電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置 課件匯 陳金星 第2-8章備用電源自動(dòng)投入裝置-水電站自動(dòng)控制技術(shù)

電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置第2章

備用電源自動(dòng)投入裝置

重點(diǎn)

AAT裝置的工作原理；

微機(jī)型備用電源自動(dòng)投入裝置。教學(xué)目的：掌握備用電源自動(dòng)投入裝置含義、接線方式及基本要求，熟悉微機(jī)型備用電源自動(dòng)投入裝置的特點(diǎn)、硬件結(jié)構(gòu)和軟件原理，掌握備用電源自動(dòng)投入裝置參數(shù)整定原則及運(yùn)行維護(hù)。2.1備用電源自動(dòng)投入裝置的作用和要求一、備用電源自動(dòng)投入裝置的含義和作用當(dāng)工作電源因故障被斷開(kāi)后，能自動(dòng)、迅速地將備用電源投入工作或?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上，使負(fù)荷不至于停電的一種自動(dòng)裝置備用電源自動(dòng)投入裝置簡(jiǎn)稱AAT裝置

定義裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置的情況有:（1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電

（2）由雙電源供電的變電所和配電所,其中一個(gè)電源作為備用電源（3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器或互為備用的母線段（4）生產(chǎn)過(guò)程中某些重要的備用機(jī)組二、AAT裝置的備用方式

“明備用”方式一若備用電源在正常情況下不運(yùn)行，處于停電備用狀態(tài)，只有在工作電源發(fā)生故障時(shí)才投入運(yùn)行的備用方式，成為“明備用”正常運(yùn)行時(shí)T1、T2投入，T0備用，即設(shè)專用的備用變壓器。（一）明備用方式“明備用”方式二正常運(yùn)行時(shí)1QF、2QF、3QF投入，4QF斷開(kāi)，即設(shè)專用的備用線路。（二）暗備用方式

“暗備用”方式一“暗備用”方式二“暗備用”是指兩個(gè)電源平時(shí)都作為工作電源各帶一部分自用負(fù)荷且均保留有一定的備用容量，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源承擔(dān)全部負(fù)荷的運(yùn)行方式?？磕嘎?lián)開(kāi)關(guān)3QF取得互為備用采用備用電源自動(dòng)投入裝置優(yōu)點(diǎn)

（1）提高供電的可靠性，節(jié)省投資

（2）簡(jiǎn)化繼電保護(hù)（3）限制短路電流，提高母線殘余電壓

三、對(duì)AAT裝置的基本要求為了實(shí)現(xiàn)這一要求，使備用電源斷路的合閘部分由供電元件受電側(cè)斷路器的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)來(lái)啟動(dòng)。①工作電源發(fā)生故障，工作斷路器尚未斷開(kāi)時(shí)，就投入備用電源，也就是將備用電源投入到故障元件上，造成事故擴(kuò)大②備用電源與工作電源不是取自同一點(diǎn)，往往存在電壓差或相位差，工作電源未斷開(kāi)就投入備用電源，可能導(dǎo)致非同期并列。

工作電源斷開(kāi)后，備用電源才能投入1①工作變壓器發(fā)生故障，繼電保護(hù)動(dòng)作，使兩側(cè)斷路器跳閘②工作母線本身故障，繼電保護(hù)使斷路器跳閘③工作母線上的出線發(fā)生故障，而該出線斷路器或繼電保護(hù)拒絕動(dòng)作，引起變壓器斷路器跳閘④變壓器斷路器誤跳閘（人為誤操作或保護(hù)誤動(dòng)作）⑤系統(tǒng)故障，高壓工作電源電壓消失為了實(shí)現(xiàn)這一要求，AAT裝置在工作母線上應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的低壓?jiǎn)?dòng)部分，以保證在工作母線失壓時(shí)，AAT裝置可靠啟動(dòng)工作母線突然失壓時(shí)AAT裝置應(yīng)能動(dòng)作2

AAT裝置只應(yīng)動(dòng)作一次

34AAT裝置動(dòng)作時(shí)間應(yīng)使負(fù)荷停電的時(shí)間盡可能短

當(dāng)工作母線或引出線發(fā)生持續(xù)性故障，保護(hù)動(dòng)作，切除工作電源，投入備用。因故障仍存在，保護(hù)動(dòng)作將備用電源跳開(kāi)，此時(shí)工作母線又失壓，若再次將備用電源投入，就會(huì)擴(kuò)大事故，對(duì)系統(tǒng)造成不必要的沖擊。

原因考慮故障點(diǎn)應(yīng)有足夠的去游離時(shí)間，對(duì)于高壓電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，停電時(shí)間短時(shí)殘壓高而帶來(lái)不利從工作電源失壓到備用電源投入恢復(fù)供電的這段停電時(shí)間，考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)，停電時(shí)間越短越好

5工作母線失去電壓時(shí)，應(yīng)檢查工作電壓無(wú)電流

備用電源無(wú)電壓時(shí)，AAT裝置不應(yīng)動(dòng)作6

正常停電操作時(shí)，AAT裝置不應(yīng)起動(dòng)7檢查工作電壓無(wú)電流的目的是防止TV二次側(cè)熔斷器熔斷而造成裝置誤動(dòng)備用電源無(wú)電壓時(shí)，裝置動(dòng)作也不能為負(fù)荷供電，即動(dòng)作無(wú)意義。

用戶不用電或相關(guān)設(shè)備檢修，進(jìn)行正常停電操作時(shí)，不需要投入備用電源

2.2備用電源自動(dòng)投入的一次接線方案

當(dāng)主變T1、T2同時(shí)運(yùn)行，而分段斷路器QF3斷開(kāi)時(shí)，一次系統(tǒng)中T1和T2互為備用電源，此方案稱為暗備用接線方案。

當(dāng)主變T1故障，保護(hù)跳開(kāi)QF1，或主變T1高壓側(cè)失壓，都會(huì)引起Ⅰ段母線失壓，無(wú)電流且Ⅱ段母線有電壓，即斷開(kāi)QF1，合上QF3。Ⅰ段、Ⅱ段母線上的負(fù)荷由主變T2供電。

自投條件是Ⅰ段母線失去電壓、無(wú)電流、Ⅱ段母線有電壓、QF1確已斷開(kāi)。

檢查無(wú)電流條件的目的：為了防止Ⅰ段母線TV斷線而引起備用電源自投的誤動(dòng)作。一、低壓母線分段斷路器自投方案

二、內(nèi)橋斷路器的自投方案

（一）明備用接線方案

當(dāng)L1進(jìn)線帶Ⅰ、Ⅱ段運(yùn)行，即QF1、QF3在合閘位置，QF2在分閘位置時(shí)，線路L2是備用電源。若L2進(jìn)線帶Ⅰ、Ⅱ段運(yùn)行，即QF2、QF3在合閘位置，QF1在分閘位置時(shí)，線路L1是備用電源。

L1為運(yùn)行狀態(tài)，L2為備用狀態(tài)的自投條件是：Ⅰ段母線失去電壓、無(wú)電流，L2線路有電壓、QF1確已斷開(kāi)時(shí)合QF2。

L2為運(yùn)行狀態(tài)，L1為備用狀態(tài)的自投條件是：Ⅱ段母線失去電壓、無(wú)電流，L1線路有電壓、QF2確已斷開(kāi)時(shí)合QF1。

二、內(nèi)橋斷路器的自投方案

（二）暗備用接線方案

如果兩段母線分列運(yùn)行，即橋斷路器QF3在分閘位置，而QF1、QF2在合閘位置，此時(shí)L1和L2成為互為備用電源。

當(dāng)L1故障，保護(hù)跳開(kāi)QF1，引起Ⅰ段母線失壓，無(wú)電流且Ⅱ段母線有電壓，即斷開(kāi)QF1，合上QF3。Ⅰ段、Ⅱ段母線上的負(fù)荷由主變T2供電。

自投條件是Ⅰ段母線失去電壓、無(wú)電流、Ⅱ段母線有電壓、QF1確已斷開(kāi)。

圖示備用電源自投方案接線為明備用方案接線。L1和L2中只有一個(gè)斷路器在合閘位置，另一個(gè)在分閘位置，因此當(dāng)母線失壓，備用線路有電壓，并（或）無(wú)電流，即可斷開(kāi)QF1（或QF2），合上QF2（或QF1）。該明備用方案的自投條件類似于內(nèi)橋斷路器自投方案中的明備用方案。

母線無(wú)電壓，線路L2有電壓，無(wú)電流，QF1確已斷開(kāi)，合上QF2；

母線無(wú)電壓，線路L1有電壓，無(wú)電流，QF2確已斷開(kāi)，合上QF1。

三、線路備自投方案

2.3微機(jī)型AAT裝置一、微機(jī)型AAT裝置的硬件結(jié)構(gòu)母線I、II的三相電壓幅值、頻率和相位，母線I、II的進(jìn)線電流

當(dāng)QF2在跳閘狀態(tài)，并滿足母線Ⅰ無(wú)進(jìn)線電流，母線Ⅱ有電壓的條件，Y4動(dòng)作，H2動(dòng)作，在滿足Y3另一輸入條件時(shí)合QF3，此時(shí)QF2處“跳閘”，而其控制開(kāi)關(guān)仍處“合閘”，即當(dāng)二者不對(duì)應(yīng)就啟動(dòng)AAT裝置，這種方式為裝置的主要啟動(dòng)方式。

二、微機(jī)型AAT裝置軟件原理1、裝置的啟動(dòng)方式方式一方式一

當(dāng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致工作母線Ⅰ失壓，圖(b)可知，在滿足母線Ⅰ進(jìn)線無(wú)電流，備用母線Ⅱ有電壓的條件，Y6動(dòng)作，經(jīng)過(guò)延時(shí)，H3動(dòng)作，跳開(kāi)QF2，再由方式一AAT裝置，使QF3合閘。這種方式可看作是對(duì)方式一的輔助。二、微機(jī)型AAT裝置軟件原理1、裝置的啟動(dòng)方式方式一方式二

當(dāng)滿足QF2、QF5在合閘狀態(tài)，QF3在跳閘狀態(tài)，工作母線Ⅰ有電壓，備用母線Ⅱ也有電壓，并且無(wú)裝置的“放電”信號(hào)，則Y1動(dòng)作，使t1“充電”，經(jīng)過(guò)10～15s充電，為Y3的動(dòng)作做好了準(zhǔn)備，一旦Y3的另一輸入信號(hào)滿足條件，AAT裝置即動(dòng)作，合上QF3。

