安全自動裝置之自動重合閘講解

基本介紹重合閘的基本要求動作時限選擇原則重合閘啟動方式與繼電保護的配合重合閘分類練習與案例分析目錄安全自動裝置自動重合閘電力系統(tǒng)安全自動裝置，是指在電網(wǎng)中發(fā)生故障或異常運行時，起控制作用的自動裝置，如自動重合閘。作用：防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞或事故擴大，造成大面積停電，或?qū)χ匾脩舻墓╇婇L時間中斷什么是自動重合閘？將因故障跳開后的斷路器按需要自動重新投入的一種自動裝置。為什么使用重合閘裝置？電力系統(tǒng)運行經(jīng)驗表明,架空線路絕大多數(shù)的故障都是瞬時性的,永久性故障一般不到10%。因此,在由繼電保護動作切除短路故障之后,電弧將自動熄滅,絕大多數(shù)情況下短路處的絕緣可以自動恢復(fù)。自動重合閘值班人員手動跳閘、遙控裝置跳閘、手動合閘而合在故障線路上，以及其他規(guī)定不允許重合的保護跳閘時，重合閘不動作。斷路器由繼電保護動作跳閘或其他原因自動跳閘后，自動重合閘應(yīng)動作，并使斷路器重合。自動重合閘的動作次數(shù)應(yīng)符合規(guī)定要求，一般采用一次重合閘，重合在永久性故障線路上時，應(yīng)能與繼電保護配合實現(xiàn)前加速和后加速，以加速切除故障點。自動重合閘的基本要求

自動重合閘動作后，應(yīng)能自動復(fù)歸，以準備好下一次故障跳閘時的再重合。自動重合閘采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)原則來啟動重合閘，當斷路器處于不正常狀態(tài)時，應(yīng)將重合閘閉鎖，不應(yīng)實現(xiàn)重合。自動重合閘裝置應(yīng)具有接收外來閉鎖信號的功能。自動重合閘的基本要求

重合閘動作時限的選擇原則

1、單側(cè)電源線路的三相重合閘(1)在斷路器跳閘后負荷電動機向故障點反饋電流的時間；故障點的電弧熄滅并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強度所需要的時間。(2)斷路器操動機構(gòu)恢復(fù)原狀準備好再次動作需要的時間。(3)如果重合閘是利用繼電保護跳閘出口啟動，其動作時限還應(yīng)加上斷路器的跳閘時間。重合閘動作時限的選擇原則

