電力系統(tǒng)自動裝置 課件 第3章輸電線路自動重合閘裝置1

電力系統(tǒng)自動裝置福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院第3章

輸電線路自動重合閘裝置教學(xué)要求：了解自動重合閘裝置的作用和要求；掌握單側(cè)電源線路的三相一次重合閘的接線及工作原理，雙側(cè)電源線路自動重合閘應(yīng)考慮的問題，無電壓檢定和同步檢定的三相自動重合閘的工作原理；了解繼電保護與自動重合閘的配合工作方式；了解綜合重合閘的特殊問題、構(gòu)成原則要求；了解重合器與分段器的功能特點。同時通過工程案例分析，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和精益求精的工匠精神。3.1自動重合閘裝置的作用和要求3.1.1自動重合閘裝置的作用1.自動重合閘裝置（簡稱AAR裝置）：

指輸電線路在發(fā)生故障而使被跳閘的斷路器自動、迅速地重新自動投入的一種自動裝置。2.自動重合閘的作用提高輸電線路供電可靠對斷路器的誤跳閘能起糾正作用提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性彌補輸電線路耐雷水平降低的影響加快事故處理后電力系統(tǒng)電壓恢復(fù)速度自動重合閘的作用01020304053.采用自動重合閘的不利因素BA使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊，可能引起電力系統(tǒng)的振蕩使斷路器工作條件惡化，因在很短時間內(nèi)斷路器要連續(xù)兩次切斷短路電流，即增加斷路器檢修機會、降低斷路器遮斷容量3.1.2自動重合閘裝置的分類1.按組成元件的動作原理分類2.按動作次數(shù)3.按運用的線路結(jié)構(gòu)4.按作用于斷路器的方式分機械式、電氣式、晶體管式、集成電路式分一次AAR、二次AAR、多次AAR分單側(cè)電源線路AAR、雙側(cè)電源線路AAR分單相AAR、三相AAR、綜合AAR3.1.3對自動重合閘裝置的基本要求

考慮保護裝置的復(fù)歸、故障點去游離后絕緣強度的恢復(fù)、斷路器操動機構(gòu)的復(fù)歸及其準(zhǔn)備好再次合閘的時間1.自動重合閘裝置動作應(yīng)迅速

線路檢修后進行試送電，若不成功，則說明線路故障多屬于檢修質(zhì)量不合格或忘拆接地線等原因造成的永久性故障，即使重合也不會成功。3.手動合閘于故障線路時，AAR應(yīng)閉鎖當(dāng)運行人員手動操作SA或通過遙控使QF跳閘時，是屬于正常運行操作，AAR裝置不應(yīng)動作。2.手動跳閘時AAR裝置不應(yīng)重合4.在斷路器事故跳閘時，AAR裝置應(yīng)啟動ABC重合閘的啟動方式:位置不對應(yīng)啟動方式、保護啟動方式位置不對應(yīng)啟動方式:指控制開關(guān)在“合后”位置，而斷路器在“跳閘”位置，兩個位置不相符，表明斷路器因保護動作或誤動而跳閘保護啟動方式:利用線路保護動作于斷路器跳閘的同時，使AAR起動。但這種起動方式對誤碰跳閘不能起糾正作用3.1.3對自動重合閘裝置的基本要求5.應(yīng)預(yù)先規(guī)定自動重合閘裝置的動作次數(shù)6.AAR裝置動作后，應(yīng)自動復(fù)歸7.AAR裝置應(yīng)與繼電保護配合動作8.AAR裝置應(yīng)方便調(diào)試和監(jiān)視

