第5章輸電線路自動重合閘

1、2022-3-17隆賢林1基本：作用、要求、分類重點：實現(xiàn)原理難點：特殊情況分析2022-3-17隆賢林21.瞬時性故障與永久性故障瞬時性故障故障設(shè)備QF跳開后，故障自行消失。約占總故障次數(shù)的8090以上。架空輸電線路遭到雷擊是主要原因。架空輸電線路遭到雷擊是主要原因。永久性故障故障設(shè)備QF跳開后，需要工作人員去排除故障。（發(fā)電機、變壓器、母線、電纜有完善的防雷措施，基本為永久性故障）一、為什么要采用自動重合閘？一、為什么要采用自動重合閘？2022-3-17隆賢林3(1)提高了供電可靠性（持續(xù)性）(2)提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性（重合成功時）(3)糾正斷路器的誤跳閘。 2022-3-17隆賢林4（1

2、）采用ARC后，對系統(tǒng)帶來某些不利影響，如重合于永久性故障時，系統(tǒng)將再次受到短路電流的沖擊，甚至可能引起電力系統(tǒng)的振蕩。（2）采用ARC后，使斷路器工作條件惡化。因為在很短時間內(nèi)斷路器可能要連續(xù)兩次切斷短路電流。 2022-3-17隆賢林5l相別：三相重合閘、單相重合閘以及綜合重合閘；l次數(shù)：一次動作的重合閘、多次動作的重合閘；一般采用一次重合閘l電源：單側(cè)電源重合閘、雙側(cè)電源重合閘；l設(shè)備：線路、母線等重合閘。2022-3-17隆賢林6l三相重合閘：無論故障類型，故障時，三相跳閘，再三相重合-沖擊大l單相重合閘：單相故障時，跳開故障相，再重合故障相，如為永久性故障，再三相跳閘；多相故障時，三

3、相跳閘，不重合。l綜合重合閘：單相故障時，跳開故障相，再重合故障相，如為永久性故障，再三相跳閘；多相故障時，三相跳閘，再重合三相。2022-3-17隆賢林7l故障點的去游離故障后產(chǎn)生電弧，保護動作后跳閘，電弧熄滅，介質(zhì)絕緣恢復(fù)（去游離），再進行重合-才能重合成功l沖擊雙電源系統(tǒng)，兩側(cè)重合閘動作時，兩側(cè)電源可能不同步，會產(chǎn)生沖擊電流，造成對系統(tǒng)和設(shè)備的危害。解決方案：重合時檢同步，快速保護+快速重合閘2022-3-17隆賢林8l110kV及以下線路重合閘1、三相一次重合閘2、雙電源采用檢無壓和檢同步重合閘。l220kV及以上線路重合閘1、單電源可采用三相重合閘。2、220kV弱聯(lián)系的雙回線路采用

4、綜合重合閘或單相重合閘3、220kV并聯(lián)回數(shù)4時，檢無壓和檢同步三相重合閘。4、對不符合上述條件的220kV 線路，應(yīng)采用單相重合閘方式；5、對330kV500kV 線路，一般情況下應(yīng)采用單相重合閘方式；2022-3-17隆賢林9適用于110kV及以下架空線路；一般采用三相一次重合閘在雙電源情況下，一側(cè)采用檢無壓重合，另一側(cè)采用檢同步重合2022-3-17隆賢林10（1）起動方式：保護起動+不對應(yīng)起動相互補充，不能替代保護起動：保護發(fā)跳閘命令時起動重合閘，經(jīng)過ARC延時重合。不對應(yīng)起動：斷路器控制開關(guān)合位與斷路器處于分位2022-3-17隆賢林11（2）閉鎖ARC手動跳閘、遙控跳閘，或手動合閘

5、、遙控合閘時，ARC均不應(yīng)動作。母線保護動作，自動按頻率減負(fù)荷裝置動作等，不能重合。斷路器本身異常，如壓力低、彈簧未儲能等未投入重合閘壓板（控制字等），重合閘充電未完成等2022-3-17隆賢林12（3）重合閘只應(yīng)動作一次（我國絕大部分地區(qū)）。重合閘充電時間（復(fù)歸時間）大于一次故障切除的最大時間（1525s）。（4）ARC動作后應(yīng)自動復(fù)歸。（5）ARC應(yīng)能與繼電保護配合。在重合閘前加速保護動作（前加速）或者在重合閘后加速保護動作（后加速）（6）ARC按照斷路器配置一般與線路保護合為一體，但對于3/2接線，ARC與斷路器保護合為一體。2022-3-17隆賢林131、重合閘的充放電l線路正常運行時