2、雙側(cè)電源線路的三相重合閘其時限除滿足以上要求外，還應(yīng)考慮線路兩側(cè)繼電保護以不同時限切除故障的可能性。從最不利的情況出發(fā)，每一側(cè)的重合閘都應(yīng)該以本側(cè)Ⅰ段先跳閘而對側(cè)Ⅱ段后跳閘來作為考慮整定時間的依據(jù)。雙側(cè)電源線路重合閘動作時限配合示意圖故障點滅弧和周圍介質(zhì)去游離的時間本側(cè)保護對側(cè)保護三相一次重合閘工作原理圖重合閘啟動重合閘時間一次合閘脈沖&合閘手動跳閘后閉鎖手動合閘后加速信號后加速保護當斷路器由繼電保護動作跳閘或其他非手動原因而跳閘后，重合閘均應(yīng)動作。一般使用斷路器的輔助常開觸點或者用合閘位置繼電器的觸點構(gòu)成，在正常運行情況下，當斷路器由合閘位置變?yōu)樘l位置時，馬上發(fā)出啟動指令。啟動元件發(fā)出啟動指令后，時間元件開始計時，達到預(yù)定的延時后，發(fā)出一個短暫的合閘脈沖命令。這個延時就是重合閘時間，是可以整定的當延時時間到后，它馬上發(fā)出一個可以合閘的脈沖命令，并且開始計時，準備重合閘的整組復(fù)歸，復(fù)歸時間一般為15~25S。在這個時間段，即使再有重合閘時間元件發(fā)出的命令，它也不再發(fā)出抗議合閘的第二個命令。此元件的作用是保證在一次跳閘后有足夠的時間合上（瞬時故障）和再次跳開（永久故障）斷路器，不會出現(xiàn)多次重合當手動跳開斷路器時，也會啟動重合閘回路，為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。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，需要保護與重合閘配合（前加速、后加速）。當手動合閘到帶故障的線路上時，保護跳閘?？刂崎_關(guān)與斷路器位置不對應(yīng)啟動:斷路器控制開關(guān)處于“合閘后”狀態(tài)，線路故障后，斷路器處于跳閘狀態(tài)，兩者不對應(yīng)啟動重合閘。由于某種原因，工作人員誤碰斷路器操作機構(gòu)、斷路器操作機構(gòu)失靈、斷路器控制回路存在問題、保護裝置出口繼電器的觸點撞擊而閉合等，致使斷路器“偷跳”，則位置不對應(yīng)啟動重合閘。偷跳：線路沒有故障存在。重合閘的啟動方式優(yōu)點：簡單可靠，還可以糾正斷路器誤碰或偷跳，可提高供電可靠性和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，在各級電網(wǎng)中具有良好的運行效果，是所有重合閘的基本啟動方式缺點：當發(fā)生斷路器輔助接點接觸不良、跳閘位置繼電器異常、觸點粘連等情況時，位置不對應(yīng)啟動重合閘將失敗。保護啟動方式：當本保護裝置發(fā)出單相跳閘命令且檢查到該相線路無電流，或本保護裝置發(fā)出三相跳閘命令且三相線路均無電流時起動重合閘。是通過內(nèi)部軟件實現(xiàn)的。保護啟動重合閘，就是用線路保護跳閘出口觸點來啟動重合閘。用保護起動重合閘方式在斷路器偷跳時無法起動重合閘，不能糾正斷路器的“偷跳”。雙側(cè)電源單回線路：兩側(cè)電源是否同步。采用檢查同步的自動重合閘。實現(xiàn)：可在線路的一側(cè)采用檢查線路無電壓，而在另一側(cè)采用檢定同步的重合閘。雙側(cè)電源重合閘U-U-同步檢定繼電器；

U＜-無電源檢定繼電器；

AR-自動重合閘裝置檢同期、檢無壓~母線~甲乙電源電源檢無壓檢同期無壓條件滿足

線路故障時，甲、乙開關(guān)跳閘，甲開關(guān)檢無壓，因線路已失壓其無壓條件滿足，甲開關(guān)重合，若為瞬時故障，則甲開關(guān)重合成功；乙開關(guān)檢同期，甲開關(guān)重合后，當滿足同期條件時，乙開關(guān)重合。母線~~甲乙電源電源檢無壓無壓條件不滿足同期條件滿足甲開關(guān)發(fā)生偷跳時，因甲開關(guān)檢無壓的同時也檢同期，同期條件滿足則甲開關(guān)重合。檢同期母線母線~~甲乙電源電源檢無壓檢同期無壓條件滿足

若甲開關(guān)重合于永久性故障，則甲開關(guān)后加速跳閘，乙開關(guān)同期條件不能滿足，乙開關(guān)不重合。母線母線同期條件不滿足具有同步檢定和無電壓檢定的重合閘一側(cè)投入無電壓檢定和同步檢定(兩者并聯(lián)工作)，而另一側(cè)只投入同步檢定。在每一側(cè)都裝設(shè)同步檢定和無電壓檢定的繼電器，利用連片進行切換，使兩側(cè)斷路器工作的條件接近相同，即兩側(cè)斷路器切斷故障的次數(shù)大致相同，避免長期用某一側(cè)斷路器切斷故障。注意圖3采用同步檢定和無電壓檢定重合閘的配置關(guān)系

