第5章自動重合閘第1講.

1、 5.1.1 自動重合閘的作用自動重合閘的作用 （一）輸電線路故障的特點(diǎn)（一）輸電線路故障的特點(diǎn) 瞬時性故障瞬時性故障起因：起因：雷電引起的閃絡(luò)、大風(fēng)引起的碰線，鳥、樹枝等物雷電引起的閃絡(luò)、大風(fēng)引起的碰線，鳥、樹枝等物體落在導(dǎo)線上引起短路。體落在導(dǎo)線上引起短路。特點(diǎn)：特點(diǎn)：故障被切除后，電弧自行熄滅，絕緣強(qiáng)度得以恢復(fù)，故障被切除后，電弧自行熄滅，絕緣強(qiáng)度得以恢復(fù)，此時重新合上斷路器，則可以恢復(fù)供電。此時重新合上斷路器，則可以恢復(fù)供電。發(fā)生幾率：發(fā)生幾率：架空線路架空線路80%以上以上1 5.1.1 自動重合閘的作用自動重合閘的作用 （一）輸電線路故障的特點(diǎn)（一）輸電線路故障的特點(diǎn) 永久性故障永

2、久性故障起因：起因：斷線、倒桿，絕緣子擊穿等引起的故障。斷線、倒桿，絕緣子擊穿等引起的故障。特點(diǎn)：特點(diǎn)：故障被切除后，故障線路的絕緣強(qiáng)度無法恢復(fù)。即故障被切除后，故障線路的絕緣強(qiáng)度無法恢復(fù)。即故障仍然存在。故障仍然存在。發(fā)生幾率：發(fā)生幾率：架空線路低于架空線路低于20%由于輸電線路故障大多為瞬時性故障，因此采用自動重合由于輸電線路故障大多為瞬時性故障，因此采用自動重合閘可以大大提高輸電線路供電可靠性閘可以大大提高輸電線路供電可靠性2 5.1.1 自動重合閘的作用自動重合閘的作用 （二）自動重合閘的作用（二）自動重合閘的作用 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 大大提高供電可靠性，減少停電次數(shù)。對單側(cè)電源系統(tǒng)效果尤為明顯

3、 在高壓線路上采用重合閘，可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性 對斷路器由于機(jī)構(gòu)不良或保護(hù)誤動引起的誤跳閘，可以其糾正作用缺點(diǎn)缺點(diǎn) 重合于永久故障，可能使電力系統(tǒng)遭受二次沖擊 使斷路器工作條件惡化。3 5.1.1 自動重合閘的作用自動重合閘的作用 （三）自動重合閘的考核指標(biāo)（三）自動重合閘的考核指標(biāo) 重合閘成功率重合閘正確動作率重合閘總動作次數(shù)次數(shù)重合閘動作恢復(fù)供電的重合閘成功率 重合閘總動作次數(shù)重合閘正確動作次數(shù)重合閘正確率4 5.1.2 對重合閘的基本要求對重合閘的基本要求 （一）不允許重合的情況（一）不允許重合的情況 運(yùn)行人員手動或遙控分閘操作時。運(yùn)行人員手動或遙控分閘操作時。 手動合閘時，如

4、果線路上存在故障，保護(hù)跳閘，則不手動合閘時，如果線路上存在故障，保護(hù)跳閘，則不允許重合。允許重合。 1. 斷路器處于不正常工作狀態(tài)時，不允許重合閘斷路器處于不正常工作狀態(tài)時，不允許重合閘 5 5.1.2 對重合閘的基本要求對重合閘的基本要求 （二）其他原因（保護(hù)跳閘、機(jī)構(gòu)不良導(dǎo)致的偷跳）導(dǎo)致（二）其他原因（保護(hù)跳閘、機(jī)構(gòu)不良導(dǎo)致的偷跳）導(dǎo)致的斷路器跳閘，均應(yīng)進(jìn)行重合的斷路器跳閘，均應(yīng)進(jìn)行重合（三）重合閘動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的設(shè)定。（單次重合或（三）重合閘動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的設(shè)定。（單次重合或多次重合）多次重合）（四）支持自動復(fù)歸和手動復(fù)歸（準(zhǔn)備好下一次動作）（四）支持自動復(fù)歸和手動復(fù)歸（準(zhǔn)備好下

