繼電保護原理基礎(chǔ)-第五章課件

第五章自動重合閘一、自動重合閘在電力系統(tǒng)中的作用自動重合閘裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動投入的一種自動裝置。運行經(jīng)驗表明，架空線路大多數(shù)故障是瞬時性的，如：（1）雷擊過電壓引起絕緣子表面閃絡(luò)。（2）大風(fēng)時的短時碰線。（3）通過鳥類身體（或樹枝）放電。此時，若保護動——>熄弧——>故障消除——>合斷路器——>恢復(fù)供電。手動（停電時間長）效果不顯著，自動重合（1”）效果明顯。作用：（P153）（1）對暫時性故障，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誤動作引起的誤跳閘。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性的，還是永久性的。若重合于永久性故障時：（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（因為在短時間內(nèi)連續(xù)兩次切斷短路電流）。據(jù)運行資料統(tǒng)計，ZCH成功率60~90%，經(jīng)濟效益很高——>廣泛應(yīng)用。對自動重合閘的基本要求

（1）動作迅速,一般0.5”~1.5”。tu——故障點去游離，tz——斷路器消弧室及傳動機構(gòu)準(zhǔn)備好再次動作。（2）不允許任意多次重合，即動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，如一次或兩次。（3）動作后應(yīng)能自動復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動作。（4）手動跳閘時不應(yīng)重合（手動操作或遙控操作）。（5）手動合閘于故障線路不重合（多屬于永久性故障）。三相自動重合閘

（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）——>保護動作跳開三相——>重合閘起動——>合三相：故障是瞬時性的，重合成功；故障是永久性的，保護再次跳開三相，不再重合。通常三相一次自動重合閘裝置由起動元件、延時元件、一次合閘脈沖元件和執(zhí)行元件四部分組成。（1）起動元件：當(dāng)DL跳閘之后，使延時元件起動。起動方式：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 KK：斷開，DL：斷開，則ZCH不起動2、保護裝置起動。（2）延時元件：（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：啟動合閘回路和信號回路，還可與保護配合，實現(xiàn)重合閘后加速保護。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)考慮的兩個問題（1）時間配合考慮兩側(cè)保護可能以不同的延時跳閘，此時須保證兩側(cè)均跳閘后，故障點有足夠的去游離時間。（2）同期問題重合時兩側(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）快速自動重合方式當(dāng)線路上發(fā)生故障時，繼電保護快速動作而后進行自動重合。其特點是快速，須具備下列條件：a、線路兩側(cè)均裝有全線瞬時保護。b、有快速動作的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)是否同步而進行自動重合閘的方式（期望系統(tǒng)自動拉入同步，須校驗沖擊電流，防止保護誤動）。（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，進行同步檢定（檢同步側(cè)）。1）工作過程當(dāng)線路短路時，兩側(cè)DL斷開，線路失去電壓，M側(cè)低電壓繼電器動作，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行重合，恢復(fù)正常供電；b、重合不成功，保護再次動作，跳開M側(cè)DL不再重合，N側(cè)不重合。2）兩點說明：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（保護誤動、誤碰跳閘機構(gòu)等）使檢無壓側(cè)（M側(cè)）誤跳閘時，因線路上仍有電壓，無法進行重合（缺陷），為此，在檢無壓側(cè)也同時投入同步檢定繼電器，使兩者的觸點并聯(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)，絕對不允許同時投入無壓檢定繼電器。僅檢同步檢無壓側(cè)，同時檢同步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原則上越短越好，但應(yīng)力爭重合成功，保證：（1）故障點電弧熄滅、絕緣恢復(fù)；（2）斷路器觸頭周圍絕緣強度恢復(fù)及消弧室重新充滿油，準(zhǔn)備好重合于永久性故障時能再次跳閘，否則可能發(fā)生DL爆炸，如果采用保護裝置起動方式，還應(yīng)加上DL跳閘時間。根據(jù)運行經(jīng)驗，采用1”左右。2、兩側(cè)電源線路的三相重合閘：除上述要求，還須考慮時間配合，按最不利情況考慮：本側(cè)先跳，對側(cè)后跳。自動重合閘與繼電保護的配合保護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（簡稱“前加速”）L1、L2、L3上任一點故障，保護1速斷動，跳1DL（無選擇性動作）——>ZCH動作——>若成功，恢復(fù)正常供電；若不成功，按選擇性動作。優(yōu)點：快速切出故障，設(shè)備少。缺點：永久性故障，再次切除故障的時間可能很長；裝ZCH的DL動作次數(shù)多，若DL拒動，將擴大停電范圍。主要用于35KV以下的網(wǎng)絡(luò)。重合閘后加速保護重合閘后加速保護（簡稱“后加速”）每條線路上均裝有選擇性的保護和ZCH。第一次故障時，保護按有選擇性的方式動作跳閘，若是永久性故障，重合后則加速保護動作，切除故障。第一次短路時，保護1II段動，ZCH重合，之后保護1瞬時動作。優(yōu)點：第一次跳閘時有選擇性的，再次切除故障的時間加快，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性。缺點：第一次動作時間可能帶有延時。應(yīng)用于35KV以上的高壓網(wǎng)絡(luò)中。單相自動重合閘220KV~500KV系統(tǒng)中，由于線間距離大，經(jīng)驗表明，絕大多數(shù)故障為單相接地故障（大于80%）。此時，若只跳開故障相，其余兩相仍繼續(xù)運行，可提高供電的可靠性和系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，還可減少相間故障的發(fā)生。

（1）單相自動重合閘—>保護動作，跳故障相—>單相重合：a)若成功（瞬時性故障），恢復(fù)三相供電；b)若不成功（永久性故障）：允許非全相運行，再次跳故障相不重合；若不允許非全相運行，再次跳三相不重合。（2）若是相間短路，跳三相不重合。特點：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，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，使熄弧時間長，所以單相重合閘動作時間一般應(yīng)比三相重合閘的動作時間長。3、應(yīng)考慮非全相運行狀態(tài)的影響；此時將出現(xiàn)負序和零序分量的電流和電壓，其影響：（1）I2對發(fā)電機的影響：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)出偶次電動勢，與基波疊加，有可能產(chǎn)生危險的高電壓，允許長期非全相運行的系統(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產(chǎn)生影響。（3）非全相運行狀態(tài)對繼電保護的影響：保護性能變壞，甚至不能正確動作。對會誤動的保護采取閉鎖措施等。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)校驗各種復(fù)故障條件下的阻抗元件動作行為(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.單相重合閘與保護的