1、第三章 輸電線路的自動(dòng)重合閘裝置,第一節(jié) ARC的作用及基本要求,自動(dòng)重合閘裝置定義：線路因故障被斷開(kāi)后再進(jìn)行合閘的 自動(dòng)裝置。 自動(dòng)重合閘在線路中被采用的原因：線路中的短路故障60%90 %都是瞬時(shí)性故障。 瞬時(shí)性故障：由于故障由繼電保護(hù)動(dòng)作斷開(kāi)電源后，故障點(diǎn)的電弧自行熄滅，絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)，故障自動(dòng)消除。,一、輸電線路上采用自動(dòng)重合閘裝置的作用： （1）提高輸電線路供電可靠性，減少因瞬時(shí)性故障停電造成的損失。 （2）對(duì)于雙端供電的高壓輸電線路，可提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高線路的輸送容量。 （3）可以糾正由于斷路器本身機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘。 （4）與保護(hù)配合，加速跳,自

2、動(dòng)重合閘裝置目前多以兩種形式存在： （1）與繼電保護(hù)裝置相獨(dú)立的自動(dòng)重合閘裝置 （2）與繼電保護(hù)裝置一體化，在微機(jī)線路保護(hù)中多由其中的一個(gè)CPU板完成自動(dòng)重合閘功能。,二、自動(dòng)重合閘的分類： （1）按作用于斷路器的方式 a、三相重合閘：同時(shí)重合三相 單相故障時(shí)，重合三相 相間故障時(shí)，重合三相 b、單相重合閘：只重合一相 單相故障時(shí)，重合單相 相間故障時(shí)，不重合 c、綜合重合閘：?jiǎn)蜗喙收蠒r(shí)，保護(hù)跳開(kāi)單相，重合單相 相間故障時(shí)，保護(hù)跳開(kāi)三相，重合三相,（2）按運(yùn)行的線路結(jié)構(gòu) a、單側(cè)電源線路自動(dòng)重合閘： 不存在非同步重合的問(wèn)題 b、雙側(cè)電源線路自動(dòng)重合閘： 需要考慮：兩側(cè)斷路器重合時(shí)間配合問(wèn)題 同

3、期問(wèn)題 （3）按重合閘次數(shù) a、 一次重合閘：只重合一次 b、 兩次重合閘：重合兩次,三、對(duì)ARC的基本要求,ARC應(yīng)動(dòng)作迅速。 在下列情況下，ARC不應(yīng)動(dòng)作： a.由值班員手動(dòng)或通過(guò)遙控裝置將開(kāi)關(guān)跳開(kāi)。 b.手動(dòng)投入開(kāi)關(guān)，若線路上有故障，而隨即被繼保斷開(kāi)時(shí)。 除所述情況外，當(dāng)開(kāi)關(guān)由繼電保護(hù)動(dòng)作或其它原因跳閘后，ARC均應(yīng)動(dòng)作。 ARC應(yīng)優(yōu)先采用不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式，除此也可采用保護(hù)起動(dòng)方式。 ARC的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。 ARC應(yīng)能自動(dòng)閉鎖。 ARC動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好下一次再動(dòng)作。 ARC應(yīng)能在重合閘動(dòng)作前或重合閘動(dòng)作后，加速繼電保護(hù)的動(dòng)作。 雙側(cè)電源線路的重合閘，應(yīng)考慮合閘時(shí)兩側(cè)電

4、源的同步問(wèn)題。,一、單側(cè)電源線路的三相一次ARC 簡(jiǎn)要說(shuō)明 ： 在單側(cè)電源線路中只有一個(gè)電源供電，無(wú)需考慮同步問(wèn)題，ARC裝于線路的送電側(cè)。 三相一次重合的基本概念：無(wú)論線路上發(fā)生何種類型故障，繼電保護(hù)均將三相斷路器同時(shí)跳開(kāi)，然后重合閘起動(dòng)將斷路器同時(shí)合上,第二節(jié) 單側(cè)電源線路的三相一次ARC,三相一次重合閘接線 下圖示出了電氣式三相一次重合閘的接線，先將有關(guān)元件說(shuō)明如下： 1KT-控制重合時(shí)間的時(shí)間繼電器； KRC-電壓起動(dòng)，電流保持的ARC中間繼電器； C-獲得重合脈沖的電容器； KTP-開(kāi)關(guān)跳閘位置繼電器，輔助觸點(diǎn)QF1接通，KTP動(dòng)作；(注：因KTP線圈的阻抗足夠大，合閘接觸器KMC經(jīng)