自動重合閘裝置與繼電保護的配合為了盡可能利用自動重合閘所提供的條件以加速切除故障，繼電保護與之配合時，一般采用如下兩種方式。自動重合閘前加速保護自動重合閘后加速保護重合閘前加速一般應(yīng)用于單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中，重合閘僅裝在靠近線路的電源一側(cè)。重合閘前加速就是當線路上發(fā)生故障時，靠近電源側(cè)的線路保護首先瞬時無選擇性地動作跳閘，而后借助重合閘來糾正這種非選擇性的動作。當重合于永久性故障時，無選擇的保護自動解除，保護按各段線路原有選擇性要求動作。重合閘裝置前加速優(yōu)點：能快速切除線路上的瞬時性故障，故障點發(fā)展成永久性故障的可能性較小，從而提高重合閘的成功率，能保證發(fā)電廠和重要變電站的負荷少受影響。缺點：靠近電源一側(cè)斷路器工作條件惡化，切除故障次數(shù)與合閘次數(shù)多，當重合閘拒動或斷路器拒動時，將擴大停電范圍；重合于永久性故障時，故障切除的時間較長。重合閘前加速主要用于35kV以下由發(fā)電廠或重要變電站引出的不太重要的直配線上。重合閘裝置后加速重合閘后加速保護是當線路第一次故障時，保護有選擇性動作，然后進行重合。如果重合于永久性故障，則在斷路器合閘后，再加速保護動作，瞬時切除故障，而與第一次動作是否帶有時限無關(guān)。優(yōu)點：故障首次切除保證了選擇性，不會擴大停電范圍，在高壓電網(wǎng)中顯得特別重要；重合于永久性故障線路，仍能快速、選擇性地將故障切除，不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負荷條件的限制。缺點：首次故障的切除可能帶有時限，每條線路的斷路器都帶有重合閘，與前加速相比較復(fù)雜，適用于35kV以上的電力系統(tǒng)中。單相自動重合閘根據(jù)運行經(jīng)驗表明，在220kV～500kV的架空線路上，由于線間距離大，其絕大部分短路故障都是單相接地短路，在這種情況下，如果只斷開故障的一相，而未發(fā)生故障的兩相仍然繼續(xù)運行，然后再進行單相重合，就能大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。這種單相短路跳開故障單相，經(jīng)一定時間重合單相，若不成功再跳開三相的重合方式稱為單相自動重合閘。