6、，重合閘進行充電（15s左右），為故障跳閘后進行重合做準(zhǔn)備。如果不滿足充電條件，進行放電，閉鎖重合閘。2022-3-17隆賢林14（1）重合閘處于投運正常工作狀態(tài)（未起動）（2）斷路器處于合閘狀態(tài)（3）斷路器合后狀態(tài)（4）沒有閉鎖信號，（5）充電時間為1525s充電完成閉鎖信號2022-3-17隆賢林15（1）手動跳閘或遙控跳閘（2）AFL、低電壓保護、過負(fù)荷保護、母線保護動作（3）TV失壓（4）彈簧未儲能（5）斷路器壓力不足（6）斷路器控制回路斷線2022-3-17隆賢林162、重合閘的動作l重合閘充電完成后，如果線路發(fā)生故障，繼電保護動作（保護起動重合閘），在斷路器跳閘后（不對應(yīng)起動重合閘

7、），經(jīng)過重合閘的延時后，重合閘動作，發(fā)出合閘命令。2022-3-17隆賢林17前加速前加速：故障時，先無選擇性（動作時間短）跳1QF，再重合1QF。如為瞬時性故障，重合成功；如為永久性故障，保護按選擇性跳閘3QF。l優(yōu)點：l能快速切除線路上的故障。（安裝ARC少）l缺點：l重合閘拒動或1QF失靈時，會擴大停電事故。l現(xiàn)在一般不采用2022-3-17隆賢林18后加速：重合后加速繼電保護動作lk點發(fā)生故障后，1、2QF處保護選擇性跳閘，如為瞬時性故障，重合1、2QF成功；如為永久性故障，重合1、2QF后，保護加速（縮短II段或III段延時）跳1、2QF。2022-3-17隆賢林19后加速廣泛采用l

8、優(yōu)點：l沒有前加速的缺點l重合于永久性故障時仍能加速保護的動作。l沒有明顯的缺點。2022-3-17隆賢林20四、雙電源檢無壓和檢同步重合閘四、雙電源檢無壓和檢同步重合閘故障時，兩側(cè)保護動作，1QF與2QF都跳閘。當(dāng)兩側(cè)都斷開后，M側(cè)通過TV2檢測到MN線路無壓，將1QF合閘；檢無壓重合閘M側(cè)合閘后瞬時性故障，N側(cè)檢測TV3與TV4電壓同步時合閘檢同步重合閘永久性故障，M側(cè)保護動作1QF跳開，N側(cè)TV3無壓，不滿足同步條件，不合閘。2022-3-17隆賢林21l注意事項（1）M側(cè)檢無壓，當(dāng)1QF偷跳時，為了讓1QF重合，所以M側(cè)需配置檢同步重合閘。（2）永久性故障時，M側(cè)1QF“跳合跳”，N側(cè)

9、2QF只有“跳”。為了平衡兩側(cè)斷路器工作境況，兩側(cè)定期交換檢無壓與檢同步。故N側(cè)也需要配置檢無壓重合閘。2022-3-17隆賢林22l方法1在QF兩側(cè)電壓相位相差很小時，發(fā)合閘命令，使得QF觸頭合上時，兩側(cè)電壓相位不會相差很大。QF兩側(cè)電壓相位相差小于set的時間：setsetMN2/(2)tff如果tset大于tARC，發(fā)出重合閘命令。2022-3-17隆賢林23MMNN2sin(2)2sin(2)uUf tuUf tQF兩側(cè)電壓差小于Uset的時間：MNMNMN2 ()2 ()2 2sin()cos()22uuufftfftU setsetMNarcsin(/(2 2 )UUtff2022