2、裝置的閉鎖（1）“充電”過(guò)程方式一

當(dāng)滿足QF3在合閘狀態(tài)或者工作母線Ⅰ及備用母線Ⅱ無(wú)電壓，則t1瞬時(shí)“放電”，Y3不能動(dòng)作，即閉鎖裝置。

2、裝置的閉鎖（2）“放電”過(guò)程方式一

當(dāng)AAT裝置動(dòng)作，QF3合閘后，t1瞬時(shí)“放電”，若合閘于故障母線上，則QF3的繼電保護(hù)加速動(dòng)作使QF3立即跳閘，此時(shí)母線Ⅰ無(wú)電壓，t1不能“充電”，裝置不能動(dòng)作，保證了裝置只動(dòng)作一次。

3、合閘于故障母線上方式一2.4

AAT裝置參數(shù)整定及運(yùn)行維護(hù)（一）低電壓元件動(dòng)作值的整定

1、整定原則：

當(dāng)工作母線失壓時(shí)能可靠動(dòng)作，同時(shí)又不能使動(dòng)作過(guò)于靈敏，防止不必要的頻繁動(dòng)作。一、AAT裝置參數(shù)整定2、整定條件BA躲過(guò)饋電線路或變壓器后發(fā)生短路時(shí)的母線殘壓躲過(guò)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)母線上最低電壓低電壓元件的動(dòng)作電壓一般取25%額定電壓（二）過(guò)電壓元件動(dòng)作值的整定

當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)工作母線和備用母線在最低工作電壓時(shí)，過(guò)電壓繼電器應(yīng)保持動(dòng)作狀態(tài)，因此過(guò)電繼電器應(yīng)按廠用母線允許最低運(yùn)行電壓整定。一、AAT裝置參數(shù)整定一般過(guò)電壓元件動(dòng)作電壓不低于70%額定電壓一、AAT裝置參數(shù)整定（三）AAT充電時(shí)間的整定（四）AAT動(dòng)作時(shí)間的整定為保證斷路器切斷能力的恢復(fù)，AAT的充電時(shí)間應(yīng)不小于斷路器第二個(gè)“合閘→跳閘”間的時(shí)間間隔，一般間隔時(shí)間取10～15S。AAT動(dòng)作時(shí)間是指因電力系統(tǒng)內(nèi)的故障使工作母線失壓跳開(kāi)工作母線受電側(cè)斷路器的延時(shí)時(shí)間。一、AAT裝置參數(shù)整定（五）低電流元件動(dòng)作值的整定（六）合閘加速保護(hù)時(shí)間的整定

采用低電流元件的作用：防止TV二次回路斷線時(shí)AAT誤起動(dòng)；同時(shí)兼作斷路器跳閘的輔助判據(jù)。

低電流元件動(dòng)作值可取TA二次額定電流的8%（如TA二次額定電流為5A時(shí)，低電流元件動(dòng)作值為0.4A）。

合閘加速保護(hù)電流元件的動(dòng)作值應(yīng)保證該母線上短路故障時(shí)不低于1.5的靈敏度；當(dāng)加速保護(hù)有復(fù)合電壓起動(dòng)時(shí)，負(fù)序電壓可取7V（相電壓）、正序電壓可取50～60V；加速時(shí)間取3S。1.裝置運(yùn)行及巡視檢查

1檢查運(yùn)行回路的低電壓元件應(yīng)處于動(dòng)作狀態(tài)，閉鎖中間元件應(yīng)勵(lì)磁，且無(wú)其他異?，F(xiàn)象。檢查備自投裝置的投退開(kāi)關(guān)位置應(yīng)正確，電壓和時(shí)間等元件整定值正確。在有兩臺(tái)變壓器工作的變電所，當(dāng)工作變壓器跳閘、備用變壓器投入后，應(yīng)檢查負(fù)荷情況，以防止變壓器過(guò)負(fù)荷。

2

3二、裝置運(yùn)行維護(hù)2.裝置的異常處理1若備自投裝置在母線失壓后不動(dòng)作或開(kāi)關(guān)合不上，應(yīng)匯報(bào)調(diào)度，安排處理。若運(yùn)行中出現(xiàn)“交流電壓斷線”或“直流電源消失”信號(hào)，應(yīng)停用備自投裝置，并查出原因，予以消除。23.裝置動(dòng)作后處理(1)動(dòng)作成功后的處理1)恢復(fù)音響信號(hào)及備自投裝置的動(dòng)作掉牌信號(hào)。當(dāng)備用電源投入成功時(shí)，該路紅燈閃光，電流表應(yīng)有指示，同時(shí)原運(yùn)行的斷路器綠燈也閃光，這時(shí)應(yīng)將原備用線路的開(kāi)關(guān)由“分后”轉(zhuǎn)至“合后”位置，再將原運(yùn)行斷路器的控制開(kāi)關(guān)由“合后”轉(zhuǎn)至“分后”位置。操作完畢查明母線失壓情況，向調(diào)度員匯報(bào)并作好記錄，善后的工作和運(yùn)行方式按調(diào)度命令執(zhí)行。2)3)(2)動(dòng)作不成功的處理備自投裝置動(dòng)作，備用設(shè)備（線路或變壓器）投入后，備用設(shè)備又跳閘，不允許再進(jìn)行試送，因?yàn)榇朔N情況可能是一次設(shè)備發(fā)生了永久性故障。

小結(jié)

備用電源自動(dòng)投入裝置是指當(dāng)失去工作電源后，能迅速自動(dòng)地將備用電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動(dòng)切換到備用電源上去,使用戶不至于停電的一種裝置,簡(jiǎn)稱AAT裝置。AAT裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可大大提高供電可靠性，廣泛用于發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)或變、配電所的所用電系統(tǒng)中。通常采用兩種備用方式，即：明備用和暗備用，設(shè)有可見(jiàn)的專用備用電源的稱為明備用，互為備用的稱為暗備用。

對(duì)AAT裝置的基本要求是：動(dòng)作原因--工作母線突然失壓；動(dòng)作次序--工作電源先斷，備用電源后投；動(dòng)作次數(shù)--只動(dòng)作一次；動(dòng)作時(shí)間--使負(fù)荷中斷供電的時(shí)間盡可能短；不誤動(dòng)--工作母線TV的熔斷器熔斷；裝置閉鎖--備用電源無(wú)電壓、正常停電操作。

微機(jī)型備用電源自動(dòng)投入裝置的硬件組成部分：模擬量輸入和開(kāi)關(guān)量輸入、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換、CPU模塊、開(kāi)關(guān)量輸入和裝置輸出部分采用光電隔離技術(shù)，以免外部干擾引起裝置異常工作。裝置采用工作電源投入、若工作母線無(wú)進(jìn)線電流且備用電源有電壓時(shí)啟動(dòng)，當(dāng)滿足啟動(dòng)條件時(shí)，經(jīng)延時(shí)，先斷開(kāi)工作電源，后投入備用電源。

了解微機(jī)型AAT裝置的參數(shù)整定原則及運(yùn)行維護(hù)。感謝大家觀看《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課程電力系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)重合閘裝置教學(xué)要求：了解自動(dòng)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(dòng)重合閘應(yīng)考慮的問(wèn)題，無(wú)電壓檢定和同步檢定的三相自動(dòng)重合閘的工作原理；了解繼電保護(hù)與自動(dòng)重合閘的配合工作方式；了解綜合重合閘的特殊問(wèn)題、構(gòu)成原則要求；了解重合器與分段器的功能特點(diǎn)。同時(shí)通過(guò)工程案例分析，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和精益求精的工匠精神。3.1自動(dòng)重合閘裝置的作用和要求3.1.1自動(dòng)重合閘裝置的作用1.自動(dòng)重合閘裝置（簡(jiǎn)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(dòng)、迅速地重新自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。2.自動(dòng)重合閘的作用提高輸電線路供電可靠對(duì)斷路器的誤跳閘能起糾正作用提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性彌補(bǔ)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(dòng)重合閘的作用01020304053.采用自動(dòng)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(shí)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(jī)會(huì)、降低斷路器遮斷容量3.1.2自動(dòng)重合閘裝置的分類1.按組成元件的動(dòng)作原理分類2.按動(dòng)作次數(shù)3.按運(yùn)用的線路結(jié)構(gòu)4.按作用于斷路器的方式分機(jī)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(duì)自動(dòng)重合閘裝置的基本要求

考慮保護(hù)裝置的復(fù)歸、故障點(diǎn)去游離后絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)、斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的復(fù)歸及其準(zhǔn)備好再次合閘的時(shí)間1.自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作應(yīng)迅速

線路檢修后進(jìn)行試送電，若不成功，則說(shuō)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(huì)成功。3.手動(dòng)合閘于故障線路時(shí)，AAR應(yīng)閉鎖當(dāng)運(yùn)行人員手動(dòng)操作SA或通過(guò)遙控使QF跳閘時(shí)，是屬于正常運(yùn)行操作，AAR裝置不應(yīng)動(dòng)作。2.手動(dòng)跳閘時(shí)AAR裝置不應(yīng)重合4.在斷路器事故跳閘時(shí)，AAR裝置應(yīng)啟動(dòng)ABC重合閘的啟動(dòng)方式:位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式、保護(hù)啟動(dòng)方式位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式:指控制開(kāi)關(guān)在“合后”位置，而斷路器在“跳閘”位置，兩個(gè)位置不相符，表明斷路器因保護(hù)動(dòng)作或誤動(dòng)而跳閘保護(hù)啟動(dòng)方式:利用線路保護(hù)動(dòng)作于斷路器跳閘的同時(shí)，使AAR起動(dòng)。但這種起動(dòng)方式對(duì)誤碰跳閘不能起糾正作用3.1.3對(duì)自動(dòng)重合閘裝置的基本要求5.應(yīng)預(yù)先規(guī)定自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作次數(shù)6.AAR裝置動(dòng)作后，應(yīng)自動(dòng)復(fù)歸7.AAR裝置應(yīng)與繼電保護(hù)配合動(dòng)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(huì)發(fā)生擴(kuò)大事故。