單相自動重合閘單相自動重合閘與保護的配合關(guān)系通常繼電保護裝置只判斷故障發(fā)生在保護區(qū)內(nèi)、區(qū)外，決定是否跳閘，而決定跳三相還是跳單相、跳哪一相，是由重合閘內(nèi)的故障判別元件和故障選相元件來完成的，最后由重合閘操作箱發(fā)出跳、合斷路器的命令。優(yōu)點：雙側(cè)電源的聯(lián)絡(luò)線在故障時保持系統(tǒng)聯(lián)系。缺點：需要有按相操作的斷路器。需要專門的選相元件與繼電器保護相配合。在單相重合閘過程中，非全相運行。單相自動重合閘三相重合閘，是指不論在輸配電線路上發(fā)生單相短路還是相間短路，繼電保護裝置均將線路三相斷路器同時跳開，然后啟動自動重合閘再同時合三相斷路器的方式。一般在線路兩側(cè)分別為電源與用戶，相互聯(lián)系較強的線路采用三相重合閘。三相自動重合閘優(yōu)點：使用三相重合閘時，各種保護的出口回路可以直接動作于斷路器。缺點：當線路發(fā)生單相接地進行三相重合閘時，會比單相重合閘產(chǎn)生較大的操作過電壓。在最不利的情況下，可能重合于三相短路故障。三相自動重合閘綜合重合閘對有些線路，在采用單相重合閘以后，如果發(fā)生各種相間故障時仍然需要切除三相，然后再進行三相重合閘，如重合不成功則再次斷開三相而不再進行重合。因此，實際上在實現(xiàn)單相重合閘時，也總是把實現(xiàn)三相重合閘的問題結(jié)合在一起考慮，故稱為“綜合重合閘”。重合閘動作方式綜合重合閘裝置經(jīng)過選擇能實現(xiàn)下列重合閘方式：三重方式單重方式綜重方式停用方式單相故障單跳單合，多相故障三跳不合任何故障三跳三合單相故障單跳單合，多相故障三跳三合重合閘退出哪些原因閉鎖重合閘（1）停用重合閘方式時，直接閉鎖重合閘；（2）手動跳閘時，直接閉鎖重合閘；（3）不經(jīng)重合閘的保護跳閘時（斷路器失靈、母差、遠方跳閘），閉鎖重合閘；（4）在使用單相重合閘方式時，斷路器三跳，用位置繼電器觸點閉鎖重合閘。（5）斷路器氣壓或液壓降低到不允許重合閘時，閉鎖重合閘。（6）線路保護后加速動作，閉鎖重合閘。11.11.3零起升壓線路保護完整并可靠投入，聯(lián)跳其它非零起升壓回路開關(guān)壓板退出，線路重合閘停用。12.10.2220千伏以上線路跳閘，根據(jù)調(diào)度指令進行處理：無重合閘、重合閘停用或拒動時，應(yīng)立即強送一次（對于無人值守變電站，可不待現(xiàn)場檢查結(jié)果）；有重合閘重合不成時，應(yīng)強送一次。若強送不成功，而電網(wǎng)運行急需，可請示調(diào)控機構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)批準后再強送一次?！墩{(diào)規(guī)》中涉及到重合閘的規(guī)定12.10.4線路故障跳閘后，當開關(guān)允許遮斷故障次數(shù)（220千伏以上分相統(tǒng)計）少于兩次時，輸變電設(shè)備運維人員、廠站運行值班人員應(yīng)向管轄調(diào)度提出要求，停用該開關(guān)的重合閘。若開關(guān)的故障切除次數(shù)已達到規(guī)定次數(shù)，廠站運行值班人員、輸變電設(shè)備運維人員應(yīng)根據(jù)規(guī)定向相關(guān)調(diào)控機構(gòu)提出運行建議。12.18.5.3線路故障跳閘后，投入無壓重合閘的開關(guān)未重合，當判明線路上確實無電壓時，可立即強送一次。13.5.16線路各側(cè)的縱聯(lián)保護必須同時投、退。聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)不得同時投入檢查線路無壓重合閘。使用檢查線路無壓重合閘的一側(cè)同時使用檢查同期重合閘。13.5.17220千伏以上兩套線路保護均配置重合閘時，兩套重合閘按相同方式投入（在任何情況下，兩套裝置重合閘方式把手位置必須一致），只投一套的合閘出口壓板，停用另一套合閘出口壓板。13.5.19.2直配線電源側(cè)（充電備用線路充電側(cè)）投三相無壓重合閘，受電側(cè)重合閘停用。13.5.20聯(lián)絡(luò)線改為直配線（或充電備用線路）時，投單相重合閘的線路，保護及重合閘的方式不變；投三相重合閘的線路，應(yīng)將其保護及重合閘方式按直配線（或充電備用線路）要求投運。電網(wǎng)方式改變后改變保護，電網(wǎng)方式恢復(fù)前恢復(fù)保護。1、重合閘啟動方式？

重合閘有保護啟動或斷路器位置不對應(yīng)啟動。重合閘方式有檢同期方式、檢無壓方式和不檢方式。2、一側(cè)檢同期，一側(cè)檢無壓。檢無壓側(cè)應(yīng)該同時投入檢同期。為什么？防止開關(guān)偷跳后由于對側(cè)未跳，兩側(cè)電壓不為0，檢無壓則無法實現(xiàn)重合閘。練習3、重合閘后加速？重合閘前加速？后加速：線路發(fā)生故障時，保護裝置有選擇地將故障線路切除，與此同時重合閘動作，重合一次，若重合于永久性故障時，保護裝置立即以不帶時限、無選擇地動作再次斷開斷路器。前加速：當線路上發(fā)生故障時,靠近電源側(cè)的保護首先無選擇性地瞬時動作于跳閘,而后再靠重合閘來糾正這種非選擇性動作。練習如圖所示，該220kV線路發(fā)生B相發(fā)生單相永久性故障，此時，由于211開關(guān)A