第9章 輸電線路的自動(dòng)重合閘201405

1、l9.1 自動(dòng)重合閘的作用及要求l9.2 單側(cè)電源線路三相一次重合閘l9.3 雙側(cè)電源線路三相一次重合閘l9.4 單相自動(dòng)重合閘與綜合自動(dòng)重合閘瞬時(shí)性故障瞬時(shí)性故障：線路被繼電保護(hù)迅速斷開后，電弧即行熄滅，線路被繼電保護(hù)迅速斷開后，電弧即行熄滅，故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)，外界物體也被電弧燒掉而消故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)，外界物體也被電弧燒掉而消失，此時(shí)，把斷開的線路斷路器再合上，就能恢復(fù)正常的失，此時(shí)，把斷開的線路斷路器再合上，就能恢復(fù)正常的供電，稱這類故障為供電，稱這類故障為“瞬時(shí)性故障瞬時(shí)性故障”。一、基本概念9.1 自動(dòng)重合閘的作用及要求絕緣子表面閃絡(luò)（雷電）絕緣子表面閃絡(luò)（雷電） 短時(shí)

2、碰線（大風(fēng)）短時(shí)碰線（大風(fēng)）鳥類（或樹枝）放電。鳥類（或樹枝）放電。（6090）倒桿、斷線、絕緣子擊穿倒桿、斷線、絕緣子擊穿（10）二、自動(dòng)重合閘在電力系統(tǒng)中的作用二、自動(dòng)重合閘在電力系統(tǒng)中的作用l自動(dòng)重合閘（AAR）裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。l運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路大多數(shù)故障是瞬時(shí)性的，l此時(shí)，若保護(hù)動(dòng)作熄弧故障消除合斷路器恢復(fù)供電。l手動(dòng)（停電時(shí)間長(zhǎng)）效果不顯著，自動(dòng)重合效果明顯。三、重合閘在電力系統(tǒng)中的作用三、重合閘在電力系統(tǒng)中的作用 1.1.大大提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)。大大提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)。2.2.在高壓輸電線路上采用重

3、合閘，可以提高電力系在高壓輸電線路上采用重合閘，可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。 3.3.在架空線路上采用重合閘，可以暫緩架設(shè)雙回線在架空線路上采用重合閘，可以暫緩架設(shè)雙回線路，以節(jié)約投資。路，以節(jié)約投資。4.4.對(duì)斷路器本身由于機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而對(duì)斷路器本身由于機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘，也能起到糾正的作用。引起的誤跳閘，也能起到糾正的作用。 但是，但是，AAR本身不能判斷故障是瞬時(shí)性的，還是永本身不能判斷故障是瞬時(shí)性的，還是永久性的。所以若重合于永久性故障時(shí)，其不利影響：久性的。所以若重合于永久性故障時(shí)，其不利影響：（1）使電力系統(tǒng)又一次受到故障的

4、沖擊；）使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊；（2）使斷路器的工作條件惡化（因?yàn)樵诙虝r(shí)間內(nèi)連）使斷路器的工作條件惡化（因?yàn)樵诙虝r(shí)間內(nèi)連續(xù)兩次切斷短路電流）。續(xù)兩次切斷短路電流）。據(jù)運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì)，據(jù)運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì)，AAR成功率成功率6090%，經(jīng)濟(jì)效益很，經(jīng)濟(jì)效益很高高廣泛應(yīng)用廣泛應(yīng)用。 但是，當(dāng)重合于永久性故障上時(shí)，但是，當(dāng)重合于永久性故障上時(shí)，自自動(dòng)重合閘動(dòng)重合閘將帶來哪些不利的影響？將帶來哪些不利的影響？l（1）對(duì)暫時(shí)性故障，可迅速恢復(fù)供電，從而能提高供電的可靠性。l（2）對(duì)兩側(cè)電源線路，可提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而提高線路的輸送容量。l（3）可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動(dòng)作引起的誤跳閘。l