5、KTP線圈接通時(shí)不會(huì)作） KJL-斷路器的防跳躍閉鎖繼電器，簡(jiǎn)稱防跳繼電器； KAC-重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作繼電器，簡(jiǎn)稱后加速繼電器，瞬時(shí)動(dòng)作延時(shí)返回；,基本原理,線路正常運(yùn)行時(shí) SA處于合閘后位置， - 接通 - 斷開(kāi)，動(dòng)斷觸點(diǎn)QF1斷開(kāi)，動(dòng)合觸點(diǎn)QF2閉合，KTP線圈失電，KTP接點(diǎn)斷開(kāi)。電容C經(jīng)6R充滿電，其兩端電壓等于直流電源電壓，ARC處于準(zhǔn)備動(dòng)作狀態(tài)，重合閘繼電器中燈LN亮（LN的作用？） 線路瞬時(shí)性故障或其它原因開(kāi)關(guān)誤跳時(shí) a.動(dòng)作過(guò)程 參見(jiàn)ARC的展開(kāi)圖 b. 開(kāi)關(guān)重合后ARC的動(dòng)作過(guò)程 參見(jiàn)ARC的展開(kāi)圖 c. KRC電流線圈作用： 自保持，保證開(kāi)關(guān)可靠合閘。,線路上發(fā)生永久故

6、障時(shí) 參見(jiàn)ARC的展開(kāi)圖 用控制開(kāi)關(guān)手動(dòng)操作跳閘時(shí) SA - 斷開(kāi) ARC不起動(dòng)，SA - 接通了電容C對(duì)7R的放電回路。由于7R幾百歐姆，所以C放電后的電壓接近于零，保證下次手動(dòng)合閘線路時(shí)，ARC不會(huì)動(dòng)作。 用控制開(kāi)關(guān)手動(dòng)合閘于故障線路時(shí) SA手動(dòng)合閘時(shí)，SA5-8接通，KMC 起動(dòng)合閘，SA21-23接通，SA2-4斷開(kāi)，C開(kāi)始充電。同時(shí)KCRM2接通，使后加速繼電器KAC動(dòng)作。合閘后，保護(hù)立即動(dòng)作，經(jīng)KAC的延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)使繼電器加速跳閘。這時(shí)，C的充電時(shí)間很短，電壓很低，放電不足以起動(dòng)KRC，從而保證ARC可靠不動(dòng)作。,閉鎖重合閘時(shí) a、需將ARC閉鎖的情況 如AFL、MC動(dòng)作后，不允許

7、ARC動(dòng)作，應(yīng)將其閉鎖。 b、實(shí)現(xiàn)方法 將AFL、MC的出口輔助觸點(diǎn)與SA2-4并聯(lián)。 防止開(kāi)關(guān)多次重合于永久性故障的措施 a、跳躍現(xiàn)象 b、措施：加裝防跳繼電器 c、防跳繼電器的防跳躍原理 、重合閘動(dòng)作時(shí)的防跳 、手合于永久故障的防跳,軟件實(shí)現(xiàn)的ARC工作流程,二、重合閘的充電（復(fù)歸）,需考慮的問(wèn)題： （1）需要必要的時(shí)間保證開(kāi)關(guān)的切斷能力恢復(fù)和故 障點(diǎn)的去游離 （2）重合永久故障時(shí)避免多次動(dòng)作,一般，重合閘充電（復(fù)歸）時(shí)間取1525S,重合閘的充電條件:,（1）重合閘投入時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行正常,（2）TWJ未動(dòng)作,（3）斷路器工作介質(zhì)壓力正常,（4）無(wú)閉鎖ARC的信號(hào)輸入,三、重合閘的啟動(dòng)方式,1