裝置動(dòng)作后自動(dòng)復(fù)歸，為下一次動(dòng)作做好準(zhǔn)備。這對(duì)于雷擊機(jī)會(huì)較多的線路必要的。AAR裝置應(yīng)能在重合閘動(dòng)作后或重合閘動(dòng)作前，加速繼電保護(hù)的動(dòng)作。AAR裝置在線路運(yùn)行時(shí)應(yīng)方便退出或進(jìn)行完好性試驗(yàn)3.2單側(cè)電源線路的三相一次自動(dòng)重合閘三相一次自動(dòng)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(hù)裝置動(dòng)作將線路三相斷路器同時(shí)斷開(kāi)，然后由AAR動(dòng)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(shí)性故障時(shí)，重合成功；當(dāng)線路發(fā)生永久性故障時(shí)，則繼電保護(hù)再次將三相斷路器同時(shí)斷開(kāi)，不再重合。定義特點(diǎn)3.2.1單側(cè)電源三相一次自動(dòng)重合閘裝置用以起動(dòng)重合閘時(shí)間元件的回路，一般按控制開(kāi)關(guān)與斷路器位置不對(duì)應(yīng)方式啟動(dòng)用來(lái)保證斷路器斷開(kāi)之后，故障點(diǎn)有足夠的去游離時(shí)間和斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)歸所需的時(shí)間，以使重合閘成功用來(lái)將重合閘動(dòng)作信號(hào)送至合閘回路和信號(hào)回路，使斷路器重合及發(fā)出重合閘動(dòng)作信號(hào)

重合閘起動(dòng)回路重合閘時(shí)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(lái)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(shí)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(hào)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(hù)動(dòng)作的中間繼電器KAC、表示重合閘動(dòng)作的信號(hào)繼電器KS、手動(dòng)操作的控制開(kāi)關(guān)SA、投入或退出重合閘裝置的控制開(kāi)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(yùn)行時(shí)控制開(kāi)關(guān)SA、斷路器QF位置對(duì)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(shí)性故障或斷路器誤跳時(shí)SA合后、QF分后即位置不對(duì)應(yīng)，QF1通，KTP動(dòng)作，KT勵(lì)磁，經(jīng)延時(shí)KT1閉合，Ｃ對(duì)KM放電，常開(kāi)接點(diǎn)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(shí)

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

4.手動(dòng)跳閘時(shí)

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

5.手動(dòng)合閘于故障線路時(shí)

線路在合閘前已存在故障，則手動(dòng)合上斷路器后，保護(hù)經(jīng)KAC使斷路器加速跳閘，此時(shí)因電容充電時(shí)間短，所以AAR不會(huì)動(dòng)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(dòng)作時(shí)AFL裝置或母線差動(dòng)保護(hù)BB動(dòng)作時(shí)，其出口觸點(diǎn)將SA2-4短接，接通了電對(duì)R6的放電回路，AAR裝置無(wú)法動(dòng)作，以達(dá)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(shí)，重合閘第一次動(dòng)作時(shí)就出現(xiàn)KM觸點(diǎn)粘牢或卡住，保護(hù)將再次動(dòng)作跳閘，因KM觸點(diǎn)閉合但有接入KCF觸點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)的重合閘1.重合閘充電

線路發(fā)生故障時(shí),AAR動(dòng)作一次,表示斷路器進(jìn)行了一次“跳閘—合閘”過(guò)程。為保證斷路器切斷能力的恢復(fù),斷路器進(jìn)入第二次“跳閘—合閘”過(guò)程須有足夠的時(shí)間,否則切斷能力會(huì)下降。為此,一般這一間隔時(shí)間取15~25s。另外,線路上發(fā)生永久性故障時(shí),AAR動(dòng)作后,也應(yīng)經(jīng)一定時(shí)間后AAR才能再次動(dòng)作,以免AAR的多次動(dòng)作。故重合閘充電時(shí)間取15~25s。3.2.2軟件實(shí)現(xiàn)的重合閘1.重合閘充電（1）重合閘投入運(yùn)行處正常工作狀態(tài),說(shuō)明保護(hù)裝置未啟動(dòng)。（2）在重合閘未啟動(dòng)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(dòng)作。重合閘的充電條件：（3）在重合閘未啟動(dòng)情況下,斷路器正常狀態(tài)下的氣壓正常,這說(shuō)明斷路器可以進(jìn)行跳合閘,允許充電。（4）沒(méi)有閉鎖重合閘的輸入信號(hào)。（5）在重合閘未啟動(dòng)情況下,沒(méi)有TV斷線失壓信號(hào)。3.2.2軟件實(shí)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(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)完成的,計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)相當(dāng)于電容器充電,計(jì)數(shù)器清零相當(dāng)于電容器放電。

在微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置中,常采用一個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)是否滿20s來(lái)表明重合閘是否已準(zhǔn)備就緒。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)滿20s時(shí),表明重合閘已準(zhǔn)備就緒,允許重合閘。否則,當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)未滿20s時(shí),即使其他條件滿足,也不允許重合閘。如果在計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)的過(guò)程中,或計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)已滿20s后,有閉鎖重合閘的條件出現(xiàn),程序會(huì)將計(jì)數(shù)器清零,并禁止計(jì)數(shù)。程序檢測(cè)到計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)未滿,則禁止重合。

重合閘啟動(dòng)后,并不立即發(fā)合閘命令,而是當(dāng)重合閘動(dòng)作時(shí)限的延時(shí)結(jié)束后才發(fā)合閘命令。在發(fā)合閘命令的同時(shí),還要發(fā)加速保護(hù)的命令。3.2.2軟件實(shí)現(xiàn)的重合閘3.軟件重合閘的動(dòng)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(dòng)重合閘。

充電條件完成的動(dòng)作邏輯如圖示3.2.2軟件實(shí)現(xiàn)的重合閘重合閘保護(hù)元件的動(dòng)作邏輯如圖示

重合閘檢同步元件動(dòng)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(wú)壓元件動(dòng)作判據(jù):(線路抽取線電壓)UXAB≤Uset(檢無(wú)壓電壓定值)。3.2.2軟件實(shí)現(xiàn)的重合閘后加速保護(hù)元件的動(dòng)作邏輯如圖示Iset為過(guò)電流保護(hù)定值;Tset為后加速保護(hù)時(shí)限定值;In為任一相保護(hù)電流。4.自動(dòng)重合閘的閉鎖重合閘閉鎖就是將重合閘“充電”計(jì)數(shù)器瞬間清零(使電容器放電)。（1）手動(dòng)或遙控跳閘。當(dāng)手動(dòng)合閘時(shí),若合的是故障線路,保護(hù)會(huì)立刻動(dòng)作將QF跳閘,此時(shí)重合閘不允許啟動(dòng)。（2）按頻率自動(dòng)減負(fù)荷動(dòng)作跳閘、低電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘、過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作跳閘、母線保護(hù)動(dòng)作跳閘。

閉鎖重合閘主要用于：（3）當(dāng)選擇檢無(wú)壓或檢同步工作時(shí),檢測(cè)到母線TV、線路側(cè)TV二次回路斷線失壓。（4）檢線路無(wú)壓或檢同步不成功時(shí)。（5）斷路器液(氣)壓操作機(jī)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(jī)構(gòu)的彈簧未儲(chǔ)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(dòng)作時(shí)間(1)大于故障點(diǎn)去游離時(shí)間(2)AAR動(dòng)作時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)返回,斷路器操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作一般取動(dòng)作時(shí)間為0.8～1秒3.2.3裝置參數(shù)整定

重合閘復(fù)歸時(shí)間

指電容從零開(kāi)始充電到KM動(dòng)作電壓所需的時(shí)間(1)保證重合于永久性故障，由后備保護(hù)切除故障時(shí)，QF不再重合(2)重合成功后，復(fù)歸時(shí)間不小于QF第二“跳合閘”時(shí)間間隔，保證QF切斷短路電流能的恢復(fù)一般重合閘復(fù)歸時(shí)間取15～25秒感謝大家觀看《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課程電力系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)重合閘裝置3.3雙側(cè)電源線路的三相自動(dòng)重合閘雙側(cè)電源線路是指兩個(gè)或兩個(gè)以上電源間的聯(lián)絡(luò)線路。雙側(cè)電源線路三相自動(dòng)重合閘的基本要求1.保證故障點(diǎn)絕緣強(qiáng)度恢復(fù)的時(shí)間2.線路兩側(cè)斷路器重合時(shí)是否需要考慮同步的問(wèn)題目錄CONTENTS雙側(cè)電源線路AAR的類型1無(wú)電壓檢定和同步檢定的三相自動(dòng)重合閘

2一、雙側(cè)電源線路AAR的類型1.檢查同步重合閘2.不檢查同步的重合閘檢查無(wú)電壓重合閘檢查同步重合閘自同步重合閘

非同步重合閘快速重合閘1）線路發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)

若線路故障使兩側(cè)斷路器跳閘后，線路失去電壓，M側(cè)利用低電壓繼電器KV檢查線路無(wú)電壓,AAR起動(dòng)，使M側(cè)斷路器先行重合。如重合成功，則N側(cè)利用同步檢定繼電器KSY檢查兩系統(tǒng)的同步條件是否滿足要求。若同步條件滿足要求，KSY觸點(diǎn)閉合時(shí)間足夠長(zhǎng)，經(jīng)同步連接片使N側(cè)AAR動(dòng)作，則N側(cè)斷路器繼而重合，恢復(fù)系統(tǒng)并列運(yùn)行。二、無(wú)電壓檢定和同步檢定的三相自動(dòng)重合閘

1.工作原理二、無(wú)電壓檢定和同步檢定的三相自動(dòng)重合閘

2）線路發(fā)生永久性故障時(shí)

如果線路發(fā)生的是永久性故障，則M側(cè)重合不成功，線路后加速保護(hù)裝置加速動(dòng)作，再次跳開(kāi)該側(cè)斷路器，不再重合。由于M側(cè)斷路器已跳開(kāi)，線路無(wú)電壓，只有母線上有電壓，故N側(cè)同步繼電器KSY因只有一側(cè)有電壓而不能工作，也不能起動(dòng)重合閘裝置，N側(cè)AAR不動(dòng)作。二、無(wú)電壓檢定和同步檢定的三相自動(dòng)重合閘