5、應(yīng)用：1KV及以上電壓的架空線路或電纜與架空線路的混合線路上，只要裝有斷路器，一般應(yīng)裝設(shè)AAR。 （1）動(dòng)作迅速，）動(dòng)作迅速，ttu+tz一般一般0.5”1.5”。 tu故障點(diǎn)去游離，故障點(diǎn)去游離，tz斷路器消弧室及傳動(dòng)斷路器消弧室及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。（2）不允許任意多次重合，即動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合）不允許任意多次重合，即動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合 預(yù)先的規(guī)定，如一次或兩次。預(yù)先的規(guī)定，如一次或兩次。（3）動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。）動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。（4）手動(dòng)跳閘時(shí)不應(yīng)重合（手動(dòng)操作或遙控操）手動(dòng)跳閘時(shí)不應(yīng)重合（手動(dòng)操作或遙控操作）。作）。l（5）手動(dòng)合閘

6、于故障線路，繼電保護(hù)動(dòng)作使）手動(dòng)合閘于故障線路，繼電保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘后，不重合（多屬于永久性故斷路器跳閘后，不重合（多屬于永久性故障）。障）。l（6）用不對(duì)應(yīng)原則啟動(dòng)：一般自動(dòng)重合閘可）用不對(duì)應(yīng)原則啟動(dòng)：一般自動(dòng)重合閘可采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)原則采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)原則啟動(dòng)，對(duì)綜合重合閘，宜采用不對(duì)應(yīng)原則和啟動(dòng)，對(duì)綜合重合閘，宜采用不對(duì)應(yīng)原則和保護(hù)同時(shí)啟動(dòng)。保護(hù)同時(shí)啟動(dòng)。l（7）與繼電保護(hù)相配合：在重合閘前或重合）與繼電保護(hù)相配合：在重合閘前或重合閘后加速繼電保護(hù)動(dòng)作，以便更好地與繼電閘后加速繼電保護(hù)動(dòng)作，以便更好地與繼電保護(hù)相配合，加速故障切除時(shí)間，提高供電保護(hù)

7、相配合，加速故障切除時(shí)間，提高供電可靠性?？煽啃浴Ａ?、重合閘的分類六、重合閘的分類9.2 單側(cè)電源線路三相一次自動(dòng)重合閘單側(cè)電源線路三相一次自動(dòng)重合閘 三相一次自動(dòng)重合閘就是三相一次自動(dòng)重合閘就是若為瞬時(shí)性故障，則重若為瞬時(shí)性故障，則重合成功，線路繼續(xù)運(yùn)行；若為永久性故障，則繼合成功，線路繼續(xù)運(yùn)行；若為永久性故障，則繼電保護(hù)再次動(dòng)作將三相斷路器斷開，不再重合。電保護(hù)再次動(dòng)作將三相斷路器斷開，不再重合。l目前我國(guó)動(dòng)力系統(tǒng)中的重合閘裝置有目前我國(guó)動(dòng)力系統(tǒng)中的重合閘裝置有電磁型、電磁型、晶體管型和集成電路型晶體管型和集成電路型三種。l（1）起動(dòng)元件：當(dāng)QF跳閘之后，使延時(shí)元件起動(dòng)。起動(dòng)方式有兩種，a

8、、控制開關(guān)KK位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)（優(yōu)先采用），b、保護(hù)裝置起動(dòng)。（2）延時(shí)元件：（3）一次合閘脈沖元件：保證重合閘裝置只重合一次。（4）執(zhí)行元件：?jiǎn)?dòng)合閘回路和信號(hào)回路，還可與保護(hù)配合，實(shí)現(xiàn)重合閘后加速保護(hù)。l繼電保護(hù)與重合閘裝置配合可以簡(jiǎn)化保護(hù)裝置，加速切除故障，提高供電可靠性。一般有如下兩種配合方式：l1.1.自動(dòng)重合閘前加速（簡(jiǎn)稱自動(dòng)重合閘前加速（簡(jiǎn)稱“前加速前加速”）l2.2.自動(dòng)重合閘后加速（簡(jiǎn)稱自動(dòng)重合閘后加速（簡(jiǎn)稱“后加速后加速”）1.自動(dòng)重合閘前加速（l“前加速”是指當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，第一次由無(wú)選擇性電流速斷保護(hù)瞬時(shí)切除故障，然后再重合閘，如果是暫時(shí)性故障，則重合閘后恢復(fù)了