8、、開(kāi)關(guān)位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng),2、保護(hù)啟動(dòng),四、重合閘的計(jì)時(shí),1、延時(shí)發(fā)合閘令,2、加速保護(hù)動(dòng)作,五、重合閘的閉鎖,閉鎖重合閘的情況：,1、手跳或遙跳,2、低頻減載、母差、低壓、過(guò)負(fù)荷動(dòng)作 3、當(dāng)檢無(wú)壓、同期工作時(shí)，TV二次斷線 4、當(dāng)檢無(wú)壓、同期不成功時(shí) 5、開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)不滿足合閘條件時(shí) 6、控制回路斷線 7、重合閘處于停用狀態(tài) 8、重合閘發(fā)出合閘脈沖的同時(shí)，閉鎖重合（一次重合裝置）,六、參數(shù)整定,1、重合閘動(dòng)作時(shí)限的整定 重合閘的動(dòng)作時(shí)限即展開(kāi)圖中1KT的整定時(shí)限，原則上越小越好，但需考慮如下兩方面問(wèn)題： a、跳閘后故障點(diǎn)熄弧及周圍絕緣恢復(fù)需要一定的時(shí)間，必須在這個(gè)時(shí)間后合開(kāi)關(guān)才能成功。 b、重合閘動(dòng)

9、作后保護(hù)一定要返回，同時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作也需要一定的時(shí)間,因此，重合閘動(dòng)作時(shí)限 為： 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，單側(cè)電源三重動(dòng)作時(shí)間取0.81s,C、對(duì)于雙電源的網(wǎng)絡(luò)，還需考慮兩側(cè)保護(hù)不同時(shí)切除故障 使故障點(diǎn)斷電時(shí)間延遲的情況,因此，重合閘動(dòng)作時(shí)限 為：,2、復(fù)歸時(shí)間的整定,需要考慮的問(wèn)題： （1）保證重合到永久故障時(shí)，由最長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)的保護(hù)切除故障 時(shí)，不會(huì)再次重合 （2）保證斷路器切斷能力的恢復(fù),根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，一般取1525S,3、后加速延時(shí)解除時(shí)間值,概念：指加速保護(hù)開(kāi)始到加速保護(hù)命令結(jié)束為止，加速 持續(xù)的時(shí)間,考慮的問(wèn)題：保證合閘于永久故障時(shí)，被加速的保護(hù)來(lái) 得及動(dòng)作切除故障,一般，根據(jù)

10、經(jīng)驗(yàn)可取0.30.4S,第三節(jié) 雙側(cè)電源線路的三相ARC,存在的特殊問(wèn)題： 1.時(shí)間的配合問(wèn)題。 2.同期問(wèn)題。 雙側(cè)電源的重合閘方式很多，可歸納如下兩類： 檢定同期重合閘，如檢定無(wú)壓和檢定同期的ARC、檢查平行線路有電流的重合閘； 不檢定同期的重合閘，如非同期重合閘、快速重合閘、解列重合閘及自同期重合閘。,一、三相快速自動(dòng)重合閘,1.三相快速ARC基本概念： 當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)很快實(shí)現(xiàn)線路兩側(cè)斷路器跳開(kāi)，并隨即進(jìn)行重合閘。,2.采用三相快速ARC的必要條件： 線路兩側(cè)裝有瞬時(shí)切除全線故障的保護(hù) 線路兩側(cè)必須有快速動(dòng)作的斷路器 兩側(cè)斷路器重合瞬間，沖擊電流周期分量值不得超過(guò)規(guī)定值

