繼電保護(hù)原理基礎(chǔ)-第五章課件

第五章自動(dòng)重合閘一、自動(dòng)重合閘在電力系統(tǒng)中的作用自動(dòng)重合閘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。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，如：（1）雷擊過電壓引起絕緣子表面閃絡(luò)。（2）大風(fēng)時(shí)的短時(shí)碰線。（3）通過鳥類身體（或樹枝）放電。此時(shí)，若保護(hù)動(dòng)——>熄弧——>故障消除——>合斷路器——>恢復(fù)供電。手動(dòng)（停電時(shí)間長）效果不顯著，自動(dòng)重合（1”）效果明顯。作用：（P153）（1）對暫時(shí)性故障，可迅速恢復(fù)供電，從而能提高供電的可靠性。（2）對兩側(cè)電源線路，可提高系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性，提高線路輸送容量。（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。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)ZCH（P153，最后一段）。ZCH本身不能判斷故障是瞬時(shí)性的，還是永久性的。若重合于永久性故障時(shí)：（1）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)連續(xù)兩次切斷短路電流）。據(jù)運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì)，ZCH成功率60~90%，經(jīng)濟(jì)效益很高——>廣泛應(yīng)用。對自動(dòng)重合閘的基本要求

（1）動(dòng)作迅速,一般0.5”~1.5”。tu——故障點(diǎn)去游離，tz——斷路器消弧室及傳動(dòng)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。（4）手動(dòng)跳閘時(shí)不應(yīng)重合（手動(dòng)操作或遙控操作）。（5）手動(dòng)合閘于故障線路不重合（多屬于永久性故障）。三相自動(dòng)重合閘

（一）單側(cè)電源線路的三相一次重合閘：

當(dāng)線路上故障（單相接地短路、相間短路）——>保護(hù)動(dòng)作跳開三相——>重合閘起動(dòng)——>合三相：故障是瞬時(shí)性的，重合成功；故障是永久性的，保護(hù)再次跳開三相，不再重合。通常三相一次自動(dòng)重合閘裝置由起動(dòng)元件、延時(shí)元件、一次合閘脈沖元件和執(zhí)行元件四部分組成。（1）起動(dòng)元件：當(dāng)DL跳閘之后，使延時(shí)元件起動(dòng)。起動(dòng)方式：1、控制開關(guān)KK位置與斷路器DL位置不對應(yīng)原則（優(yōu)先采用）：KK：閉合，DL：斷開，則ZCH起動(dòng) KK：斷開，DL：斷開，則ZCH不起動(dòng)2、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：啟動(dòng)合閘回路和信號回路，還可與保護(hù)配合，實(shí)現(xiàn)重合閘后加速保護(hù)。ZCH執(zhí)行繼電器信號繼電器重合閘后加速兩側(cè)電源線路三相一次重合閘（二）兩側(cè)電源線路三相一次重合閘1、應(yīng)考慮的兩個(gè)問題（1）時(shí)間配合考慮兩側(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。（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。2、兩側(cè)電源線路上的主要合閘方式（1）快速自動(dòng)重合方式當(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。其特點(diǎn)是快速，須具備下列條件：a、線路兩側(cè)均裝有全線瞬時(shí)保護(hù)。b、有快速動(dòng)作的DL，如快速空氣斷路器。c、沖擊電流<允許值。（P158表）（2）非同期重合閘方式不考慮系統(tǒng)是否同步而進(jìn)行自動(dòng)重合閘的方式（期望系統(tǒng)自動(dòng)拉入同步，須校驗(yàn)沖擊電流，防止保護(hù)誤動(dòng)）。（3）檢查雙回線另一回線電流的重合閘方式（P159圖5-4）（4）自動(dòng)解列重合閘方式：（5）具有同步檢定和無壓檢定的重合閘在兩側(cè)斷路器上，除裝有單側(cè)電源線路的ZCH外:M側(cè)裝有低電壓繼電器，用以檢查線路上有無電壓（檢無壓側(cè)）;N側(cè)裝有同步檢定繼電器，進(jìn)行同步檢定（檢同步側(cè)）。1）工作過程當(dāng)線路短路時(shí)，兩側(cè)DL斷開，線路失去電壓，M側(cè)低電壓繼電器動(dòng)作，經(jīng)ZCH重合。a、重合成功，N側(cè)同步檢定繼電器在兩側(cè)電源符合同步條件后再進(jìn)行重合，恢復(fù)正常供電；b、重合不成功，保護(hù)再次動(dòng)作，跳開M側(cè)DL不再重合，N側(cè)不重合。2）兩點(diǎn)說明：a、M側(cè)DL如重合于永久性故障，將連續(xù)兩次切斷短路電流，工作條件比N側(cè)惡劣。通常兩側(cè)都裝設(shè)低電壓繼電器和同步檢定繼電器，利用連結(jié)片定期切換其工作方式，以使兩側(cè)工作條件接近相同。b、在正常工作情況下，由于某種原因（保護(hù)誤動(dòng)、誤碰跳閘機(jī)構(gòu)等）使檢無壓側(cè)（M側(cè)）誤跳閘時(shí)，因線路上仍有電壓，無法進(jìn)行重合（缺陷），為此，在檢無壓側(cè)也同時(shí)投入同步檢定繼電器，使兩者的觸點(diǎn)并聯(lián)工作。這樣，在上述情況下，同步檢定繼電器工作，可將誤跳閘的DL重新合閘。注：在使用同步檢定的一側(cè)，絕對不允許同時(shí)投入無壓檢定繼電器。僅檢同步檢無壓側(cè)，同時(shí)檢同步重合閘動(dòng)作時(shí)限的選擇原則