9、供電，如果是永久性故障，第二次保護(hù)動(dòng)作按有選擇性方式切除故障。l“前加速”由無(wú)選擇性電流速斷保護(hù)配合組成。下圖每條線路都裝有電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過電流保護(hù)，下圖每條線路都裝有電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間按階梯原則選擇。保護(hù)其動(dòng)作時(shí)間按階梯原則選擇。保護(hù)3 3處裝設(shè)處裝設(shè)AARAAR，為使無(wú)，為使無(wú)選擇性電流速斷保護(hù)不至于擴(kuò)展太大，其動(dòng)作電流按躲選擇性電流速斷保護(hù)不至于擴(kuò)展太大，其動(dòng)作電流按躲過相鄰變電站低壓側(cè)的最大電路電流來整定。過相鄰變電站低壓側(cè)的最大電路電流來整定。當(dāng)任一線路短路時(shí)當(dāng)任一線路短路時(shí) 保護(hù)的無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)動(dòng)作，瞬時(shí)跳閘保護(hù)的無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)動(dòng)作，瞬時(shí)跳閘切除故障，

10、重合閘后第二次切除故障按照保護(hù)切除故障，重合閘后第二次切除故障按照保護(hù)3 3整定時(shí)限有選整定時(shí)限有選擇地切除故障。擇地切除故障。若重合不成功，過電流保護(hù)再次動(dòng)作，這時(shí)繼電保護(hù)是若重合不成功，過電流保護(hù)再次動(dòng)作，這時(shí)繼電保護(hù)是有選擇性地切除故障，還是瞬時(shí)切除故障？有選擇性地切除故障，還是瞬時(shí)切除故障？思考：思考：自動(dòng)重合閘前加速自動(dòng)重合閘前加速 應(yīng)用應(yīng)用: :主要用于主要用于35KV35KV以下由發(fā)電廠或重要變電站引以下由發(fā)電廠或重要變電站引出的直配線上。出的直配線上。采用前加速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：采用前加速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)： （1 1） 能快速地切除瞬時(shí)性故障。能快速地切除瞬時(shí)性故障。（2 2）使瞬時(shí)性故障

11、不至于發(fā)展成永久性故障。從而提高重）使瞬時(shí)性故障不至于發(fā)展成永久性故障。從而提高重合閘的成功率。合閘的成功率。（3 3）使用設(shè)備少，只需裝設(shè)一套重合閘裝置，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。）使用設(shè)備少，只需裝設(shè)一套重合閘裝置，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。 采用前加速保護(hù)的缺點(diǎn)：采用前加速保護(hù)的缺點(diǎn)： （1 1）斷路器）斷路器3QF3QF的工作條件惡劣，動(dòng)作次數(shù)增多。的工作條件惡劣，動(dòng)作次數(shù)增多。（2 2）對(duì)永久性故障，故障切除時(shí)間可能很長(zhǎng)。）對(duì)永久性故障，故障切除時(shí)間可能很長(zhǎng)。（3 3）如果重合閘或斷路器）如果重合閘或斷路器3QF3QF拒絕合閘，將擴(kuò)大停電范圍。拒絕合閘，將擴(kuò)大停電范圍。一、自動(dòng)重合閘前加速一、自動(dòng)重合閘前加速