10、-3-17隆賢林24重合閘是否投入不檢無壓、檢同步檢無壓檢同步2022-3-17隆賢林251、檢另一回線電流判斷同步平行雙回線一條線沒有斷開時，兩側(cè)電源肯定同步。判斷另一回線沒有斷開，就是引入另一回線的電流。2022-3-17隆賢林262 2、解列重合閘、解列重合閘k點故障后1QF、3QF跳閘1QF檢無壓合閘3QF檢同步合閘2022-3-17隆賢林273 3、自同步重合閘、自同步重合閘k點故障后1QF、3QF跳閘1QF檢無壓合閘3QF自同步合閘自同步2022-3-17隆賢林281、充電時間、充電時間 不需要整定，一般取不需要整定，一般取1525s。2 、重合閘動作時間、重合閘動作時間 單電源與

11、雙電源有所不同。單電源與雙電源有所不同。單電源重合閘：大于故障點去游離的時間。ARC.minyHtttt 去游離時間合閘時間2022-3-17隆賢林29雙電源重合閘：大于故障點去游離的時間。ARC.minopyHttttt 如M側(cè)保護先動作，N側(cè)保護后動作，則故障點在N側(cè)跳閘后故障點開始去游離。雙電源單相重合閘：要考慮潛供電流的影響。D.minopyyHtttttt 兩側(cè)保護的動作時間差潛供電流增加的去游離時間2022-3-17隆賢林30檢無壓、檢同步參數(shù)set30同步判斷:opLN50%UU無壓判斷:opHN80%UU有壓判斷:2022-3-17隆賢林31（1）單重方式：單相故障跳單相；相間

12、故障不重合。（2）三重方式：無論何種故障，都三相重合。（3）綜重方式：單相故障采用單重方式；相間故障采用三重方式。（4）停用方式：不重合。綜合重合閘方式4種220kV及以上一般采用綜重，也可以采用單重。2022-3-17隆賢林321、故障類型判斷區(qū)分單相接地故障與其他兩相、三相故障思路：首先區(qū)分接地故障相間故障（利用零序分量），再找出故障相（故障選相）。故障后利用零序電壓、零序電流判斷2022-3-17隆賢林33如果是單相接地故障，找出故障相，可以進行單相跳閘，單相重合。如果保護動作跳閘，故障報告也需要指出故障的相別。思路：利用故障后電壓、電流及其序分量、突變量的變化來挑選出故障相。*如有故障

13、，繼電保護跳閘前就應(yīng)該選出故障相，如果選出為A相故障，保護發(fā)A相（分相）跳閘命令；如果選出是多相或選相失敗，保護發(fā)（三相）三相跳令。*分相跳閘與三相跳閘相互補充，短延時后切換（分相跳閘失敗發(fā)三相跳令-溝通三跳；三相跳令失敗發(fā)分相跳令。）2022-3-17隆賢林34非故障相就可以通過相間電容和互感繼續(xù)向故障點提供短路電流，該電流稱為潛供電流1QFb2QFbAB1QFc2QFc1QFa2QFaCMLMLMLMCMCM線路發(fā)生單相接地故障，故障相的斷路器斷開后，非故障相通過CM（單位長度的相間電容）和LM（單位長度的相間互感）向故障點繼續(xù)提供短路電流。2022-3-17隆賢林35（1）單相重合閘時間

14、：tD，需要考慮非故障相向故障點提供的短路電流，即潛供電流（故障點去游離時間變長）。（2）三相重合閘時間：tARC，比單相重合閘時間短。2022-3-17隆賢林36單相故障單相跳閘重合閘非全相運行時會出現(xiàn)零序分量、負(fù)序分量，會對相應(yīng)的保護產(chǎn)生影響。非全相運行的影響，最直接的是零序保護非全相運行的影響，其次是帶零序方向的保護非全相運行的影響，再次是距離保護2022-3-17隆賢林37l非全相運行時的零序電流兩側(cè)電源功角沒有拉大時，零序電流為兩相負(fù)荷電流之和。零序電流為穿越性電流。000loa.A112200133111zIIzzz 220MANA11 22220011 0033()zIEEz z

