電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理：第六章 自動重合閘

1、2021-9-25第六章 自動重合閘6-16-1概述概述6-2 6-2 輸電線路的三相一次自動重合閘輸電線路的三相一次自動重合閘6-36-3單相自動重合閘單相自動重合閘2021-9-256-16-1概述概述QF1QF2瞬時(shí)性瞬時(shí)性故障故障故障故障合閘恢復(fù)供電合閘恢復(fù)供電（自動重合閘）才有意義（自動重合閘）才有意義2021-9-256-16-1概述概述QF1QF2瞬時(shí)性瞬時(shí)性故障故障永久性永久性故障故障故障故障合閘恢復(fù)供電合閘恢復(fù)供電（自動重合閘）才有意義（自動重合閘）才有意義合閘合閘跳閘跳閘2021-9-256-16-1概述概述采用自動重合閘的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果： F 大大提高供電的可靠性F 提高系

2、統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性F 糾正斷路器的誤跳閘當(dāng)重合于永久性故障上時(shí)的不利影響： F 使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊F 使斷路器的工作條件惡化1. 自動重合閘的作用2021-9-252. 對自動重合閘的基本要求（1）重合閘不應(yīng)動作的情況用控制開關(guān)或通過遙控裝置將斷路器跳開手動合閘于故障線路（2）動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定（3）動作后應(yīng)能自動復(fù)歸（4）應(yīng)能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護(hù)的動作（5）應(yīng)具有接收外來閉鎖信號的功能2021-9-253.自動重合閘的分類（1）按動作次數(shù) 一次重合閘、多次重合閘（2）按應(yīng)用場合 單側(cè)電源重合閘、雙側(cè)電源重合閘（3）按控制斷路器的方式 單相重合閘、三相重合閘、

3、綜合重合閘、分相順序重合閘2021-9-254.自動重合閘方式及動作過程自動重合閘方式及動作過程F瞬時(shí)性故障 重合成功F永久性故障 跳三相，不再重合1） 三相重合閘方式三相重合閘方式短路 保護(hù)動作跳三相 三相重合F瞬時(shí)性故障 重合成功F永久性故障 跳三相，不再重合p相間故障跳三相不重合2） 單相重合閘方式單相重合閘方式p單相接地短路 保護(hù)動作跳故障相 重合單相2021-9-253） 綜合重合閘方式綜合重合閘方式F瞬時(shí)性故障 重合成功F永久性故障 跳三相，不再重合p相間故障保護(hù)動作跳三相三相重合p單相接地短路 保護(hù)動作跳故障單相 重合單相F瞬時(shí)性故障 重合成功F永久性故障 跳三相，不再重合202

4、1-9-25 1 1）自動重合閘一般僅用于輸電線路。）自動重合閘一般僅用于輸電線路。 2 2）110kV及以下電壓等級的輸電線路均采用三相重合閘方及以下電壓等級的輸電線路均采用三相重合閘方式。式。 3 3）220kV及以上電壓等級的輸電線路上可選用三相重合及以上電壓等級的輸電線路上可選用三相重合閘、單相重合閘、禁用重合閘和停用重合閘。閘、單相重合閘、禁用重合閘和停用重合閘。 4）凡是選用簡單的三相重合閘方式能滿足系統(tǒng)實(shí)際需要凡是選用簡單的三相重合閘方式能滿足系統(tǒng)實(shí)際需要的，都應(yīng)當(dāng)選用三相重合閘方式。的，都應(yīng)當(dāng)選用三相重合閘方式。 5）當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，如果使用三相重合閘不能保當(dāng)發(fā)生單相接地

5、故障時(shí)，如果使用三相重合閘不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定，或者地區(qū)系統(tǒng)會出現(xiàn)大面積停電，或者重要負(fù)荷證系統(tǒng)穩(wěn)定，或者地區(qū)系統(tǒng)會出現(xiàn)大面積停電，或者重要負(fù)荷停電的線路上，應(yīng)當(dāng)選用單相重合閘方式。停電的線路上，應(yīng)當(dāng)選用單相重合閘方式。 6 6）在大機(jī)組出口線路上一般不使用三相重合閘。）在大機(jī)組出口線路上一般不使用三相重合閘。5.自動重合閘的使用原則自動重合閘的使用原則2021-9-251.單側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘6-2 6-2 輸電線路的三相一次自動重合閘輸電線路的三相一次自動重合閘充放電元件充放電元件重合閘起動元件重合閘起動元件&重合閘延時(shí)元件重合閘延時(shí)元件執(zhí)行元件執(zhí)行元件2021-9-252.雙側(cè)電