12、l特點(diǎn)：每條線路上均裝有選擇性的保護(hù)和AAR。l第一次故障時(shí)，保護(hù)按有選擇性的方式動(dòng)作跳閘，若重合于永久性故障，第二次跳閘按無(wú)選擇性方式跳閘（加速保護(hù)動(dòng)作），切除故障。l優(yōu)點(diǎn)：第一次跳閘時(shí)有選擇性的，再次切除故障的時(shí)間加快，有利于系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。l缺點(diǎn)：第一次動(dòng)作時(shí)間可能較長(zhǎng)。2.自動(dòng)重合閘后加速（思考：思考：若發(fā)生的是永久性故障，則若發(fā)生的是永久性故障，則過電流保護(hù)再次起動(dòng)，這時(shí)過電流保護(hù)再次起動(dòng)，這時(shí)繼電保護(hù)是有選擇性地切除繼電保護(hù)是有選擇性地切除故障，還是瞬時(shí)切除故障？故障，還是瞬時(shí)切除故障？35KV35KV以上的網(wǎng)絡(luò)及對(duì)重要負(fù)荷供電的送電線路以上的網(wǎng)絡(luò)及對(duì)重要負(fù)荷供電的送電線路。

13、 后加速保護(hù)的的優(yōu)點(diǎn)：后加速保護(hù)的的優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用：應(yīng)用：（1 1）第一次有選擇性的切除故障，不會(huì)擴(kuò)大停電范圍。）第一次有選擇性的切除故障，不會(huì)擴(kuò)大停電范圍。 （2 2）保證永久性故障能瞬時(shí)切除，并仍然是有選擇性的。）保證永久性故障能瞬時(shí)切除，并仍然是有選擇性的。（3 3）和前加速保護(hù)相比，使用中不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條）和前加速保護(hù)相比，使用中不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件的限制。件的限制。后加速保護(hù)的的缺點(diǎn)后加速保護(hù)的的缺點(diǎn)： （1 1）每個(gè)斷路器上都需要裝設(shè)一套重合閘，與前每個(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。加速相比較為復(fù)雜。（2 2）第一次切除故障可能帶有延時(shí)。）第一次切除故障可能

14、帶有延時(shí)。二、二、自動(dòng)重合閘后加速自動(dòng)重合閘后加速按最不利情況：本側(cè)保護(hù)先跳，對(duì)側(cè)保護(hù)后跳來考慮，按最不利情況：本側(cè)保護(hù)先跳，對(duì)側(cè)保護(hù)后跳來考慮，故障點(diǎn)電弧熄滅及周圍介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)時(shí)間故障點(diǎn)電弧熄滅及周圍介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)時(shí)間t u； 斷路器（觸頭恢復(fù)絕緣強(qiáng)度及滅弧室充滿油）及操作斷路器（觸頭恢復(fù)絕緣強(qiáng)度及滅弧室充滿油）及操作 機(jī)構(gòu)復(fù)原準(zhǔn)備好再次動(dòng)作的時(shí)間。機(jī)構(gòu)復(fù)原準(zhǔn)備好再次動(dòng)作的時(shí)間。 若由保護(hù)起動(dòng)重合閘，還應(yīng)加上保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。若由保護(hù)起動(dòng)重合閘，還應(yīng)加上保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。2.prt2.QFtut1.prt1 .QFtARCtMN12k t ARC . 1=t pr .2+t QF .2 -

15、 t pr . 1 - t QF . 1+ t u9.3 雙側(cè)電源線路的三相一次重合閘雙側(cè)電源線路的三相一次重合閘一、一、 雙側(cè)電源線路重合閘的特點(diǎn)雙側(cè)電源線路重合閘的特點(diǎn)（1 1）當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，兩側(cè)的保護(hù)裝置可能以不同的）當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，兩側(cè)的保護(hù)裝置可能以不同的時(shí)限動(dòng)作于跳閘，例如一側(cè)為第時(shí)限動(dòng)作于跳閘，例如一側(cè)為第I I段動(dòng)作，而另一側(cè)為第段動(dòng)作，而另一側(cè)為第IIII段動(dòng)作，此時(shí)為了保證故障點(diǎn)電弧的熄滅和絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)，段動(dòng)作，此時(shí)為了保證故障點(diǎn)電弧的熄滅和絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)，以使重合閘有可能成功，線路兩側(cè)的重合閘必須保證在兩側(cè)以使重合閘有可能成功，線路兩側(cè)的重合閘必須保證在兩側(cè)的