3）因誤碰或繼電保護(hù)誤動(dòng)造成斷路器跳閘

如果這種情況發(fā)生在同步側(cè)，借助同步繼電器KSY啟動(dòng)重合閘,QFN自動(dòng)合上，恢復(fù)同步運(yùn)行。若這種情況發(fā)生在無(wú)壓側(cè)，因線路有電壓存在，不滿足低電壓?jiǎn)?dòng)條件，如果不設(shè)置同步檢定啟動(dòng)重合閘，QFM無(wú)法自動(dòng)重合。運(yùn)行中要注意問(wèn)題：運(yùn)行注意AB同步側(cè)的無(wú)壓連接片XB一定要斷開(kāi)，否則可能會(huì)造成非同步重合閘。無(wú)壓側(cè)的無(wú)壓連接片一定要連接，否則會(huì)造成故障后重合閘拒動(dòng)。2.檢定同步的工作原理

設(shè)置無(wú)電壓檢定和同步檢定裝置的三相自動(dòng)重合閘的線路上,為了限制同步檢定合閘的斷路器閉合瞬間在系統(tǒng)中產(chǎn)生的沖擊電流,同時(shí)為了避免該斷路器閉合后系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩,必須限制斷路器閉合瞬間線路兩側(cè)電壓的幅值差、相角差和頻率差。

同步條件檢定就是檢定斷路器閉合瞬間線路兩側(cè)電壓的幅值差、相角差和頻率差是否都在允許的范圍內(nèi)。

當(dāng)同步條件滿足時(shí),才允許重合閘將斷路器合上。否則,當(dāng)同步條件中有一個(gè)不能滿足,就不允許重合閘將斷路器合上。2.檢定同步的工作原理（1）無(wú)電壓檢定和同步檢定的邏輯原理圖圖示,輸入的信號(hào)有AAR啟動(dòng)信號(hào)、AAR充電完成的信號(hào);UL為線路電壓低值啟動(dòng)元件,UH為線路電壓高值啟動(dòng)元件;SYN(φ)為同步檢定元件。SW1~SW4為AAR的功能選擇開(kāi)關(guān),由定值輸入時(shí)寫入,置“1”或置“0”的意義SW1:置“1”表示AAR投入,置“0”表示AAR退出。SW2:置“1”表示AAR不無(wú)電壓檢定、不檢同步重合,即不檢定重合;置“0”表示不檢定退出。SW3:置“1”表示AAR檢線路無(wú)壓重合,置“0”表示檢線路無(wú)壓功能退出。SW4:置“1”表示AAR檢同步重合,置“0”表示同步檢定功能退出。2.檢定同步的工作原理（1）無(wú)電壓檢定和同步檢定的邏輯原理圖

在雙側(cè)電源單回線路上,若線路兩側(cè)的SW1=“1”、SW2=“1”、SW3=“0”、SW4=“0”,則構(gòu)成了不檢定重合閘。

在單側(cè)電源線路的電源側(cè),置SW1=“1”、SW2=“1”、SW3=“0”、SW4=“0”(線路側(cè)無(wú)TV),就構(gòu)成了單側(cè)電源線路的三相自動(dòng)重合閘。2.檢定同步的工作原理（1）同步檢定的工作情況

同步檢定AAR是在AAR動(dòng)作合上斷路器后,兩側(cè)系統(tǒng)很快進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)。其同步條件為兩側(cè)頻差在設(shè)定值內(nèi)、兩側(cè)電壓差在設(shè)定值內(nèi)以及兩側(cè)電壓間相角差在設(shè)定值內(nèi),同步條件滿足時(shí),AAR發(fā)出合閘脈沖。

圖中,AAR啟動(dòng)信號(hào)經(jīng)與門Y1、禁止門JZ1、或門H2,延時(shí)tAAR令QFM合閘。如果MN線路還存在另一平行線路,而且該平行線路仍然處在工作狀態(tài),則M、N兩側(cè)電源不會(huì)失去同步,同步條件是滿足的,此時(shí)因另一平行線路有電流,所以或門H1動(dòng)作,N側(cè)AAR啟動(dòng)信號(hào)經(jīng)與門Y1、與門Y2、與門Y3、或門H2,延時(shí)tAAR令QFM合閘,恢復(fù)平行雙回線路運(yùn)行。這就是檢定另一平行雙回線路有電流的AAR。2.檢定同步的工作原理（2）同步檢定的工作情況

當(dāng)MN為單回線路時(shí),N側(cè)在檢定同步的過(guò)程中,若滿足同步條件,則SYN(φ)為“1”,當(dāng)SYN(φ)為“1”的時(shí)間大于tAAR時(shí),與門Y3的輸出“1”經(jīng)或門H2可使時(shí)間元件tAAR動(dòng)作,即AAR動(dòng)作。2.檢定同步的工作原理（2）同步檢定的工作情況

同步檢定AAR是在AAR動(dòng)作合上斷路器后,兩側(cè)系統(tǒng)很快進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)。其同步條件為兩側(cè)頻差在設(shè)定值內(nèi)、兩側(cè)電壓差在設(shè)定值內(nèi)以及兩側(cè)電壓間相角差在設(shè)定值內(nèi),同步條件滿足時(shí),AAR發(fā)出合閘脈沖。

圖中,AAR啟動(dòng)信號(hào)經(jīng)與門Y1、禁止門JZ1、或門H2,延時(shí)tAAR(重合閘動(dòng)作時(shí)間)令QFM合閘。如果MN線路還存在另一平行線路,而且該平行線路仍然處在工作狀態(tài),則M、N兩側(cè)電源不會(huì)失去同步,同步條件是滿足的,此時(shí)因另一平行線路有電流,所以或門H1動(dòng)作,N側(cè)AAR啟動(dòng)信號(hào)經(jīng)與門Y1、與門Y2、與門Y3、或門H2,延時(shí)tAAR令QFM合閘,恢復(fù)平行雙回線路運(yùn)行。這就是檢定另一平行雙回線路有電流的AAR。3.參數(shù)的整定(1)檢定線路無(wú)壓的動(dòng)作值

在無(wú)壓側(cè),當(dāng)檢定到線路無(wú)電壓,實(shí)際上是線路電壓低于某一值時(shí),啟動(dòng)該側(cè)的重合閘。該電壓值即檢定線路無(wú)壓的動(dòng)作值。一般據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)整定該值為50%的額定電壓。(2)檢定線路有電壓的動(dòng)作值

在同步側(cè),檢測(cè)到線路電壓恢復(fù),實(shí)際是檢測(cè)到線路電壓高于某一值(如70%UN)時(shí),且滿足同步條件的情況下,啟動(dòng)該側(cè)的重合閘。該電壓值即檢定線路有電壓的動(dòng)作值。3.4自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合

輸電線路自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)配合，能有效地加速切除故障，提高供電的可靠性。自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合方式，有自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)和自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)兩種。一、重合閘后加速保護(hù)1、定義

重合閘后加速保護(hù)

指當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)先按有選擇性動(dòng)作跳閘，后進(jìn)行重合，若重合于永久性故障，則加速保護(hù)動(dòng)作跳閘。2、原理示意圖及動(dòng)作過(guò)程

當(dāng)線路AB或BC上發(fā)生故障時(shí),保護(hù)1或保護(hù)2先按有選擇性動(dòng)作跳閘,將QF1或QF2斷開(kāi),而后自動(dòng)重合閘AAR將QF1或QF2合上。如故障為瞬時(shí)性,則重合成功,恢復(fù)供電;如故障為永久性,則加速Q(mào)F1或QF2上的電流Ⅱ段保護(hù)瞬時(shí)將故障切除。2、原理示意圖及動(dòng)作過(guò)程

假如電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.1秒,變電站A、B、C保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間分別為1.5秒、1秒、0.5秒;所有斷路器的合閘時(shí)間為0.35秒,跳閘時(shí)間為0.07秒;重合閘裝置的準(zhǔn)備動(dòng)作時(shí)間為15秒,自動(dòng)重合閘動(dòng)作時(shí)間為0.8秒。當(dāng)BC線路末端發(fā)生永久性故障,QF2拒動(dòng),經(jīng)多少時(shí)間后才能由QF1切除故障?2、原理示意圖及動(dòng)作過(guò)程

解：BC線路末端發(fā)生永久性故障，QF2拒動(dòng),保護(hù)1過(guò)電流1.5s動(dòng)作，0.07s跳QF1,重合閘0.8s動(dòng)作，經(jīng)0.35s合上QF1,加速保護(hù)0s動(dòng)作，0.07s再跳QF1，切除故障。即所需時(shí)間為：1.5+0.07+0.8+0.35+0+0.07=2.79秒

3、重合閘后加速保護(hù)功能邏輯框圖

KAZ、KA分別為被加速的零序電流繼電器、電流繼電器，KCT為跳閘位置繼電器（KCT=“0”表示斷路器已合上），RAY=“1”表示重合閘已充好電，SW1、SW2、SW3分別為投零序電流保護(hù)加速、投電流保護(hù)加速、投前加速保護(hù)的控制字?？刂谱譃椤?”，相應(yīng)功能投入；控制字為“0”，相應(yīng)功能退出。

3、重合閘后加速保護(hù)功能邏輯框圖

手動(dòng)合閘且斷路器已合上時(shí)，加速保護(hù)的時(shí)間為400ms，當(dāng)手動(dòng)合閘于故障線路時(shí)，保護(hù)加速并立即跳閘。為防止斷路器三相觸頭不同時(shí)接通時(shí)產(chǎn)生零序電流引起零序電流保護(hù)加速段誤動(dòng)，可增加延時(shí)t1以避免產(chǎn)生零序電流，可取t1為100ms；同樣取t2為100ms以躲過(guò)合閘時(shí)線路電容充電電流的影響。（1）切除故障保證有選擇性，不會(huì)擴(kuò)大停電范圍。（2）重合于永久性故障，能快速有選擇性切除。優(yōu)點(diǎn)：（3）不受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件限制。評(píng)價(jià)：缺點(diǎn)：（1）第一次故障的切除可能帶有延時(shí)。（2）每段線路均需裝設(shè)一套AAR裝置，使用設(shè)備較多，投資較大。應(yīng)用：廣泛用于電網(wǎng)中二、重合閘前加速保護(hù)

重合閘前加速保護(hù)

指當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，靠近電源側(cè)的保護(hù)先無(wú)選擇性瞬時(shí)動(dòng)作跳閘，后借助AAR來(lái)糾正這種無(wú)選擇性動(dòng)作。1、定義2、原理示意圖及動(dòng)作過(guò)程