5、一次動作）（五）重合閘動作時間應(yīng)能整定（調(diào)整）（五）重合閘動作時間應(yīng)能整定（調(diào)整）（六）雙側(cè)電源線路上實(shí)現(xiàn)重合閘時，應(yīng)具備同步檢定功（六）雙側(cè)電源線路上實(shí)現(xiàn)重合閘時，應(yīng)具備同步檢定功能能 6 5.1.2 對重合閘的基本要求對重合閘的基本要求 為了能夠滿足要求，應(yīng)優(yōu)先采用由控制開關(guān)的位置和斷為了能夠滿足要求，應(yīng)優(yōu)先采用由控制開關(guān)的位置和斷路器位置路器位置不對應(yīng)原則不對應(yīng)原則來啟動重合閘，即當(dāng)控制開關(guān)在合來啟動重合閘，即當(dāng)控制開關(guān)在合閘位置而斷路器實(shí)際上在斷開位置的情況下，使重合閘閘位置而斷路器實(shí)際上在斷開位置的情況下，使重合閘啟動，這樣就保證不論是任何原因使斷路器跳閘以后，啟動，這樣就保證不論是

6、任何原因使斷路器跳閘以后，都可以進(jìn)行一次重合。都可以進(jìn)行一次重合。 7 5.1.3 重合閘的分類重合閘的分類 根據(jù)重合閘控制斷路器所接通或斷開的電力元件不同，可將重合閘分為線路重合閘、變壓器重合閘和母線重合閘。8 5.1.3 重合閘的分類重合閘的分類 根據(jù)重合閘控制斷路器連續(xù)合閘次數(shù)的不同，將重合閘分為多次重合閘和一次重合閘。 多次重合閘一般使用在配電網(wǎng)中與分段器配合，多次重合閘一般使用在配電網(wǎng)中與分段器配合，自動隔離故障區(qū)段，是配電自動化的重要組成部分。自動隔離故障區(qū)段，是配電自動化的重要組成部分。 一次重合閘主要用于輸電線路，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定一次重合閘主要用于輸電線路，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。性。

7、9 5.1.3 重合閘的分類重合閘的分類 根據(jù)重合閘控制斷路器相數(shù)的不同，可將重合閘分為單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘和分相重合閘。 三相重合閘：不論故障類型如何，故障后均跳開三相開關(guān)，然后重合，重合不成功，跳開三相。 單相重合閘：單相接地故障，只跳開故障相，然后單相重合，重合不成功，跳開三相。相間故障不重合。 綜合重合閘：單相接地故障，只跳開故障相，然后單相重合，重合不成功，跳開三相；相間故障跳開三相，然后三相重合，重合不成功，跳開三相。 實(shí)現(xiàn)單相重合閘和綜合重合閘，要求裝置具有選相能力。實(shí)現(xiàn)單相重合閘和綜合重合閘，要求裝置具有選相能力。10 5.1.3 重合閘的分類重合閘的分類 重合閘

8、方式的選擇原則：總原則：在滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求的前提下，盡量簡化重合閘 一般沒有特殊要求的單電源線路，宜采用一般的三相重合閘。 凡是選用簡單的三相重合閘能滿足要求的線路，都應(yīng)當(dāng)選用三相重合閘。 當(dāng)發(fā)生單相接地短路時，如果使用三相重合閘不能滿足穩(wěn)定要求，會出現(xiàn)大面積停電或重要用戶停電，應(yīng)當(dāng)選用單相或綜合重合閘。11 5.2.1 單側(cè)電源三相一次自動重合閘單側(cè)電源三相一次自動重合閘 （一）工作方式：斷路器由于保護(hù)動作或開關(guān)偷跳原因跳閘時，重合閘啟動，經(jīng)預(yù)定延時發(fā)出合閘脈沖，將斷路器重合。若合閘后，故障已消失，則線路繼續(xù)運(yùn)行；若合閘后，故障仍存在，則保護(hù)再次動作跳開三相。 （二）單側(cè)電源三相一次重合閘的