11、重合時(shí)兩側(cè)相角擺動(dòng)不得危及系統(tǒng)穩(wěn)定，合閘后能迅速同步,3. 三相快速ARC特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn)： 快速，能有效提高系統(tǒng)并列的穩(wěn)定性和供電的可靠性 重合瞬間具有一定的沖擊電流 應(yīng)用：220KV及以上電壓等級(jí)線路應(yīng)用比較多,二、三相非同期ARC,1.三相非同期ARC的概念 當(dāng)輸電線路故障時(shí)，兩側(cè)斷路器跳閘后，不管兩側(cè)電源是否 同步就進(jìn)行重合閘。,非同期合閘時(shí)，電氣設(shè)備能承受重合閘所產(chǎn)生的的沖擊電流。 （計(jì)算沖擊電流時(shí)，兩側(cè)電勢(shì)夾角取180度）,非同期所產(chǎn)生的振蕩過(guò)程中，對(duì)重要負(fù)荷的影響較??； 并設(shè)法防止振蕩過(guò)程中斷路器不同時(shí)合閘保護(hù)誤動(dòng)。,重合后，系統(tǒng)能迅速恢復(fù)同步。,2.采用快速重合閘的條件,只有當(dāng)

12、線路不具備采用快速重合閘的條件，并且符合下列 條件并且認(rèn)為有必要時(shí)，可采用非同期重合閘。,避免在大機(jī)組附近采用非同步重合閘，目的是保護(hù)機(jī)組軸系,3.非同期重合閘存在的問(wèn)題 系統(tǒng)可能發(fā)生振蕩 可能引起保護(hù)誤動(dòng)，為此，應(yīng)根據(jù)具體情況采取措施，防止繼電保護(hù)誤動(dòng)。 4.非同期重合閘的投入方式 按順序投入 不按順序投入 在我國(guó)，110KV以上線路非同期重合閘通常采用不按順序投入兩側(cè)斷路器的方式,當(dāng)線路兩側(cè)斷路器跳開(kāi)后，其中一側(cè)（無(wú)壓側(cè)）先檢定線路無(wú)壓而重合，后合側(cè)（同步側(cè)）檢定線路兩側(cè)電源滿足同步條件后在進(jìn)行重合。,三、檢定無(wú)壓和檢定同期ARC,1.基本概念：,參照右圖說(shuō)明各種情況下 重合閘的工作情況：

13、 a.線路發(fā)生故障時(shí) b.正常運(yùn)行情況下， 由某種原因引起開(kāi)關(guān)誤跳時(shí),2.工作原理,2、無(wú)壓和同期檢定的邏輯原理,3、參數(shù)整定,（1）檢定無(wú)壓動(dòng)作值：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取50%UN,（2）檢定有壓的動(dòng)作值：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取70%UN,四、一些條件下的非同步特殊的ARC,1.檢查另一回路有電流的重合閘 應(yīng)用條件：沒(méi)有其它旁路聯(lián)系的雙回線上，當(dāng)不能采用非同步重合閘時(shí)，原理圖如下 2.解列自動(dòng)重合閘 應(yīng)用條件：雙側(cè)電源的單回路上，小電源與大系統(tǒng)相連，小電源測(cè)將負(fù)荷分為重要和非重要兩類,3.自同步合閘 如水電廠條件許可，可采用此方式,第四節(jié) ARC與繼電保護(hù)的配合,主要作用：可簡(jiǎn)化保護(hù)，加速切除故障，迅速

14、恢復(fù)對(duì)用戶的供電和發(fā)電機(jī)組的并列運(yùn)行。 配合方式：重合閘前加速保護(hù) 重合閘后加速保護(hù) 現(xiàn)分別闡述： 重合閘前加速保護(hù) 概念：線路發(fā)生故障時(shí)，靠近電源測(cè)的保護(hù)首先瞬時(shí)性動(dòng)作跳閘，而后借助自動(dòng)重合閘來(lái)糾正這種非選擇性的動(dòng)作。,動(dòng)作原理 a.保護(hù)的配置 b.電源側(cè)速斷 保護(hù)的整定 c.參見(jiàn)右圖說(shuō)明動(dòng)作原理 前加速保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn),重合閘后加速保護(hù) 概念：線路發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)首先有選擇性的動(dòng)作，然后重合閘動(dòng)作合上開(kāi)關(guān)，若重合于永久故障，則加速繼電保護(hù)的動(dòng)作，使之不帶延時(shí)的再次切除故障，不再重合。 基本原理 a.說(shuō)明保護(hù)的配置情況,b.各個(gè)保護(hù)的整定情況 c.參見(jiàn)右圖說(shuō)明動(dòng)作原理 后加速保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn),第