16、斷路器都跳閘以后，再進(jìn)行重合；的斷路器都跳閘以后，再進(jìn)行重合；（2 2）當(dāng)線路上發(fā)生故障跳閘以后，常常存在著重合閘時(shí)兩）當(dāng)線路上發(fā)生故障跳閘以后，常常存在著重合閘時(shí)兩側(cè)電源是否同步，以及是否允許非同步合閘的問題。側(cè)電源是否同步，以及是否允許非同步合閘的問題。雙側(cè)電源線路的三相一次重合閘雙側(cè)電源線路的三相一次重合閘 l1、應(yīng)考慮的兩個(gè)問題：l（1）時(shí)間的配合：考慮兩側(cè)保護(hù)可能以不同的延時(shí)跳閘，此時(shí)須保證兩側(cè)均跳閘后，故障點(diǎn)有足夠的去游離時(shí)間。l（2）同期問題：重合時(shí)兩側(cè)系統(tǒng)是否同步的問題以及是否允許非同步合閘的問題。l（1）快速自動(dòng)重合方式：l當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)快速動(dòng)作而后進(jìn)行自動(dòng)重合

17、。其特點(diǎn)是快速，須具備下列條件：la、線路兩側(cè)均裝有全線瞬時(shí)保護(hù)。lb、有快速動(dòng)作的QF，如快速空氣斷路器。lc、沖擊電流 保護(hù)動(dòng)作，跳故障相保護(hù)動(dòng)作，跳故障相單單相重合成功，恢復(fù)三相供電。相重合成功，恢復(fù)三相供電。l不成功，允許非全相運(yùn)行不成功，允許非全相運(yùn)行再次跳故障相不重合。再次跳故障相不重合。l 不允許非全相運(yùn)行不允許非全相運(yùn)行再次跳三相不重合。再次跳三相不重合。l若是相間短路，跳三相不重合。若是相間短路，跳三相不重合。 需有按相操作的斷路器； 需專門的選相元件與繼電保護(hù)相配合，接線比較復(fù)雜； 在單相重合閘過程中，由于非全相運(yùn)行引起本線路和電網(wǎng)中其它線路的保護(hù)誤動(dòng)作，需要根據(jù)實(shí)際情況采

18、取預(yù)防措施。缺點(diǎn)： 在大多數(shù)故障情況下保證對(duì)用戶連續(xù)供電，提高供電可靠性。由單側(cè)電源單回路向重要負(fù)荷供電時(shí)保證不間斷供電。 在雙側(cè)電源聯(lián)絡(luò)線上采用單相重合閘，可在故障時(shí)大大加強(qiáng)兩個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)系，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。 在220-500kV架空線路上，線間距離大，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明絕大部分故障是單相接地短路。此時(shí)，如只把發(fā)生故障的一相斷開，進(jìn)行單相重合，發(fā)生故障的兩相仍然繼續(xù)運(yùn)行，可大大提高供電可靠性和系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。這就是單相重合閘。單相自動(dòng)重合閘優(yōu)點(diǎn)：潛供電流潛供電流：當(dāng)故障相線路自兩側(cè)切除后，如當(dāng)故障相線路自兩側(cè)切除后，如圖圖，非故障相與斷開相之間，非故障相與斷開相之間存在有靜電（通過電容）和電磁（通過）聯(lián)系，雖然短路電流已被切斷，存在有靜電（通過電容）和電磁（通過）聯(lián)系，雖然短路電流已被切斷，但在故障點(diǎn)的弧光通道中仍有：但在故障點(diǎn)的弧光通道中仍有： 1 1）非故障）非故障A A通過通過A-CA-C相間的相間的C CACAC供給的電流；供給的電流； 2 2）非故障相）非故障相B B通過通過B-CB-C相間的電容相間的電容C