15、z zz z 2022-3-17隆賢林38l非全相運行時的零序方向元件對于母線電壓互感器對于線路電壓互感器M0M0M0UIz M0M0M000M0M0MN0N012()UIzUUIzzz 判為正方向故障可能判為正方向故障，也可能是反方向故障。關(guān)鍵看阻抗的比值。2022-3-17隆賢林39l非全相運行時的零序方向元件對于采用線路電壓互感器，可能兩側(cè)都判為正方向；也可能一側(cè)判為正方向，一側(cè)判為反方向。不可能兩側(cè)都判為反方向。2022-3-17隆賢林40l非全相運行對保護的影響非全相運行線路零序不靈敏段動作值躲開了非全相運行的零序電流、零序段動作時間大于非全相運行周期，故不受影響。其余非全相運行時要

16、退出。距離保護由于故障時短時開放160ms及選相元件的作用，故在非全相運行時不退出。零序方向電流保護段動作時間大于非全相運行周期，故不受影響。其余非全相運行時要退出?？v聯(lián)零序方向、距離保護在非全相運行時退出。縱聯(lián)方向保護的方向元件一般采用突變量構(gòu)成，不受非全相運行影響。分相縱聯(lián)差動保護不受非全相運行影響。2022-3-17隆賢林41l非全相運行對保護的影響非全相運行線路的相鄰全相運行線路零序方向電流保護段非全相運行時要退出?？v聯(lián)保護不受相鄰線非全相運行影響。2022-3-17隆賢林42l（1）N端子：本線路非全相運行不會誤動的保護。如零序電流不靈敏段保護、線路縱聯(lián)差動保護l（2）M端子：本線路

17、非全相運行會誤動，相鄰線路非全相運行不會誤動的保護。例如零序電流靈敏段保護、縱聯(lián)距離、縱聯(lián)零序保護l（3）P端子：相鄰線路非全相運行會誤動的保護。例如，零序電流II段保護。l（4）Q端子：保護動作后采用三相重合閘。例如，零序電流III段保護。l（5）R端子：保護動作后不重合。例如母線保護、充電保護等2022-3-17隆賢林43保護再次動作跳三相，不再重合。線路故障后，在等待重合閘動作期間又發(fā)生另外相別的故障。重合脈沖發(fā)出前k2點故障2022-3-17隆賢林44重合閘有先后順序l邊斷路器優(yōu)先重合l失靈保護的動作行為2022-3-17隆賢林45正確選出故障相，只對故障相阻抗繼電器進行計算，可加快保

18、護速度；綜合重合閘需要判斷是單相故障、多相故障，也需要選相元件。對選相元件要求靈敏度要求保護區(qū)內(nèi)部任何形式的短路故障，均能判斷出故障相別，或判斷出是單相故障還是多相故障。單相故障時，非故障相選相元件可靠不動作。在正常運行時，不應(yīng)該進行選相，即選相元件不動作。速度要求動作速度要快于測量元件。2022-3-17隆賢林46選相方法電流選相故障相電流最大電壓選相故障相電壓最小阻抗選相故障相測量阻抗最小工作電壓變化量選相故障相電壓變化量最大序電流選相利用負(fù)序、零序電流的相位關(guān)系判斷相電流差突變量選相故障相有關(guān)的相電流差突變量最大受系統(tǒng)運行方式、振蕩、過渡電阻影響大，微機保護一般不采用。2022-3-17

19、隆賢林471、相電流差突變量選相元件ABAB()III BCBC()III CACA()III 故障 類型 AN BN CN 多相 故障 ABI BCI CAI 特點：簡單、靈敏、準(zhǔn)確、快速；只能區(qū)分單相故障與多相故障。2022-3-17隆賢林482、序電流（IA2與IA0 ）選相元件00A0A26060IargIA區(qū)根據(jù)IA2與IA0相位關(guān)系分區(qū)選相原理A0A260180IargIB區(qū)A0A2180300IargIC區(qū)可能進入A區(qū)的故障A相接地短路；或BC二相接地短路； AB兩相經(jīng)過渡電阻接地短路。2022-3-17隆賢林49A區(qū)為例選相步驟特點：選相明確、選相靈敏度高、允許接地故障時過渡電阻較高、選相不受振蕩與非全相運行的影響。兩相相間短路與三相短路時由于無零序，因此無法選出故障相。00A