9、特點(diǎn)單側(cè)電源無需考慮同期問題，故而實(shí)現(xiàn)簡單。無需考慮故障類型12 5.2.1 單側(cè)電源三相一次重合閘單側(cè)電源三相一次重合閘 （三）原理框圖（三）原理框圖13重合閘啟動：當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動作跳閘或其它非手動原因而跳閘后，重合閘啟動：當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動作跳閘或其它非手動原因而跳閘后，重合閘均應(yīng)啟動。一般采用不對應(yīng)啟動。重合閘均應(yīng)啟動。一般采用不對應(yīng)啟動。 5.2.1 單側(cè)電源三相一次重合閘單側(cè)電源三相一次重合閘 （三）原理框圖（三）原理框圖14重合閘時間元件：啟動元件發(fā)出啟動指令后，時間元件開始記時，達(dá)到預(yù)定重合閘時間元件：啟動元件發(fā)出啟動指令后，時間元件開始記時，達(dá)到預(yù)定的延時后，發(fā)出一個暫

10、短的合閘脈沖命令。該延時時間可以整定的延時后，發(fā)出一個暫短的合閘脈沖命令。該延時時間可以整定 5.2.1 單側(cè)電源三相一次重合閘單側(cè)電源三相一次重合閘 （三）原理框圖（三）原理框圖15一次合閘脈沖控制：當(dāng)延時時間到后，它馬上發(fā)出一個可以合閘脈沖命令，一次合閘脈沖控制：當(dāng)延時時間到后，它馬上發(fā)出一個可以合閘脈沖命令，并且開始記時，準(zhǔn)備重合閘的整組復(fù)歸，復(fù)歸時間一般為并且開始記時，準(zhǔn)備重合閘的整組復(fù)歸，復(fù)歸時間一般為1525秒。秒。 5.2.1 單側(cè)電源三相一次重合閘單側(cè)電源三相一次重合閘 （三）原理框圖（三）原理框圖16手動跳閘后閉鎖：當(dāng)手動跳開斷路器時，也會啟動重合閘回路，為手動跳閘后閉鎖：當(dāng)

11、手動跳開斷路器時，也會啟動重合閘回路，為了消除這種情況造成的不必要合閘，設(shè)置閉鎖環(huán)節(jié)，使之不能形成合了消除這種情況造成的不必要合閘，設(shè)置閉鎖環(huán)節(jié)，使之不能形成合閘命令。閘命令。 5.2.1 單側(cè)電源三相一次重合閘單側(cè)電源三相一次重合閘 （三）原理框圖（三）原理框圖17重合閘后加速保護(hù)跳閘回路：對于永久性故障，在保證選擇性的前重合閘后加速保護(hù)跳閘回路：對于永久性故障，在保證選擇性的前提下，盡可能地加快故障的再次切除，需要保護(hù)與重合閘配合。提下，盡可能地加快故障的再次切除，需要保護(hù)與重合閘配合。 5.2.1 雙端電源三相一次重合閘雙端電源三相一次重合閘 （一）雙端電源三相一次重合閘的特點(diǎn)（一）雙端

12、電源三相一次重合閘的特點(diǎn)同期合閘問題同期合閘問題故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)問題故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)問題18 5.2.2 雙端電源三相一次重合閘雙端電源三相一次重合閘 （一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式（一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式 快速重合閘快速重合閘保護(hù)斷開兩側(cè)斷路器后在保護(hù)斷開兩側(cè)斷路器后在0.50.6秒內(nèi)使之再次重秒內(nèi)使之再次重合，在這樣短的時間內(nèi)，兩側(cè)電勢角擺開不大，系統(tǒng)不合，在這樣短的時間內(nèi)，兩側(cè)電勢角擺開不大，系統(tǒng)不可能失去同步，即使兩側(cè)電勢角擺大了，沖擊電流對電可能失去同步，即使兩側(cè)電勢角擺大了，沖擊電流對電力元件、電力系統(tǒng)的沖擊均在可以耐受范圍內(nèi)，線路重力元件、電力系統(tǒng)的沖擊均在可以

13、耐受范圍內(nèi)，線路重合后很快會拉入同步。合后很快會拉入同步。 應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 線路兩側(cè)都裝有可以進(jìn)行快速重合的斷路器線路兩側(cè)都裝有可以進(jìn)行快速重合的斷路器 線路兩側(cè)都裝有全線速動的保護(hù)線路兩側(cè)都裝有全線速動的保護(hù) 重合瞬間輸電元件中出現(xiàn)的沖擊電流對電力元重合瞬間輸電元件中出現(xiàn)的沖擊電流對電力元件、電力系統(tǒng)的沖擊均在允許范圍內(nèi)。件、電力系統(tǒng)的沖擊均在允許范圍內(nèi)。 19 5.2.2 雙端電源三相一次重合閘雙端電源三相一次重合閘 （一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式（一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式 非同期重合閘非同期重合閘合閘時不考慮同期條件，兩側(cè)斷路器合閘時系統(tǒng)已合閘時不考慮同期條件，