6、源線路的三相一次自動重合閘1）應(yīng)考慮的兩個(gè)問題 F 時(shí)間的配合：線路兩側(cè)的重合閘必須保證在兩側(cè)的斷路器都跳閘后再進(jìn)行重合F 同期問題：重合閘時(shí)兩側(cè)電源是否同步以及是否允許非同步合閘2021-9-25（1）快速自動重合閘方式0.50.6s內(nèi)重合 1 1）線路兩側(cè)都裝有保護(hù)整條線路的快速保護(hù)；）線路兩側(cè)都裝有保護(hù)整條線路的快速保護(hù)； 2 2）線路兩側(cè)必須采用可以進(jìn)行快速重合閘的斷路器；）線路兩側(cè)必須采用可以進(jìn)行快速重合閘的斷路器； 3 3）線路兩側(cè)斷路器合閘的瞬間，產(chǎn)生的沖擊電流，均）線路兩側(cè)斷路器合閘的瞬間，產(chǎn)生的沖擊電流，均未超過電力設(shè)備所規(guī)定的允許值。未超過電力設(shè)備所規(guī)定的允許值。QF1QF

7、21EjjEeeEE1222 sinZEI Z2021-9-25（2）非同期重合閘：合閘后期待系統(tǒng)自動拉入同步。1 1）非同期重合閘時(shí)，流過發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)或變壓）非同期重合閘時(shí)，流過發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)或變壓器的沖擊電流未超過規(guī)定的允許值。器的沖擊電流未超過規(guī)定的允許值。2）在非同期重合閘所產(chǎn)生的振蕩過程中，對重要負(fù)荷）在非同期重合閘所產(chǎn)生的振蕩過程中，對重要負(fù)荷的影響較小。的影響較小。3）躲過非同期重合閘對繼電保護(hù)產(chǎn)生的影響。）躲過非同期重合閘對繼電保護(hù)產(chǎn)生的影響。2021-9-25（3）不檢同步重合閘QF1QF2QF3QF4QF7QF8QF5QF6QF9QF102021-9-25（4）解

8、列重合閘與自同期重合閘 QFQF1QF2QF3QF5QF4解列點(diǎn)解列點(diǎn)重要負(fù)荷重要負(fù)荷非重要負(fù)荷非重要負(fù)荷U&AR小電源小電源2021-9-25（4）解列重合閘與自同期重合閘 QFQF1QF2QF3QF5QF4解列點(diǎn)解列點(diǎn)重要負(fù)荷重要負(fù)荷非重要負(fù)荷非重要負(fù)荷U&AR小電源小電源 解列點(diǎn)的選擇原則：盡量使發(fā)電廠的容量與其所帶的負(fù)荷接近平衡2021-9-25（4）解列重合閘與自同期重合閘 QF1QF2QF3QF4地區(qū)負(fù)地區(qū)負(fù)荷荷U&AR水電廠水電廠自同期并列自同期并列2021-9-25（5）檢查雙回線另一回線電流的重合閘QF1QF2&ARQF3QF4I&ARI2021-9-25（6）具有同期檢定和

9、無壓檢定的重合閘QF1QF2UARUU UARUU +瞬時(shí)性故障時(shí)的保護(hù)與重合閘動作過程瞬時(shí)性故障時(shí)的保護(hù)與重合閘動作過程2021-9-25（6）具有同期檢定和無壓檢定的重合閘QF1QF2UARUU UARUU +永久性故障時(shí)的保護(hù)與重合閘動作過程永久性故障時(shí)的保護(hù)與重合閘動作過程2021-9-25（6）具有同期檢定和無壓檢定的重合閘QF1QF2UARUU UARUU +檢無壓側(cè)與檢同期側(cè)的定期切換檢無壓側(cè)與檢同期側(cè)的定期切換2021-9-25（6）具有同期檢定和無壓檢定的重合閘QF1QF2UARUU UARUU +偷跳偷跳偷跳偷跳2021-9-25（6）具有同期檢定和無壓檢定的重合閘QF1Q