1、單側(cè)電源線路的三相重合閘原則上越短越好，但應(yīng)力爭重合成功，保證：（1）故障點(diǎn)電弧熄滅、絕緣恢復(fù)；（2）斷路器觸頭周圍絕緣強(qiáng)度恢復(fù)及消弧室重新充滿油，準(zhǔn)備好重合于永久性故障時(shí)能再次跳閘，否則可能發(fā)生DL爆炸，如果采用保護(hù)裝置起動(dòng)方式，還應(yīng)加上DL跳閘時(shí)間。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，采用1”左右。2、兩側(cè)電源線路的三相重合閘：除上述要求，還須考慮時(shí)間配合，按最不利情況考慮：本側(cè)先跳，對側(cè)后跳。自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合保護(hù)可利用重合閘提供的便利條件，加速切出故障，一般有兩種配合方式：1、重合閘前加速保護(hù)（簡稱“前加速”）L1、L2、L3上任一點(diǎn)故障，保護(hù)1速斷動(dòng)，跳1DL（無選擇性動(dòng)作）——>ZCH動(dòng)作——>若成功，恢復(fù)正常供電；若不成功，按選擇性動(dòng)作。優(yōu)點(diǎn)：快速切出故障，設(shè)備少。缺點(diǎn)：永久性故障，再次切除故障的時(shí)間可能很長；裝ZCH的DL動(dòng)作次數(shù)多，若DL拒動(dòng)，將擴(kuò)大停電范圍。主要用于35KV以下的網(wǎng)絡(luò)。重合閘后加速保護(hù)重合閘后加速保護(hù)（簡稱“后加速”）每條線路上均裝有選擇性的保護(hù)和ZCH。第一次故障時(shí)，保護(hù)按有選擇性的方式動(dòng)作跳閘，若是永久性故障，重合后則加速保護(hù)動(dòng)作，切除故障。第一次短路時(shí)，保護(hù)1II段動(dòng)，ZCH重合，之后保護(hù)1瞬時(shí)動(dòng)作。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)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：第一次動(dòng)作時(shí)間可能帶有延時(shí)。應(yīng)用于35KV以上的高壓網(wǎng)絡(luò)中。單相自動(dòng)重合閘220KV~500KV系統(tǒng)中，由于線間距離大，經(jīng)驗(yàn)表明，絕大多數(shù)故障為單相接地故障（大于80%）。此時(shí)，若只跳開故障相，其余兩相仍繼續(xù)運(yùn)行，可提高供電的可靠性和系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，還可減少相間故障的發(fā)生。

（1）單相自動(dòng)重合閘—>保護(hù)動(dòng)作，跳故障相—>單相重合：a)若成功（瞬時(shí)性故障），恢復(fù)三相供電；b)若不成功（永久性故障）：允許非全相運(yùn)行，再次跳故障相不重合；若不允許非全相運(yùn)行，再次跳三相不重合。（2）若是相間短路，跳三相不重合。特點(diǎn)：1、需裝設(shè)故障判別元件和故障選相元件；選相元件：在單相接地時(shí)，選出故障相。2、應(yīng)考慮潛供電流的影響；相間電容、相間電感提供潛供電流，使熄弧時(shí)間長，所以單相重合閘動(dòng)作時(shí)間一般應(yīng)比三相重合閘的動(dòng)作時(shí)間長。3、應(yīng)考慮非全相運(yùn)行狀態(tài)的影響；此時(shí)將出現(xiàn)負(fù)序和零序分量的電流和電壓，其影響：（1）I2對發(fā)電機(jī)的影響：在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生倍頻交流分量，產(chǎn)生附加發(fā)熱。轉(zhuǎn)子中的偶次諧波也將在定子繞組中感應(yīng)出偶次電動(dòng)勢，與基波疊加，有可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的高電壓，允許長期非全相運(yùn)行的系統(tǒng)應(yīng)考慮其影響。（2）零序電流對通信的影響：對鄰近的通信線路直接產(chǎn)生干擾，可能造成通信設(shè)備的過電壓，對鐵路閉塞信號也會(huì)產(chǎn)生影響。（3）非全相運(yùn)行狀態(tài)對繼電保護(hù)的影響：保護(hù)性能變壞，甚至不能正確動(dòng)作。對會(huì)誤動(dòng)的保護(hù)采取閉鎖措施等。單相重合閘的故障選相1.對選相元件的基本要求：(1)保證選擇故障相：

(2)在故障相末端單相接地短路時(shí)有足夠靈敏度2.選相元件的種類(1)電流選相元件:適用于大電源側(cè)(2)電壓選相元件:適用于小電源側(cè)或單電源線路的受電側(cè)(3)阻抗選相元件:除應(yīng)滿足基本要求外，還應(yīng)校驗(yàn)各種復(fù)故障條件下的阻抗元件動(dòng)作行為(4)相電流差突變量選相元件相電流差突變量為：dIAB=d(IA-IB)；dIBC=d(IB-IC)；dICA=d(IC-IA)故障類型d(IA-IB)d(IB-IC)d(IC-IA)

K（1），A相K（1），B相

K（1），C相++––+++–+

K(1,1),K（2）+++K（3）+++四.單相重合閘與保護(hù)的