圖示單電源輻射形電網(wǎng)，線路AB、BC、CD裝設(shè)了定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)2、4、5，動(dòng)作時(shí)限按時(shí)限階梯原則整定t2>t4>t5，同時(shí)線路AB靠電源側(cè)還裝有自動(dòng)重合閘裝置3、無(wú)選擇性電流速斷保護(hù)1。當(dāng)線路AB、BC或CD上發(fā)生故障時(shí)，線路AB上的無(wú)選擇性電流速斷保護(hù)1瞬時(shí)動(dòng)作將QF1斷開(kāi)，而后自動(dòng)重合閘AAR動(dòng)作將QF1合上。如故障為瞬時(shí)性，則重合成功，恢復(fù)供電；如故障為永久性，則將QF1上的電流速斷保護(hù)1退出工作，再由過(guò)電流保護(hù)按保護(hù)的選擇性將故障切除。

SW3置“1”時(shí),實(shí)現(xiàn)重合閘前加速保護(hù),重合閘動(dòng)作后,RAY立即為“0”,前加速保護(hù)自動(dòng)退出(SW3=“0”時(shí),前加速保護(hù)退出,重合閘后加速保護(hù)投入)。（1）AAR動(dòng)作前瞬時(shí)切除故障。（2）故障點(diǎn)發(fā)展為永久性故障的可能小，提高重合閘成功率。優(yōu)點(diǎn)：（3）使用裝置少，節(jié)省投資，接線簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。3.評(píng)價(jià)：缺點(diǎn)：（1）切除永久性故障時(shí)間長(zhǎng)。（2）AAR拒絕動(dòng)作時(shí)，會(huì)擴(kuò)大停電范圍。應(yīng)用：主要適用于35kV以下的變電所或發(fā)電廠引出的直配線上（3）斷路器QF動(dòng)作次數(shù)較多，工作條件惡劣，檢修機(jī)會(huì)隨之增加。小結(jié)（一）雙側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘，在單側(cè)電源線路重合閘的基礎(chǔ)上要考慮同步和時(shí)間的配合問(wèn)題。無(wú)電壓檢定和同步檢定的三相自動(dòng)重合閘工作原理、同步檢定繼電器工作原理。（二）自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合方式有自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)和自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)，區(qū)分兩者的工作方、優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合。3.5輸電線路綜合自動(dòng)重合閘

根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在110KV以上的大接地電流系統(tǒng)的高壓架空線上，有70%以上的短路故障是單相接地短路。特別是220～500KV的架空線路，由于線間距離大，單相故障可高達(dá)90%。因此，如果線路上裝有可分相操作的三個(gè)單相斷路器，當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，只斷開(kāi)故障相斷路器，而未發(fā)生故障的兩相可繼續(xù)運(yùn)行。

一、概述

單相重合閘方式1、定義

當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作只跳開(kāi)故障相斷路器，然后進(jìn)行單相重合；若重合于永久性單相故障，而系統(tǒng)又長(zhǎng)期非全相運(yùn)行，則跳開(kāi)三相斷路器，不再重合。當(dāng)線路發(fā)生相間短路或因其他原因跳開(kāi)三相斷路器時(shí)，不進(jìn)行重合閘。

綜合重合閘裝置

在設(shè)計(jì)線路重合閘裝置時(shí)，把單相重合閘和三相重合閘綜合在一起的兩種重合閘方式的裝置。

綜合重合閘廣泛應(yīng)用于220kV及以上電壓等級(jí)的大接地電流系統(tǒng)中。3.5.1綜合重合閘的重合閘方式綜合重合閘的重合閘方式

綜合重合閘方式

單相重合閘方式

三相重合閘方式

停用方式

3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題對(duì)選相元件的要求1）單相接地時(shí)，選相元件應(yīng)可靠選出故障相2）選相元件的靈敏度和速動(dòng)性應(yīng)比保護(hù)的好3）選相元件一般不要求區(qū)分內(nèi)外故障，不要求方向性1．需要設(shè)置故障選相元件3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題根據(jù)電網(wǎng)接線和運(yùn)行的特點(diǎn)，常用的選相元件方式如下：電流選相元件：受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較大，一般不單獨(dú)使用

動(dòng)作電流應(yīng)按躲過(guò)線路最大負(fù)荷電流和單相接地時(shí)的非故障相電流整定。

原理簡(jiǎn)單，但短路電流小時(shí)不能采用1)相電流選相元件—輔助選相元件3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題電壓選相元件：受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較大，經(jīng)常工作于全電壓狀態(tài)，觸點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)抖動(dòng)，一般不單獨(dú)使用。

動(dòng)作電壓按小于正常運(yùn)行和非全相運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最低電壓整定2)相電壓選相元件—輔助選相元件3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題阻抗選相元件：能正確選擇故障相，不受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響，但易受過(guò)渡電阻影響，重負(fù)荷線路上可能不正確動(dòng)作，有時(shí)發(fā)生相繼動(dòng)作。

采用帶零序電流

補(bǔ)償接線的阻抗繼電器KZ，能正確反映單相接地短路的情況，則在每相裝設(shè)一個(gè)KZ作為選相元件。

3)阻抗選相元件3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題相電流差突變量選相元件：不受系統(tǒng)振蕩、非全相運(yùn)行和負(fù)荷電流、系統(tǒng)頻率變化影響，允許故障點(diǎn)過(guò)渡電阻大。

當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，只有兩非故障相電流之差不突變，該選相相元件不動(dòng)作，而在其它短路故障下，三個(gè)選相元件都動(dòng)作。4)相電流差突變量選相元件3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題

當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，只有兩非故障相電流之差不突變，該選相元件不動(dòng)作，而在其它短路故障下，三個(gè)選相元件都動(dòng)作.各種類型故障下相電流差突變量選相元件的動(dòng)作情況3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題相電流差突變量選相元件：不受系統(tǒng)振蕩、非全相運(yùn)行和負(fù)荷電流、系統(tǒng)頻率變化影響，允許故障點(diǎn)過(guò)渡電阻大。

當(dāng)三個(gè)選相元件都動(dòng)作時(shí)，表明發(fā)生了多相故障，其動(dòng)作后跳開(kāi)三相斷路器；當(dāng)兩個(gè)選相元件動(dòng)作時(shí)，表明發(fā)生了單相接地短路，可選出故障相。3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題2.考慮潛供電流對(duì)單相重合閘的影響電流的總和（++）稱為潛供電流

潛供電流使故障點(diǎn)弧光通道的去游離受到嚴(yán)重阻礙，而自動(dòng)重合閘只有在故障點(diǎn)電弧熄滅且絕緣強(qiáng)度恢復(fù)以后才有可能成功。故單相重合閘的時(shí)間必須考慮潛供電流的影響。

3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題3.考慮非全相運(yùn)行對(duì)繼電保護(hù)的影響采用綜合重合閘后，當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)只斷開(kāi)故障相，在單相重合閘過(guò)程中，系統(tǒng)出現(xiàn)了三相不對(duì)稱的非全相運(yùn)行狀態(tài)，將產(chǎn)生負(fù)序和零序分量的電流和電壓，這可能引起本線路保護(hù)以及系統(tǒng)中的其它保護(hù)誤動(dòng)。對(duì)可能誤動(dòng)的保護(hù)，應(yīng)在單相重合閘過(guò)程中予以閉鎖，或整定保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間大于單相重合閘的動(dòng)作時(shí)間。3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題1)零序電流保護(hù)

單相重合閘過(guò)程中，當(dāng)兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)擺開(kāi)角度不大時(shí)，所產(chǎn)生的零序電流較小，一般只能引起零序過(guò)電流保護(hù)的誤動(dòng)作。但在非全相運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，將產(chǎn)生很大的零序電流，會(huì)引起零序速斷和零序限時(shí)速斷的誤動(dòng)作。對(duì)零序過(guò)電流保護(hù)，采用延長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)限來(lái)躲過(guò)單相重合閘周期；對(duì)零序電流速斷和零序電流限時(shí)速斷，當(dāng)動(dòng)作電流值不能躲過(guò)非全相運(yùn)行時(shí)的振蕩電流時(shí)，應(yīng)由單相重合閘實(shí)行閉鎖，使其在單相重合閘過(guò)程中退出工作，并增加不靈敏I段保護(hù)。3.考慮非全相運(yùn)行對(duì)繼電保護(hù)的影響3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題2)距離保護(hù)

在非全相運(yùn)行時(shí)，接于未斷開(kāi)兩相上的阻抗繼電器能夠正確動(dòng)作，但在非全相運(yùn)行又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時(shí)可能會(huì)誤動(dòng)作。3.考慮非全相運(yùn)行對(duì)繼電保護(hù)的影響3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題3)相差動(dòng)高頻保護(hù)

在非全相運(yùn)行時(shí)不會(huì)誤動(dòng)作，外部故障時(shí)也不動(dòng)作，而內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)卻有拒動(dòng)的可能。3.考慮非全相運(yùn)行對(duì)繼電保護(hù)的影響4)反應(yīng)負(fù)序功率方向和零序功率方向的高頻保護(hù)

當(dāng)零序電壓或負(fù)序電壓取自線路側(cè)電壓互感器時(shí)，在非全相運(yùn)行時(shí)不會(huì)誤動(dòng)作。3.5.2綜合重合閘的特殊問(wèn)題

根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要，若單相重合閘不成功，線路需轉(zhuǎn)入長(zhǎng)期非全相運(yùn)行時(shí)，則應(yīng)考慮下列問(wèn)題：(1)長(zhǎng)期出現(xiàn)負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)的影響。(2)長(zhǎng)期出現(xiàn)負(fù)序電流和零序電流對(duì)繼電保護(hù)的影響。(3)長(zhǎng)期出現(xiàn)零序電流對(duì)通信線路的干擾。4.單相重合不成功時(shí)的影響

單相重合閘不成功后，線路將轉(zhuǎn)入非全相運(yùn)行時(shí)，長(zhǎng)期出現(xiàn)序分量將對(duì)電力系統(tǒng)中的設(shè)備、繼電保護(hù)的影響和對(duì)通訊設(shè)施的干擾，必須作相應(yīng)的考慮，以消除這些影響所帶來(lái)的不良后果。3.5.3綜合重合閘構(gòu)成的原則及要求

綜合重合閘一般有兩種起動(dòng)方式：一種是由保護(hù)起動(dòng)；另一種是由斷路器位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)。

綜合重合閘起動(dòng)時(shí)，無(wú)論是單跳和三跳保護(hù)起動(dòng)，還是斷路器位置不對(duì)應(yīng)方式起動(dòng)，都要對(duì)單跳、三跳或斷路器位置不對(duì)應(yīng)確認(rèn)后才能起動(dòng)重合。1.綜合重合閘的起動(dòng)方式3.5.3綜合重合閘構(gòu)成的原則及要求

