动操作的控制开关，其触点通断状况如图11-1（b）所示电容式重叠闸装置ARC是运用控制开关SA与断路器DF不相应进行起动，运用电容器C的瞬时放电和长时充电来实现一次重叠的1、 正常工作状态正常工作状态下断路器QF在合闸位置，QF1触点断开，QF2闭合，控制开关SA在“合闸后”位置，其触点21-23接通，电容器C经充电电阻4R充电经15-20s的延时后，充电到合闸中间继电器KM所需电压，并使信号氖灯HNe点亮表达容许重叠闸ARC动作2、断路器由保护动作或其她因素误动作而跳闸此时断路器QF处在“跳闸”位置，而控制开关SA仍处在“合闸后”的不相应位置，此时QF1触点闭合，使跳闸位置继电器KTP励磁，其常开触点KTP1闭合，起动重叠闸的时间元件KT，延时触点KT1经0.5~1.5s后闭合，构成电容器C向中间继电器KM电压线圈放电的回路，KM动作，其各常开触点KM1~KM3闭合。

此时，控制电源经触点KM1、KM2、KM3、KM的电流自保持线圈、信号继电器KS、切换片XS及跳跃闭锁继电器的常闭触点KTL2向断路器的合闸线圈LC发出合闸脉冲，使断路器QF重新合闸KM3闭合的同步，起动后加速继电器KTA，以加速保护跳闸的动作如果线路上发生的是瞬时性故障，则重叠闸成功，断路器合闸后来，QF1断开重叠闸的起动回路，时间元件KT立即返回，同步C又开始经R充电经15-20S充电时间后来，C两端布满电压，整个回路即自动复归原状，准备好再次动作3、 线路上存在有永久性故障线路上存在永久性故障时，在重叠闸后来继电保护将再次动作跳闸，通过KAT的触点加速继电保护的动作此时QF1触点又将接通，重叠闸起动与时间元件动作同前，但是由于充电时间不不小于15~20s，电容器C不能充电到KM动作电压，断路器不再重叠此外，如图11-2所示，重叠闸装置ARC第二次起动、KT1闭合后，由于4R的分压作用，不管通过多长时间，电容器两端的电压只能达到，不不小于KM电压线圈的动作电压，保证ARC装置只能重叠一次4、 用控制开关SA手动跳闸当控制开关SA在“预跳”位置，由图11-1（b）可知，触点2-4接通，使C经6R放电。

当控制开关SA在“跳闸后”位置，断路器QF位置与控制开关SA位置相相应，触点21-23断开了重叠闸的正电源，实现手动闭锁ARC，因此保证了手动跳闸后来断路器QF不重叠5、 用控制开关手动合闸用控制开关手动合闸时，合闸后，QF1触点断开，不会起动重叠闸，此外，C开始充电，如上所述需经15-20s后，C布满电压此时，如果线路上存在有故障，则当断路器投入而随后由继电保护动作经跳闸线圈LT跳闸后来，由于在断路器QF跳闸时，C两端的充电电压局限性以KM起动，不会发生自动重叠此种工作状况与重叠闸装置ARC动作后重叠在永久性故障上的状况相似6、 重叠闸后加速继电保护动作的回路重叠闸后加速继电保护动作，当被保护线路上第一次发生故障时，继电保护按本来有选择性的整定值动作切除故障，重叠闸随后起动进行一次合闸并起动KAT如果重叠与永久性故障上，继电保护再次动作时，KAT瞬时闭合延时打开的常开触点短接保护的时间元件，重叠闸后加速保护动作有关加速回路与保护配合的多种状况，请参阅本章的第七节7、“跳跃”闭锁继电器KTL的作用“跳跃”闭锁继电器KTL也称为防跳继电器，一般采用DBJ-115型中间继电器，它有电流线圈和电压线圈，电流线圈通电动作，电压线圈自保持。

手动合闸于永久性故障时，继电保护动作，使跳闸线圈LT通电分闸的同步，KTL的电流线圈励磁，一方面其常闭触点KTL2断开，切断合闸回路，以避免值班人员在手动合闸后未放开SA手柄或自动重叠闸装置的触点粘住的状况下再次合闸，另一方面KTL的常开触点KTL1闭合，使其电压线圈通电自保持，直到SA手柄放开，触点5-8断开或自动重叠闸装置的触点恢复正常为止KTL3避免保护出口继电器的触点先于断路器QF的辅助常开触点QF2断开时烧毁保护出口继电器的触点，串联1R，用以保证保护的信号继电器线圈不被KTL3短接，可以可靠掉牌8、母差保护或自动按频率减载装置ADLF动作时当母线故障母线保护动作或自动按频率减载装置ADLF动作使断路器跳闸时，均不应重叠闸为此，将母差保护或自动按频率减载装置ADLF的动作触点与控制开关SA的触点2。