當(dāng)多次重合于永久性故障后，系統(tǒng)遭受多次沖擊，斷路器可能損壞，并會發(fā)生擴大事故。

裝置動作后自動復(fù)歸，為下一次動作做好準(zhǔn)備。這對于雷擊機會較多的線路必要的。AAR裝置應(yīng)能在重合閘動作后或重合閘動作前，加速繼電保護的動作。AAR裝置在線路運行時應(yīng)方便退出或進行完好性試驗3.2單側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘三相一次自動重合閘方式三相一次重合閘方式：指輸電線路上發(fā)生相間短路或單相接地短路，繼電保護裝置動作將線路三相斷路器同時斷開，然后由AAR動作，將三相斷路器重新合上的重合閘方式。當(dāng)線路發(fā)生瞬時性故障時，重合成功；當(dāng)線路發(fā)生永久性故障時，則繼電保護再次將三相斷路器同時斷開，不再重合。定義特點3.2.1單側(cè)電源三相一次自動重合閘裝置用以起動重合閘時間元件的回路，一般按控制開關(guān)與斷路器位置不對應(yīng)方式啟動用來保證斷路器斷開之后，故障點有足夠的去游離時間和斷路器操動機構(gòu)復(fù)歸所需的時間，以使重合閘成功用來將重合閘動作信號送至合閘回路和信號回路，使斷路器重合及發(fā)出重合閘動作信號

重合閘起動回路重合閘時間元件執(zhí)行元件(一)裝置組成用以保證重合閘裝置只重合一次，通常利用電容放電來獲得重合閘脈沖

一次合閘脈沖元件

主要有重合閘繼電器（由時間繼電器KT、中間繼電器KM、電容C、充電電阻R4、放電電阻R6及信號燈HL組成）、斷路器跳閘位置繼電器KTP、防跳繼電器KCF、加速保護動作的中間繼電器KAC、表示重合閘動作的信號繼電器KS、手動操作的控制開關(guān)SA、投入或退出重合閘裝置的控制開關(guān)SA等組成單側(cè)電源線路的AAR原理接線

原理接線1.線路正常運行時控制開關(guān)SA、斷路器QF位置對應(yīng)，QF1斷,QF2斷，SA21-23通,SA2-4斷。Ｃ充電，HL亮單側(cè)電源線路的AAR原理接線

工作原理2.線路發(fā)生瞬時性故障或斷路器誤跳時SA合后、QF分后即位置不對應(yīng)，QF1通，KTP動作，KT勵磁，經(jīng)延時KT1閉合，Ｃ對KM放電，常開接點KM1-3閉合，KMC通電，合上斷路器。單側(cè)電源線路的AAR原理接線

3.線路發(fā)生永久性故障時

保護再次動作，使斷路器跳閘，KT再起動，C對KM電壓線圈放電，但因C充電時間短，AAR不再動作。二、單側(cè)電源線路的AAR原理接線

4.手動跳閘時

利用SA2-4在跳后時閉合，構(gòu)成Ｃ經(jīng)R6和SA2-4放電回路，實現(xiàn)AAR閉鎖單側(cè)電源線路的AAR原理接線

5.手動合閘于故障線路時

線路在合閘前已存在故障，則手動合上斷路器后，保護經(jīng)KAC使斷路器加速跳閘，此時因電容充電時間短，所以AAR不會動作，斷路器也不重合。單側(cè)電源線路的AAR原理接線

6.閉鎖AAR裝置動作時AFL裝置或母線差動保護BB動作時，其出口觸點將SA2-4短接，接通了電對R6的放電回路，AAR裝置無法動作，以達到閉鎖重合閘的目的。單側(cè)電源線路的AAR原理接線

7.防止多次重合于永久性故障的措施

線路發(fā)生永久性故障時，重合閘第一次動作時就出現(xiàn)KM觸點粘牢或卡住，保護將再次動作跳閘，因KM觸點閉合但有接入KCF觸點，避免斷路器多次重合。單側(cè)電源線路的AAR原理接線3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘1.重合閘充電