在三相重合閘循環(huán)計(jì)數(shù)確認(rèn)過(guò)程中，設(shè)置同步檢定，在不滿足同步條件時(shí)“放電”，即清零計(jì)數(shù)器，重合閘就不會(huì)被起動(dòng)。同步方式可通過(guò)控制字選擇方式為：2.三相重合閘的同步方式(1)非同步重合。不檢查同步，也不檢查電壓。(2)檢同步。要求線路側(cè)必須有電壓且母線與線路電壓之差小于同步電壓整定值。(3)檢無(wú)壓。線路電壓低于無(wú)電壓整定值或線路有電壓且與母線電壓同步，后者是為了檢無(wú)壓側(cè)斷路器偷跳時(shí)能進(jìn)行重合。3.5.3綜合重合閘構(gòu)成的原則及要求3.應(yīng)具有分相跳閘回路4.應(yīng)具有分相后加速回路5.應(yīng)具有故障判別及三相跳閘回路單相故障時(shí)，通過(guò)該回路保護(hù)動(dòng)作信號(hào)經(jīng)選相元件切除故障相斷路器；若是相間故障，則分相跳閘回路可以作為三相跳閘回路的后備。

非全相運(yùn)行過(guò)程中，因一部分保護(hù)被閉鎖，有的保護(hù)的性能變差，為能盡快切除永久性故障，則應(yīng)設(shè)置分相后加速回路。

重合閘除應(yīng)具有故障判別回路，以判別接地與相間故障外，還應(yīng)具有相間故障時(shí)相對(duì)獨(dú)立的三相跳閘回路。當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)換性故障、非全相運(yùn)行中健全相又發(fā)生故障、單相接地時(shí)選相元件或分相跳閘元件拒動(dòng)、或不使用重合閘、手動(dòng)合閘于故障線路及操作斷路器的液(氣)壓降到不允許重合閘的壓力等情況下，均應(yīng)接通三相跳閘回路，即跳開(kāi)三相斷路器。3.5.3綜合重合閘構(gòu)成的原則及要求

在裝設(shè)綜合重合閘的線路上，保護(hù)動(dòng)作后一般都經(jīng)綜合重合閘才能使斷路器跳閘（除有選相能力的保護(hù)外）?？紤]到本線路和相鄰線路非全相運(yùn)行時(shí)保護(hù)的性能以及為適應(yīng)保護(hù)要求進(jìn)行三相重合閘，所以綜合重合閘設(shè)有下列端子適應(yīng)不同保護(hù)性能的接入要求。6.應(yīng)具有適應(yīng)不同保護(hù)性能的接入回路N端子：接本線路和相鄰線路非全相運(yùn)行時(shí)不會(huì)誤動(dòng)作的保護(hù)。M端子：接本線路非全相運(yùn)行時(shí)會(huì)誤動(dòng)，而相鄰線路非全相運(yùn)行時(shí)不會(huì)誤動(dòng)作的保護(hù)。P端子：接相鄰線路非全相運(yùn)行時(shí)會(huì)誤動(dòng)的保護(hù)。Q端子：接起動(dòng)三相重合閘的保護(hù)。R端子：接三相跳閘后不進(jìn)行重合閘的保護(hù)。3.5.3綜合重合閘構(gòu)成的原則及要求7.應(yīng)適應(yīng)斷路器動(dòng)作性能的要求8.有相關(guān)回路能輸出保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的信號(hào)。

除與三相重合閘的要求相同外，當(dāng)非全相運(yùn)行中健全相又發(fā)生故障時(shí)，為保證斷路器的安全，重合閘的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)從第二次切除故障開(kāi)始重新計(jì)時(shí)。3.6輸電線路重合閘方式的選定3.6.1110KV及以下單側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘1.采用三相一次重合閘方式2.采用三相二次重合閘方式3.采用帶前加速重合閘方式

當(dāng)斷路器斷流容量允許時(shí)，對(duì)無(wú)經(jīng)常值班人員變電站引出的無(wú)遙控的單回線路以及給重要負(fù)荷供電無(wú)備用電源的單回線路，可采用三相二次重合閘方式。

由幾段串聯(lián)線路構(gòu)成的電力網(wǎng)，為加快切除短路故障，可采用帶前加速重合閘方式。3.6.2110KV及以下雙側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘1.采用無(wú)電壓檢定和同步檢定的三相重合閘方式2.雙側(cè)電源的單回線路，可采用以下重合閘方式

（1）可采用解列重合閘，即將一側(cè)電源解列，另一側(cè)裝設(shè)線路無(wú)電壓檢定的重合閘；

（2）當(dāng)水電廠條件許可時(shí)，可采用自同步重合閘；

（3）為避免非同步重合及兩側(cè)電源均重合于故障上，可采用一側(cè)無(wú)電壓檢定重合閘，另一側(cè)采用同步檢定重合閘。3.6.2110KV及以下雙側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘3.并列運(yùn)行的發(fā)電廠或電力系統(tǒng)之間具有兩條聯(lián)系的線路或三條聯(lián)系不緊密的線路，可采用以下重合閘方式：4.當(dāng)符合下列條件且認(rèn)為有必要時(shí)，可采用非同步重合閘：（1）非同步重合閘時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)或電力變壓器的沖擊電流不超過(guò)規(guī)定值；（2）在非同步重合閘所產(chǎn)生的振蕩過(guò)程中，對(duì)重要負(fù)荷的影響較小，或者可以采取措施減小其影響時(shí)；（3）重合后，電力系統(tǒng)可以迅速恢復(fù)同步運(yùn)行時(shí)。（1）當(dāng)非同步重合閘的最大沖擊電流超過(guò)允許值時(shí)，可采用同步檢定和無(wú)電壓檢定的三相重合閘；（2）當(dāng)非同步重合閘的最大沖擊電流小于允許值時(shí)，可采用不檢查同步的三相重合閘；當(dāng)出現(xiàn)單回線運(yùn)行的情況時(shí)，可將重合閘停用；（3）沒(méi)有其它聯(lián)系的并列運(yùn)行雙回線路，當(dāng)不能采用非同步重合閘時(shí)，可采用檢查另一回線路有電流的自動(dòng)重合閘。3.6.2110KV及以下雙側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘5.根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要，在110KV電力網(wǎng)某些重要的線路上，也可裝設(shè)綜合重合閘。對(duì)于220～500KV線路，應(yīng)根據(jù)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)和線路特點(diǎn)，同時(shí)滿足上述1、2、3中有關(guān)裝設(shè)三相重合閘的規(guī)定時(shí)，可采用三相重合閘，否則裝設(shè)綜合重合閘。1.220KV單側(cè)電源線路，采用不檢同步的三相重合閘方式，也可選用單相重合閘或綜合重合閘方式。2.對(duì)于220KV線路，當(dāng)同一送電截面的同級(jí)電壓及高一級(jí)電壓的并聯(lián)回路等于或大于4回時(shí)，選用一側(cè)檢定線路無(wú)電壓、另一側(cè)檢定線路與母線電壓同步的三相重合閘方式。4.220KV大環(huán)網(wǎng)線路，采用三相快速重合閘可認(rèn)為是合理的，因?yàn)橹睾铣晒杀３窒到y(tǒng)的穩(wěn)定性。3.220KV弱聯(lián)系的雙回線路，可選用單相重合閘或綜合重合閘方式.3.6.3220～500KV線路的自動(dòng)重合閘5.330KV、500KV及并聯(lián)回路數(shù)等于或小于3回的220KV線路，采用單相重合閘方式。6.帶地區(qū)電源的主網(wǎng)絡(luò)終端線路，一般選用解列三相重合閘方式，也可選用綜合重合閘方式。7.對(duì)可能發(fā)生跨線故障的330～500KV同桿并架雙回線路，可考慮采用按相自動(dòng)重合閘方式。

為避免重合于高壓配出線出口三相永久性故障對(duì)發(fā)電機(jī)軸壽命的影響，重合閘方式如下：

1.高壓配出線電廠側(cè)宜采用單相重合閘方式。

2.高壓配出線采用三相重合閘時(shí)，宜在系統(tǒng)側(cè)檢定線路無(wú)電壓先重合，電廠側(cè)在檢定同步重合，即使是正常操作也須如此操作。3.6.4大型機(jī)組高壓配出線的自動(dòng)重合閘

當(dāng)帶有分支的線路上采用單相重合閘方式時(shí)，分支側(cè)的自動(dòng)重合閘可采用下列方式：

1.分支側(cè)無(wú)電源時(shí)。①分支處變壓器中性點(diǎn)接地時(shí)，采用零序電流起動(dòng)的低電壓選相的單相重合閘方式，重合后不再跳閘。②分支處變壓器中性點(diǎn)不接地時(shí)，若所帶負(fù)荷較大，則采用零序電壓起動(dòng)的低電壓選相的單相重合閘方式，重合后不再跳閘；也可采用零序電壓起動(dòng)跳分支變壓器低壓側(cè)三相斷路器，重合后不再跳閘。當(dāng)分支側(cè)的負(fù)荷很小時(shí)，分支側(cè)不設(shè)重合閘，也不跳閘。

2.分支側(cè)有電源時(shí)。①分支側(cè)電源不大時(shí)，可用簡(jiǎn)單保護(hù)將分支側(cè)電源解列，而后按分支側(cè)無(wú)電源方式處理。②分支側(cè)電源較大時(shí)，則在分支側(cè)裝設(shè)但相重合閘。3.6.5帶有分支的線路重合閘

經(jīng)過(guò)了20多年的技術(shù)攻堅(jiān)之后，我國(guó)第一條特高壓輸電線路晉東南—南陽(yáng)—荊門全線貫通，我國(guó)成為了世界上第一個(gè)全面掌握該技術(shù)和第一個(gè)將其投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的國(guó)家。特別是地處西部的金沙江中下游干流總裝機(jī)規(guī)模近6000萬(wàn)kW，長(zhǎng)江上游干流超過(guò)3000萬(wàn)kW，雅礱江、大渡河、黃河上游、瀾滄江、怒江的規(guī)模均超過(guò)2000萬(wàn)kW，烏江、南盤江紅水河的規(guī)模均超過(guò)1000萬(wàn)kW。這些河水力資源集中，有利于實(shí)現(xiàn)流域梯級(jí)滾動(dòng)開(kāi)發(fā)，有利于建成大型的水電能源基地，借用特高壓技術(shù)，有利于充分發(fā)揮水力資源的規(guī)模效益實(shí)施“西電東送”。也體現(xiàn)了中國(guó)工程師們追求卓越、精求技能的大國(guó)工匠精神。高電壓輸電發(fā)展的啟示3.7重合器與分段器