10、F2UARUU UARUU +檢無壓側(cè)需要投入檢同期檢無壓側(cè)需要投入檢同期2021-9-253.重合閘時(shí)限的整定 （1）故障點(diǎn)的電弧熄滅和周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度所需時(shí)間。）故障點(diǎn)的電弧熄滅和周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度所需時(shí)間。（2）斷路器觸頭周圍絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)以及消弧室準(zhǔn)備好具）斷路器觸頭周圍絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)以及消弧室準(zhǔn)備好具有一定開斷容量的再操作所需時(shí)間。有一定開斷容量的再操作所需時(shí)間。（3）裕度。）裕度。1）單側(cè)電源線路的三相重合閘故障時(shí)刻故障時(shí)刻0t保護(hù)發(fā)跳令保護(hù)發(fā)跳令斷路器跳開斷路器跳開斷路器合閘斷路器合閘斷路器閉合斷路器閉合rtTQFt.CQFt.ARCtutytyutt CQFyuARCtt

11、tt.不對應(yīng)起動不對應(yīng)起動2021-9-253.重合閘時(shí)限的整定 1）單側(cè)電源線路的三相重合閘故障時(shí)刻故障時(shí)刻0t保護(hù)發(fā)跳令保護(hù)發(fā)跳令斷路器跳開斷路器跳開斷路器合閘斷路器合閘斷路器閉合斷路器閉合rtTQFt.CQFt.ARCtyutt CQFyuTQFARCttttt.保護(hù)起動保護(hù)起動2021-9-253.重合閘時(shí)限的整定 2）雙側(cè)電源線路的三相重合閘故障故障時(shí)刻時(shí)刻0tARCtyutt QF1QF2保護(hù)保護(hù)1發(fā)跳令發(fā)跳令1 . rt斷路器斷路器1跳開跳開TQFt. 12 . rt保護(hù)保護(hù)2發(fā)跳令發(fā)跳令TQFt. 2斷路器斷路器2跳開跳開斷路器斷路器1閉合閉合CQFt. 1斷路器斷路器1合閘合

12、閘ARCt保護(hù)起動保護(hù)起動不對應(yīng)起動不對應(yīng)起動2021-9-254.自動重合閘與繼電保護(hù)的配合 QF1QF2QF3QF4ItItIt1）重合閘前加速第一次切除故障快速、無選擇性。 加速切除故障是在重合閘動作前進(jìn)行的。 ItARI2021-9-254.自動重合閘與繼電保護(hù)的配合 QF1QF2QF3QF4ItItIt1）重合閘前加速（1）能夠快速切除瞬時(shí)性故障，使瞬時(shí)性故障來不及發(fā)）能夠快速切除瞬時(shí)性故障，使瞬時(shí)性故障來不及發(fā)展成永久性故障，從而提高重合閘的成功率；展成永久性故障，從而提高重合閘的成功率； （2）能保證發(fā)電廠和重要變電所的母線電壓在）能保證發(fā)電廠和重要變電所的母線電壓在0.60.7

13、倍額定電壓以上，從而保證廠用電和重要用戶的電能質(zhì)量；倍額定電壓以上，從而保證廠用電和重要用戶的電能質(zhì)量； （3）只需裝設(shè)一套重合閘裝置，簡單、經(jīng)濟(jì)。）只需裝設(shè)一套重合閘裝置，簡單、經(jīng)濟(jì)。ItARI2021-9-254.自動重合閘與繼電保護(hù)的配合 QF1QF2QF3QF4ItItIt1）重合閘前加速（1）裝有重合閘線路的斷路器動作次數(shù)多；）裝有重合閘線路的斷路器動作次數(shù)多；（2）切除永久性故障的時(shí)間可能較長；）切除永久性故障的時(shí)間可能較長；（3）重合閘裝置或裝有重合閘線路的斷路器拒絕合閘，）重合閘裝置或裝有重合閘線路的斷路器拒絕合閘，則將擴(kuò)大停電范圍。則將擴(kuò)大停電范圍。ItARI2021-9-2