14、兩側(cè)斷路器合閘時系統(tǒng)已經(jīng)失去同步，合閘后系統(tǒng)自動拉入同步。經(jīng)失去同步，合閘后系統(tǒng)自動拉入同步。此時系統(tǒng)中各此時系統(tǒng)中各電力元件都將收到?jīng)_擊電流的影響。電力元件都將收到?jīng)_擊電流的影響。 應(yīng)用條件：應(yīng)用條件： 著重考慮重合瞬間對系統(tǒng)和設(shè)備的沖擊要低于其耐著重考慮重合瞬間對系統(tǒng)和設(shè)備的沖擊要低于其耐受水平受水平20 5.2.2 雙端電源三相一次重合閘雙端電源三相一次重合閘 （一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式（一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式 檢同期重合閘檢同期重合閘可適合任何場合?？蛇m合任何場合。 檢同期方法：檢同期方法： 系統(tǒng)聯(lián)系緊密，可以不檢同期，直接重合閘系統(tǒng)聯(lián)系緊密，可以不檢同期，直

15、接重合閘 雙回線路并聯(lián)運(yùn)行，用檢測相鄰線電流辦法進(jìn)行同期雙回線路并聯(lián)運(yùn)行，用檢測相鄰線電流辦法進(jìn)行同期檢測檢測21 5.2.2雙端電源三相一次重合閘雙端電源三相一次重合閘 （一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式（一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式 檢同期重合閘檢同期重合閘檢同期重合閘的原理方案檢同期重合閘的原理方案ABC圖 5 3 具 有 同 步 和 無 電 壓 檢 定 的 重 合 閘 接 線 示 意 圖U - U - - 同 步 檢 定 繼 電 器 ； U - - 無 電 壓 檢 定 繼 電 器 ； K R C - - 自 動 重 合 閘 繼 電 器UK R CK R C&UU 2223檢

16、同期和檢無壓重合閘的配合：檢同期和檢無壓重合閘的配合：一側(cè)安裝檢無壓重合閘一側(cè)安裝檢無壓重合閘+檢同期重合閘，另一側(cè)只配備檢同期重合閘，另一側(cè)只配備檢同期重合閘檢同期重合閘 5.2.2 雙端電源三相一次重合閘雙端電源三相一次重合閘 （一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式（一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式 檢同期重合閘檢同期重合閘檢同期的實(shí)現(xiàn)方法檢同期的實(shí)現(xiàn)方法24同步檢定繼電器有兩組線圈，分別從母線和同步檢定繼電器有兩組線圈，分別從母線和線路側(cè)的電壓互感器上接入同名相的電壓，線路側(cè)的電壓互感器上接入同名相的電壓，兩組線圈在鐵芯中所產(chǎn)生的磁通方向相反，兩組線圈在鐵芯中所產(chǎn)生的磁通方向相反，因

17、此鐵芯中總磁通反映兩個電壓所產(chǎn)生的磁通因此鐵芯中總磁通反映兩個電壓所產(chǎn)生的磁通之差，即反映兩個電壓之差。之差，即反映兩個電壓之差。 5.2.2 雙端電源三相一次重合閘雙端電源三相一次重合閘 （一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式（一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式 檢同期重合閘檢同期重合閘檢同期的實(shí)現(xiàn)方法檢同期的實(shí)現(xiàn)方法2sin2UU 25 5.2.2 雙端電源三相一次重合閘雙端電源三相一次重合閘 （一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式（一）雙端電源三相一次重合閘的主要方式 檢同期重合閘檢同期重合閘檢同期的實(shí)現(xiàn)方法檢同期的實(shí)現(xiàn)方法2sin2UU 260=0=0UUUU隨著相角差 的變化而改變