線路發(fā)生故障時,AAR動作一次,表示斷路器進行了一次“跳閘—合閘”過程。為保證斷路器切斷能力的恢復(fù),斷路器進入第二次“跳閘—合閘”過程須有足夠的時間,否則切斷能力會下降。為此,一般這一間隔時間取15~25s。另外,線路上發(fā)生永久性故障時,AAR動作后,也應(yīng)經(jīng)一定時間后AAR才能再次動作,以免AAR的多次動作。故重合閘充電時間取15~25s。3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘1.重合閘充電（1）重合閘投入運行處正常工作狀態(tài),說明保護裝置未啟動。（2）在重合閘未啟動情況下,三相斷路器處于合閘狀態(tài),斷路器跳閘位置繼電器未動作。重合閘的充電條件：（3）在重合閘未啟動情況下,斷路器正常狀態(tài)下的氣壓正常,這說明斷路器可以進行跳合閘,允許充電。（4）沒有閉鎖重合閘的輸入信號。（5）在重合閘未啟動情況下,沒有TV斷線失壓信號。3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘三相一次重合閘的程序流程圖2.三相一次重合閘的程序流程圖

在數(shù)字式重合閘中,模擬電容器充電是用一個計數(shù)器來完成的,計數(shù)器計數(shù)相當(dāng)于電容器充電,計數(shù)器清零相當(dāng)于電容器放電。

在微機保護測控裝置中,常采用一個計數(shù)器計時是否滿20s來表明重合閘是否已準(zhǔn)備就緒。當(dāng)計數(shù)器計時滿20s時,表明重合閘已準(zhǔn)備就緒,允許重合閘。否則,當(dāng)計數(shù)器計時未滿20s時,即使其他條件滿足,也不允許重合閘。如果在計數(shù)器計時的過程中,或計數(shù)器計時已滿20s后,有閉鎖重合閘的條件出現(xiàn),程序會將計數(shù)器清零,并禁止計數(shù)。程序檢測到計數(shù)器計時未滿,則禁止重合。

重合閘啟動后,并不立即發(fā)合閘命令,而是當(dāng)重合閘動作時限的延時結(jié)束后才發(fā)合閘命令。在發(fā)合閘命令的同時,還要發(fā)加速保護的命令。3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘3.軟件重合閘的動作邏輯

為了保證重合閘的可靠性和穩(wěn)定性,設(shè)置了充電條件,只有充電條件滿足后,才可能啟動重合閘。

充電條件完成的動作邏輯如圖示3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘重合閘保護元件的動作邏輯如圖示

重合閘檢同步元件動作判據(jù):線路抽取線電壓和母線電壓滿足相位差在允許范圍內(nèi)。

重合閘檢無壓元件動作判據(jù):(線路抽取線電壓)UXAB≤Uset(檢無壓電壓定值)。3.2.2軟件實現(xiàn)的重合閘后加速保護元件的動作邏輯如圖示Iset為過電流保護定值;Tset為后加速保護時限定值;In為任一相保護電流。4.自動重合閘的閉鎖重合閘閉鎖就是將重合閘“充電”計數(shù)器瞬間清零(使電容器放電)。（1）手動或遙控跳閘。當(dāng)手動合閘時,若合的是故障線路,保護會立刻動作將QF跳閘,此時重合閘不允許啟動。（2）按頻率自動減負荷動作跳閘、低電壓保護動作跳閘、過負荷保護動作跳閘、母線保護動作跳閘。

閉鎖重合閘主要用于：（3）當(dāng)選擇檢無壓或檢同步工作時,檢測到母線TV、線路側(cè)TV二次回路斷線失壓。（4）檢線路無壓或檢同步不成功時。（5）斷路器液(氣)壓操作機構(gòu)的液(氣)壓降低到不允許合閘的程度,或斷路器彈簧操作機構(gòu)的彈簧未儲能。（6）斷路器控制回路發(fā)生斷線。（7）重合閘停用斷路器跳閘。重合閘動作時間(1)大于故障點去游離時間(2)AAR動作時，繼電保護應(yīng)返回,