15、五節(jié) 綜合重合閘簡(jiǎn)介,概述 單相重合閘的提出 110KV及其以上的線路，7090%的故障為單相短路故障，因此可裝有分相操作的單相斷路器，發(fā)生單相故障時(shí)只跳單相，非故障相繼續(xù)運(yùn)行?？商岣呖煽啃院筒⒘械姆€(wěn)定性，還可以減少轉(zhuǎn)換性故障的發(fā)生。 單相重合閘的基本概念 單相故障時(shí)，跳單相，單相重合，若重合于永久故障，而又不允許長(zhǎng)期非全相運(yùn)行，跳三相而后不重合；多相故障時(shí)跳三相不重合。,綜重的概念 簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是把單相和三相重合閘放在一起考慮，即單相接地采用單相重合方式；相間故障采用三相重合閘方式。 綜重裝置可以實(shí)現(xiàn)的重合閘方式 a.單重 b.三重 c.綜重 d.停用,綜重需考慮的特殊問(wèn)題,1.需要設(shè)置故障

16、選相元件 單相重合閘中，要求單相故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作只跳開(kāi)故障相開(kāi)關(guān)，故需故障選相元件。 相電流選相元件每相裝設(shè)一個(gè)過(guò)電流繼電器 相電壓選相元件每相裝設(shè)一個(gè)低電壓繼電器 阻抗選相元件每相采用零序電流補(bǔ)償 接線的低阻抗繼電器,說(shuō)明,常用選相元件介紹,相電流突變量選相元件根據(jù)兩相電流之差構(gòu)成的三個(gè)選相元件，即： 上式表明，單相接地時(shí)，只有兩非故障相電流之差不突變，而在其它故障情況下，三個(gè)選相元件均動(dòng)作，具體選相情況，參見(jiàn)下圖,2.需要設(shè)置故障類型判別元件,故障判別元件是用來(lái)判斷線路發(fā)生故障的類型，即判定是相間故障還是單相故障。我國(guó)的故障判別元件采用零序，一般零序電壓或零序電流元件構(gòu)成。繼電保護(hù)、選相元件

17、及故障判別元件的工作原理框圖如下圖,3.應(yīng)考慮潛供電流對(duì)單相重合閘的影響,單相故障跳開(kāi)線路兩側(cè)開(kāi)關(guān)后，由于非故障相與斷開(kāi)相之間的靜電和電磁的聯(lián)系，在故障點(diǎn)的弧光通道中，仍有如下電流（參見(jiàn)下圖） 非故障相通過(guò)電容供給的電流 互感電勢(shì)通過(guò)故障相對(duì)地電容和故障點(diǎn)流通的電流,4.應(yīng)考慮非全相運(yùn)行對(duì)保護(hù)及其它方面的影響,零序電流保護(hù) 距離保護(hù) 相差高頻保護(hù) 方向高頻保護(hù) 5.長(zhǎng)期非全相運(yùn)行時(shí)應(yīng)考慮： 長(zhǎng)期負(fù)序電流將引起發(fā)電機(jī)的附加發(fā)熱 長(zhǎng)期出現(xiàn)負(fù)序和零序電流，對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響 長(zhǎng)期出現(xiàn)零序電流對(duì)通信的干擾 綜合重合閘構(gòu)成的原則及要求 重合閘的工作方式,重合閘的起動(dòng)方式 應(yīng)同時(shí)采用不對(duì)應(yīng)方式和繼電保護(hù)起動(dòng)方式 應(yīng)具備分相跳閘回路 應(yīng)有分相后加速回路 應(yīng)具有故障判別及三