18、，時，；大小反映了母線和線路上電壓相角差的大小，相角 增大到一定值時，帶動繼電器將重合閘閉鎖，使之不能動作。 5.2.3 重合閘時間整定重合閘時間整定總的原則：總的原則： 為保證瞬時故障時重合閘成功率，重合時間應(yīng)在保證為保證瞬時故障時重合閘成功率，重合時間應(yīng)在保證故障電絕緣恢復(fù)的前提下，盡可能得快。故障電絕緣恢復(fù)的前提下，盡可能得快。27 5.2.3 重合閘時間整定重合閘時間整定（一）單端電源三相一次重合閘時間整定原則（一）單端電源三相一次重合閘時間整定原則 斷路器跳閘后，負(fù)荷電動機(jī)向故障點(diǎn)反送電會影響絕斷路器跳閘后，負(fù)荷電動機(jī)向故障點(diǎn)反送電會影響絕緣的快速恢復(fù)緣的快速恢復(fù) 故障點(diǎn)電弧熄滅，周

19、圍介質(zhì)的絕緣恢復(fù)需要時間故障點(diǎn)電弧熄滅，周圍介質(zhì)的絕緣恢復(fù)需要時間 斷路器跳閘熄弧時，其觸頭周圍介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)需要時斷路器跳閘熄弧時，其觸頭周圍介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)需要時間。操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀需要時間。間。操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀需要時間。 若采用保護(hù)啟動重合閘方式，還應(yīng)考慮斷路器跳閘時間。若采用保護(hù)啟動重合閘方式，還應(yīng)考慮斷路器跳閘時間。一般整定一般整定0.3-0.4S28 5.2.3 重合閘時間整定重合閘時間整定（二）雙端電源三相一次重合閘時間整定原則（二）雙端電源三相一次重合閘時間整定原則 除了以上因素外，必須考慮兩端保護(hù)不同時切除故障的除了以上因素外，必須考慮兩端保護(hù)不同時切除故障的情況。情況。一般整定一

20、般整定1.0-1.5SuQFprQFprARDtttttt11220 0斷路器1跳開斷路器2跳開重合t t圖 57 雙側(cè)電源線路重合閘動作時限配合的示意圖utARDt1QF1 .prt2 .prt1 .QFt2 .QFt29 5.2.4 重合閘和保護(hù)的配合方式重合閘和保護(hù)的配合方式 為了能盡量利用重合閘所提供條件加速切除故障，繼為了能盡量利用重合閘所提供條件加速切除故障，繼電保護(hù)與配合時，一般采用重合閘前加速保護(hù)和重合閘后電保護(hù)與配合時，一般采用重合閘前加速保護(hù)和重合閘后保護(hù)兩種方式。保護(hù)兩種方式。 30 5.2.4 重合閘和保護(hù)的配合方式重合閘和保護(hù)的配合方式（一）重合閘前加速保護(hù)方式（簡稱

21、（一）重合閘前加速保護(hù)方式（簡稱“前加速前加速”） 31 5.2.4 重合閘和保護(hù)的配合方式重合閘和保護(hù)的配合方式（一）重合閘前加速保護(hù)方式優(yōu)點(diǎn)： 快速切除瞬時性故障； 可能使瞬時性故障來不及發(fā)展成永久性故障，提高重合閘的成功率； 能保證發(fā)電廠和重要變電所的母線電壓在0.60.7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； 使用設(shè)備少，只需裝設(shè)一套重合閘裝置，簡單，經(jīng)濟(jì)缺點(diǎn)： 斷路器工作條件惡劣，動作次數(shù)較多 重合于永久性故障時，故障切除的時間可能較長1. 重合閘裝置或斷路器拒絕合閘，擴(kuò)大停電范圍。32 5.2.4 重合閘和保護(hù)的配合方式重合閘和保護(hù)的配合方式（二）重合閘后加速保護(hù)方式（二）重合閘后加速保護(hù)方式 （簡稱（簡稱“后加速后加速”） 首次故障，各保護(hù)按選擇性配合關(guān)系動作切除故障。然首次故障，各保護(hù)按選擇性配合關(guān)系動作切除故障。然后重合跳開的斷路器，若重合成功，則恢復(fù)運(yùn)行。若重后重合跳開的斷路器，若重合成功，則恢復(fù)運(yùn)行。若重合于永久性故障，則利用重合閘信號加速相應(yīng)的保護(hù)。合于永久性故障，則利用重