運(yùn)行積累的資料表明,配電網(wǎng)95%的故障在起始時(shí)是暫時(shí)性的,主要是由于雷電、風(fēng)、雨、雪以及樹(shù)或?qū)Ь€的擺動(dòng)造成的。采用具有多次自動(dòng)重合閘功能的線路設(shè)備,即可有選擇地、有效地消除瞬時(shí)性故障,使其不致發(fā)展成永久性故障,又可切除永久性故障,大大地提高供電可靠性。

自動(dòng)重合器和自動(dòng)分段器(簡(jiǎn)稱重合器、分段器)是比較完善的、具有高可靠性的自動(dòng)化設(shè)備,不僅能可靠及時(shí)地消除瞬時(shí)故障,而且能將永久性故障引起的停電范圍限制到最小。重合器、分段器廣泛適用于配電網(wǎng)絡(luò)。一、重合器的功能與特點(diǎn)

自動(dòng)重合器是一種具有保護(hù)、檢測(cè)、控制功能的自動(dòng)化設(shè)備,具有不同時(shí)限的安秒曲線和多次重合閘功能,是一種集斷路器、繼電保護(hù)、操動(dòng)機(jī)構(gòu)為一體的機(jī)電一體化新型電器。

自動(dòng)重合器可自動(dòng)檢測(cè)通過(guò)重合器主回路的電流,當(dāng)確認(rèn)是故障電流后,持續(xù)一定時(shí)間按反時(shí)限保護(hù)自動(dòng)開(kāi)斷故障電流,并根據(jù)要求多次自動(dòng)地重合,向線路恢復(fù)供電。

如果故障是瞬時(shí)性的,合閘成功,線路恢復(fù)供電;如果故障是永久性的,重合器在完成預(yù)先整定的重合閘次數(shù)(通常為3次)后,確認(rèn)線路故障為永久性故障,則自動(dòng)閉鎖,不再對(duì)故障線路送電,直至人為排除故障后,重新將重合閘閉鎖解除,恢復(fù)正常狀態(tài)。（1）具有開(kāi)斷短路電流、多次重合閘操作、保護(hù)特性的順序、保護(hù)系統(tǒng)的復(fù)位等功能。（2）重合器的結(jié)構(gòu)由滅弧室、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)合閘線圈等部分組成。重合器的功能與特點(diǎn)：（3）重合器是本體控制設(shè)備,在保護(hù)控制特性方面,具有自身故障檢測(cè)、判斷電流性質(zhì)、執(zhí)行開(kāi)合等功能,并能恢復(fù)初始狀態(tài),記憶動(dòng)作次數(shù),完成合閘閉鎖等操作順序選擇等。一、重合器的功能與特點(diǎn)（4）重合器適用于戶外柱上各種安裝方式,既可在變電站內(nèi),也可在配電線路上。（5）不同類型重合器的閉鎖操作次數(shù)、分閘快慢動(dòng)作特性、重合間隔等特性一般都不同,其典型的四次分?jǐn)嗳沃睾系牟僮黜樞驗(yàn)?分→合分→合分→合分。重合器的功能與特點(diǎn)：（6）重合器的相間故障開(kāi)斷都采用反時(shí)限特性,便于與熔斷器的安秒特性相配合。重合器有快、慢兩種安秒特性曲線。通常其第一次開(kāi)斷都整定在快速曲線,使其在0.03~0.04s內(nèi)即可切斷額定短路開(kāi)斷電流,以后各次開(kāi)斷,可根據(jù)保護(hù)配合的需要,選擇不同的安秒曲線。一、重合器的功能與特點(diǎn)二、分段器的功能特點(diǎn)

分段器是配電系統(tǒng)中用來(lái)隔離故障線路區(qū)段的自動(dòng)保護(hù)裝置,通常與自動(dòng)重合器或斷路器配合使用。分段器沒(méi)有安-秒特性曲線,必須與電源側(cè)前級(jí)主保護(hù)開(kāi)關(guān)(斷路器或重合器)配合,在無(wú)電壓或無(wú)電流的情況下自動(dòng)分閘。

當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí),分段器的后備保護(hù)重合器或斷路器動(dòng)作,分段器的計(jì)數(shù)功能開(kāi)始累計(jì)重合器的跳閘次數(shù)。當(dāng)分段器達(dá)到預(yù)定的記錄次數(shù)后,在后備裝置跳開(kāi)的瞬間自動(dòng)跳閘,分?jǐn)喙收暇€路段。重合器再次重合,恢復(fù)其他線路供電。若重合器跳閘次數(shù)未達(dá)到分段器預(yù)定的記錄次數(shù)就已消除了故障,分段器的累計(jì)計(jì)數(shù)在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后自動(dòng)消失,恢復(fù)初始狀態(tài)。分段器的分類（1）按相數(shù)分（2）按控制方式分分為單相與三相式兩種。

分為液壓控制和電子控制。

液壓控制式的分段器采用液壓控制計(jì)數(shù)；

電子控制式的分段器采用電子控制計(jì)數(shù)。（1）分段器具有自動(dòng)對(duì)上一級(jí)保護(hù)裝置跳閘次數(shù)的計(jì)數(shù)功能。（2）分段器可斷負(fù)荷電流、關(guān)合短路電流,但不能開(kāi)斷短路電流,此不能單獨(dú)作為主保護(hù)開(kāi)關(guān)使用,可作為手動(dòng)操作的負(fù)荷開(kāi)關(guān)使用。分段器的功能與特點(diǎn)：（3）分段器可進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)跳閘,但合閘必須是手動(dòng)的。分段器跳閘后呈閉鎖狀態(tài),只能通過(guò)手動(dòng)合閘恢復(fù)供電。二、分段器的功能與特點(diǎn)（4）分段器有串接于主電路的跳閘線圈,更換線圈即可改變最小動(dòng)作電流。（5）分段器與重合器之間無(wú)機(jī)械和電氣的聯(lián)系,其安裝地點(diǎn)不受限制。分段器的功能與特點(diǎn)：（6）分段器沒(méi)有安-秒特性,故在使用上有特殊的優(yōu)點(diǎn)。如：可用在兩個(gè)保護(hù)裝置的保護(hù)特性曲線很接近的場(chǎng)合,彌補(bǔ)了在多級(jí)保護(hù)系統(tǒng)中有時(shí)增加步驟也無(wú)法實(shí)現(xiàn)配合的缺點(diǎn)。二、分段器的功能與特點(diǎn)三、重合器與分段器的配合

重合器和分段器的配合動(dòng)作可實(shí)現(xiàn)排除瞬時(shí)故障、隔離永久性故障區(qū)域、保證非故障線段的正常供電。其典型結(jié)構(gòu)如圖示。

理論上講,線路上的每一個(gè)分支點(diǎn)都應(yīng)作為一個(gè)分?jǐn)帱c(diǎn)考慮,這樣,即使在較短分支線路出現(xiàn)永久性故障時(shí),也可有選擇地予以分段,保持其他區(qū)段的正常供電。但出于經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行條件的限制,往往不可能做到這點(diǎn),因而需從實(shí)際出發(fā),因地制宜。重合器、分段器均是智能化設(shè)備,具有自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。（1）分段器必須與重合器一起使用,并裝在重合器的負(fù)荷側(cè)。（2）后備重合器必須能檢測(cè)到并能作用于分段器保護(hù)范圍內(nèi)的最小故障電流。配合原則：（3）分段器的啟動(dòng)電流必須小于其保護(hù)范圍內(nèi)的最小故障電流。三、重合器與分段器的配合（4）分段器的熱穩(wěn)定額定值和動(dòng)穩(wěn)定額定值必須滿足要求。（5）分?jǐn)嗥鞯膯?dòng)電流必須小于80%后備保護(hù)的最小分閘電流,大于預(yù)期最大負(fù)荷電流的峰值。（6）分段器的記錄次數(shù)必須比后備保護(hù)閉鎖前的分閘次數(shù)少1次以上。配合原則：（7）分段器的記憶時(shí)間必須大于后備保護(hù)的累積故障開(kāi)斷時(shí)間。后備保護(hù)動(dòng)作的總累積時(shí)間為后備保護(hù)順序中的各次故障涌流時(shí)間與重合間隔之和。三、重合器與分段器的配合三、重合器與分段器的配合

由于分段器沒(méi)有安-秒特性,所以重合器與控制分段器的配合不要求研究保護(hù)曲線。后備保護(hù)重合器整定為4次跳閘后閉鎖,這些操作可以是任何快速和慢速(或延時(shí))操作方式的組合,分段器的整定次數(shù)選擇3次計(jì)數(shù)。如果分段器負(fù)荷側(cè)線路發(fā)生永久性故障。分段器將在重合器第3次重合前分開(kāi)并隔離故障,然后重合器再對(duì)非故障線路供電。

假如另有串聯(lián)配制的分段器,它們整定的閉鎖次數(shù)應(yīng)一級(jí)比一級(jí)小。最末級(jí)分段器負(fù)荷側(cè)線路故障時(shí),重合器動(dòng)作,串聯(lián)的分段器都記錄重合器的開(kāi)斷電流次數(shù)最末級(jí)達(dá)到動(dòng)作次數(shù)后分閘,隔離故障,重合器再重合接通非故障線路恢復(fù)正常供電。未達(dá)到計(jì)數(shù)次數(shù)的分段器在規(guī)定的復(fù)位時(shí)間后復(fù)位到初始狀態(tài)。

圖示,變電站出口選用重合器,整定為“一快三慢”。

分支線路用六組跌落式自動(dòng)分段器S1、S2、S3、S4、S5、S6將其線路分成L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7段。分段器的額定起動(dòng)電流值與重合器起動(dòng)電流值相配合,S1計(jì)數(shù)次數(shù)3次,S2、S3、S5計(jì)數(shù)次數(shù)2次,S4、S6計(jì)數(shù)次數(shù)1次。