14、54.自動重合閘與繼電保護(hù)的配合 QF1QF2QF3QF4ItARIItItIt1）重合閘前加速 重合閘前加速方式主要用于重合閘前加速方式主要用于35kV以下由發(fā)電廠以下由發(fā)電廠或重要變電站引出的直配線路上，以便快速切除故或重要變電站引出的直配線路上，以便快速切除故障，保證母線電壓。障，保證母線電壓。2021-9-254.自動重合閘與繼電保護(hù)的配合 QF1QF2QF3QF4ItARIItItIt1）重合閘后加速ARIARIARI第一次切除故障有選擇性、可能帶延時(shí)。 重合于永久性故障可加速跳閘。 加速加速II段段加速加速III段段專設(shè)加速段專設(shè)加速段2021-9-254.自動重合閘與繼電保護(hù)的配

15、合 QF1QF2QF3QF4ItARIItItIt1）重合閘后加速ARIARIARI（1）第一次跳閘是有選擇性的，不會擴(kuò)大停電范圍，特）第一次跳閘是有選擇性的，不會擴(kuò)大停電范圍，特別是在重要的高壓電網(wǎng)中，一般不允許保護(hù)無選擇性地動作別是在重要的高壓電網(wǎng)中，一般不允許保護(hù)無選擇性地動作后以重合閘來糾正（即前加速）。后以重合閘來糾正（即前加速）。 （2）使再次斷開永久性故障的時(shí)間縮短，有利于系統(tǒng)）使再次斷開永久性故障的時(shí)間縮短，有利于系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。2021-9-254.自動重合閘與繼電保護(hù)的配合 QF1QF2QF3QF4ItARIItItIt1）重合閘后加速ARIARIA

16、RI（1）每一個(gè)斷路器上都需要裝設(shè)一套重合閘，與前加速）每一個(gè)斷路器上都需要裝設(shè)一套重合閘，與前加速相比較為復(fù)雜。相比較為復(fù)雜。（2）第一次切除故障可能帶有延時(shí)。）第一次切除故障可能帶有延時(shí)。2021-9-254.自動重合閘與繼電保護(hù)的配合 QF1QF2QF3QF4ItARIItItIt1）重合閘后加速ARIARIARI 重合閘后加速方式廣泛應(yīng)用于重合閘后加速方式廣泛應(yīng)用于110kV及以上電及以上電網(wǎng)中。網(wǎng)中。2021-9-256-36-3單相自動重合閘單相自動重合閘1.1.單相重合閘需要考慮的問題單相重合閘需要考慮的問題 （1） 故障相判別故障相判別選相。選相。（2） 未斷開相的電壓、電流產(chǎn)

17、生的潛供電流和恢復(fù)電未斷開相的電壓、電流產(chǎn)生的潛供電流和恢復(fù)電壓對單相重合閘的影響。壓對單相重合閘的影響。（3） 非全相運(yùn)行對繼電保護(hù)的影響，對通信系統(tǒng)和鐵非全相運(yùn)行對繼電保護(hù)的影響，對通信系統(tǒng)和鐵道號志系統(tǒng)的影響。道號志系統(tǒng)的影響。2021-9-256-36-3單相自動重合閘單相自動重合閘2.2.故障選相故障選相電流突變量選相元件電流突變量選相元件gR| 0 |FUUISZmnffI2021-9-25可以證明：當(dāng)可以證明：當(dāng) 時(shí)時(shí)單相接地故障單相接地故障以以A相單相接地故障為例相單相接地故障為例113fammbmaabICIII0mcmbbcIII113fammamccaICIIImmCC2

18、12021-9-25兩相短路以BC兩相短路為例113fammbmaabICjIII1132fammcmbbcICjIII113fammamccaICjIII2021-9-25兩相接地短路以BC兩相接地短路為例)(3)(3)(300000012021201190290113023011jfajfammamccajfajfammcmbbcjfajfammbmaabeIeICIIIeIeICIIIeIeICIII1faI2faI0IabcabcIII2021-9-25三相短路030113jammbmaabeICIII030113jbmmcmbbceICIII030113jcmmamccaeICIII2021-9-25 各種故障下相間電流的突變量各種故障下相間電流的突變量IAB、IBC 和和ICA，的大小如下表所示（表中，的大小如下表所示（表中“”表示較表示較大，大，“”表示很大，表示很大，“”表示較?。?。將表示較小）。將IAB、IBC 和和ICA 按大、中、小排序，按表示按大、中、小排序，按表示關(guān)系