(1)若故障K1發(fā)生在L5段,重合器、分段器S1、S3、S4通過(guò)故障電流,重合器自動(dòng)分閘,如果為瞬時(shí)性故障,重合器自動(dòng)重合成功,恢復(fù)供電。S1、S3沒(méi)有達(dá)到整定計(jì)數(shù)次數(shù),應(yīng)處于合閘狀態(tài)。如果為永久性故障,線路失壓,S4達(dá)到整定1次計(jì)數(shù)次數(shù),自動(dòng)分閘跌落,隔離故障L5段,重合器自動(dòng)重合后恢復(fù)線路L1、L2、L3、L4、L6、L7段供電。

(2)若故障K2發(fā)生在L6段,重合器、分段器S1、S5通過(guò)故障電流,重合器自動(dòng)分閘,如果為瞬時(shí)性故障,重合器自動(dòng)重合成功,恢復(fù)供電。S1、S5沒(méi)有達(dá)到整定計(jì)數(shù)次數(shù),應(yīng)處于合閘狀態(tài)。如果為永久性故障,重合器自動(dòng)重合不成功,再次分閘,線路失壓,S5達(dá)到整定2次計(jì)數(shù)次數(shù),自動(dòng)分閘跌落,隔離故障L6段,S1沒(méi)有達(dá)到整定計(jì)數(shù)次數(shù),處于合閘狀態(tài)。重合器自動(dòng)重合后恢復(fù)線路L1、L2、L3、L4、L5段供電。

(3)若故障K3發(fā)生在L2段,重合器、分段器S1通過(guò)故障電流,重合器自動(dòng)分閘。如果為瞬時(shí)性故障,重合器自動(dòng)重合成功,恢復(fù)供電。S1沒(méi)有達(dá)到整定計(jì)數(shù)次數(shù),處于合閘狀態(tài)。如果為永久性故障,重合器重合不成功,分閘,再次重合不成功,再次分閘,線路失壓,S1達(dá)到整定3次計(jì)數(shù)次數(shù),自動(dòng)分閘跌落,隔離故障L2段,重合器重合后恢復(fù)線路L1段供電。

選擇自動(dòng)跌落式分段器,一般在用戶入口處選擇計(jì)數(shù)次數(shù)1次。因變電站故障大多數(shù)是永久性故障,架空線路故障80%是瞬時(shí)性故障,架空線路分支應(yīng)選擇計(jì)數(shù)次數(shù)2次或3次,便于分段器之間配合和優(yōu)化。感謝大家觀看《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課程電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院第4章

同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列裝置

重點(diǎn)

準(zhǔn)同步并列條件分析自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置原理微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步并列裝置教學(xué)目的：了解同步的基本概念，自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的構(gòu)成及作用，并列操作基本要求、方法及特點(diǎn)，同步點(diǎn)設(shè)置及分類。掌握準(zhǔn)同步并列條件分析；線性整步電壓特點(diǎn)及導(dǎo)前時(shí)間獲得原理、頻差檢測(cè)原理、頻差方向鑒別原理、壓差大小和方向鑒別原理；微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步并列裝置的特點(diǎn)、構(gòu)成原理。4.1

并列操作概述4.1.1電力系統(tǒng)并列操作的意義將同步發(fā)電機(jī)投入電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的操作并列操作

定義并列操作的基本要求（1）并列瞬間，發(fā)電機(jī)的沖擊電流不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的允許值。（2）并列后，發(fā)電機(jī)應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行。

采用自動(dòng)并列裝置進(jìn)行并列操作，不僅能減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也能提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。啟示工程案例

從三峽水電站的單機(jī)容量70萬(wàn)千瓦，到金沙江領(lǐng)域的白鶴灘水電站的自主研發(fā)單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦機(jī)組，位居世界第一，在國(guó)際水電站建設(shè)方面處于遙遙領(lǐng)先的地位；更值得一提的是，白鶴灘水電站的機(jī)組每一個(gè)部件甚至是小小的螺絲都是中國(guó)自主研發(fā)設(shè)計(jì)制造的。100萬(wàn)千瓦機(jī)組精確并列操作投入電網(wǎng)運(yùn)行，也是中國(guó)工程師們追求卓越、精求技能的大國(guó)工匠精神的體現(xiàn)。白鶴灘水電站

4.1.2同步發(fā)電機(jī)并列操作的方法

并列方法準(zhǔn)同步并列自同步并列

先勵(lì)磁后并列，并列時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流較小，不會(huì)使系統(tǒng)電壓降低，并列后容易拉入同步。先并列后勵(lì)磁，操作簡(jiǎn)單、并列速度快，在系統(tǒng)發(fā)生故障、頻率波動(dòng)較大時(shí)，發(fā)電機(jī)組仍能并列操作并迅速投入電網(wǎng)運(yùn)行，可避免故障擴(kuò)大，有利于處理系統(tǒng)事故。定義4.1.3準(zhǔn)同步裝置的分類

由運(yùn)行操作人員手動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的電壓和頻率，并監(jiān)視電壓差、頻率差和整步表，靠經(jīng)驗(yàn)判斷合閘時(shí)間，操作斷路器合閘。1.手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置

手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置主要存在以下問(wèn)題

（1）

（2）

（3）

存在重大的安全隱患延誤并網(wǎng)時(shí)間手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置一般是幾臺(tái)機(jī)組共用一套，各機(jī)組的控制電纜較多，接線較復(fù)雜。

在控制回路中裝設(shè)了非同步合閘閉鎖裝置，用于防止運(yùn)行人員誤發(fā)合閘脈沖所造成的非同步合閘。2.自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置

不設(shè)轉(zhuǎn)速與電壓調(diào)節(jié)單元，發(fā)電機(jī)的電壓和頻率的調(diào)整由手動(dòng)進(jìn)行；只設(shè)合閘命令控制單元，同期裝置能自動(dòng)檢查頻率差、電壓差滿足要求時(shí)，選擇合適時(shí)間發(fā)出合閘脈沖，將斷路器合閘。自動(dòng)監(jiān)視電壓差、頻率差及選擇理想的時(shí)間發(fā)出合閘脈沖，使斷路器在相角差為0°時(shí)合閘。同時(shí)設(shè)有自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓和頻率單元，在電壓差和頻率差不滿足條件時(shí)發(fā)出控制脈沖。若頻率差不滿足要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，增加或減小頻率，即通過(guò)控制原動(dòng)機(jī)的調(diào)速器實(shí)現(xiàn)；若電壓差不滿足要求時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓使電壓接近系統(tǒng)的電壓，即通過(guò)控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)。（1）半自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置（2）自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置4.1.4同期并列的類型

指發(fā)電機(jī)通過(guò)斷路器與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同期并列，同期對(duì)象是發(fā)電機(jī)。機(jī)組型同期（2）自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置

作為自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，當(dāng)頻差超出設(shè)定的頻差時(shí)，裝置應(yīng)發(fā)出調(diào)速脈沖，跟蹤系統(tǒng)頻率，使頻差盡快進(jìn)入設(shè)定頻差范圍內(nèi)；當(dāng)頻差過(guò)小時(shí)，裝置自動(dòng)發(fā)出增速脈沖。當(dāng)壓差超出設(shè)定壓差時(shí)，裝置應(yīng)發(fā)出調(diào)壓脈沖，跟蹤系統(tǒng)電壓，使壓差盡快進(jìn)入設(shè)定壓差范圍內(nèi)。如果頻差、壓差均在設(shè)定范圍內(nèi)，則裝置自動(dòng)發(fā)出合閘脈沖命令，在相角差為零時(shí)刻并列斷路器主觸頭正好閉合，完成自動(dòng)準(zhǔn)同期并列。4.1.4同期并列的類型

指發(fā)電廠與系統(tǒng)或兩個(gè)系統(tǒng)間一般通過(guò)線路聯(lián)系，在這種情況下的同期。線路型同期（2）自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置

其特征：實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同期并列，裝置不發(fā)出調(diào)速、調(diào)壓脈沖，只能等待頻差、壓差滿足要求，在滿足要求情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)準(zhǔn)同步并列。

實(shí)質(zhì)上是等待同期，捕獲兩個(gè)系統(tǒng)間的相角差為零的時(shí)刻完成并列。

4.2準(zhǔn)同期并列條件分析4.2準(zhǔn)同期并列條件分析

1.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的同步點(diǎn)電壓取得方式4.2.1同期電壓及同期點(diǎn)

4.2.1同期電壓及同期點(diǎn)2.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的同步點(diǎn)電壓取得方式4.2.1同期電壓及同期點(diǎn)3.變壓器高、低壓側(cè)同步電壓的取得方式4.2.1同期電壓及同期點(diǎn)定義

同期點(diǎn)

指發(fā)電廠內(nèi)，凡可以進(jìn)行并列運(yùn)行的斷路器。4.同期點(diǎn)及同期方式

4.同期點(diǎn)及同期方式同期點(diǎn)雙繞組變壓器可只在低壓側(cè)斷路器設(shè)同期點(diǎn)發(fā)電機(jī)或發(fā)-變組出口斷路器三繞組變壓器的任一側(cè)斷路器

各級(jí)母聯(lián)斷路器及6-10KV分段斷路器均考慮裝設(shè)手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置和自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，以提高母線倒換操作的靈活性。

4.同期點(diǎn)及同期方式1—表示手動(dòng)準(zhǔn)同期2—表示自動(dòng)準(zhǔn)同期4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析準(zhǔn)同步并列理想條件（1）待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓相等。（2）待并發(fā)電機(jī)頻率與系統(tǒng)頻率相等。（3）并列斷路器主觸頭閉合瞬間，待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓間的相角差為零。4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析1.發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)時(shí)的沖擊電流和沖擊功率

沖擊電流周期分量有效值為沖擊功率（隱極機(jī)）為4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析2.頻率差值的影響

4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析

為正弦脈動(dòng)波，其最大幅值為

，所以滑差電壓

又稱為脈動(dòng)電壓?；钪芷跒?/p>

如果發(fā)出合閘命令的時(shí)刻不恰當(dāng)就有可能在相角差較大時(shí)合閘，從而引起較大的沖擊電流。此外，如在頻率差較大時(shí)并列，頻率較高的一方在合閘瞬間將多余的動(dòng)能傳遞給頻率低的一方，即使合閘時(shí)的相角差不大,當(dāng)傳遞能量過(guò)大時(shí)待并發(fā)電機(jī)需經(jīng)歷一個(gè)暫態(tài)過(guò)程才能拉入同步運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致失步。因此要求待并發(fā)電機(jī)與運(yùn)行系統(tǒng)的頻率差不超過(guò)0.1～0.25Hz。

4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析