變電站第四章第二講

第四章輸電線路的保護(hù)與監(jiān)控&2輸電線路繼電保護(hù)&2.1輸電線路的電流保護(hù)和方向電流保護(hù)&2.2輸電線路的零序方向電流保護(hù)&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)2023/2/62&2.2輸電線路的零序方向電流保護(hù)零序電流方向保護(hù)是反映中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的線路發(fā)生接地故障時(shí)零序電流分量大小和方向的多段式電流方向保護(hù)。零序Ⅲ段零序Ⅱ段零序Ⅰ段&2.2.1保護(hù)電流元件配置及整定原則2023/2/63動(dòng)作時(shí)限一

零序電流速斷保護(hù)(零序Ⅰ段)無時(shí)限零序電流速斷保護(hù)工作原理與無時(shí)限電流速斷保護(hù)相似，靠整定零序電流的大小來獲得選擇性。整定原則：躲過下一條線路出口處單相接地或兩相接地時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流，即的求?。汗收宵c(diǎn)：本線路末端故障類型：兩相接地和單相接地按最大運(yùn)行方式考慮，即系統(tǒng)的零序等值阻抗值最小&2.2輸電線路的零序方向電流保護(hù)&2.2.1保護(hù)電流元件配置及整定原則2023/2/64二

零序電流限時(shí)速斷保護(hù)（零序Ⅱ段）

整定原則：啟動(dòng)電流：與相鄰線路的零序電流Ⅰ段配合動(dòng)作時(shí)限：比下一條線路零序電流Ⅰ段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)時(shí)限級(jí)差&2.2輸電線路的零序方向電流保護(hù)&2.2.1保護(hù)電流元件配置及整定原則2023/2/65三

零序過電流保護(hù)(零序Ⅲ段)

作用:用于本線路接地故障的近后備保護(hù)和相鄰元件(線路、母線、變壓器)接地故障的遠(yuǎn)后備保護(hù)在本線路零序電流I、II段保護(hù)和相鄰元件的零序保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，依靠它來切除故障&2.2輸電線路的零序方向電流保護(hù)&2.2.1保護(hù)電流元件配置及整定原則2023/2/66整定原則躲開下一條線路出口處相間短路所出現(xiàn)的最大不平衡電流與下一條線路的零序Ⅲ段保護(hù)相配合，即本保護(hù)零序Ⅲ段的保護(hù)范圍相鄰線路上零序Ⅲ段保護(hù)的保護(hù)范圍取二者最大值2023/2/67返回三

零序過電流保護(hù)(零序Ⅲ段)

&2.2輸電線路的零序方向電流保護(hù)&2.2.1保護(hù)電流元件配置及整定原則&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)距離保護(hù)是反應(yīng)保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)的距離，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)限的保護(hù)裝置。距離保護(hù)實(shí)際上是測量保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)之間的阻抗大小，有時(shí)又稱為阻抗保護(hù)

當(dāng)故障點(diǎn)在保護(hù)范圍以內(nèi)時(shí)，時(shí)保護(hù)動(dòng)作當(dāng)故障點(diǎn)在保護(hù)范圍以外時(shí)，時(shí)保護(hù)不動(dòng)作&2.3.1距離保護(hù)的構(gòu)成距離保護(hù)Ⅰ段距離保護(hù)Ⅱ段距離保護(hù)Ⅲ段2023/2/68距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限31ABC2&2.3.1距離保護(hù)的構(gòu)成2023/2/69&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)距離保護(hù)Ⅰ段距離保護(hù)Ⅰ段為瞬時(shí)動(dòng)作，其動(dòng)作時(shí)限僅為保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間保護(hù)范圍不能延伸到下一條線路中去，為本線路的80～85%可靠系數(shù)

取KK=0.8～0.85時(shí)，主要考慮了如下因素的相對(duì)誤差：

1）TA的誤差；

2）參數(shù)測量誤差；

3）計(jì)算誤差；

4）裝置測量誤差；&2.3.1距離保護(hù)的構(gòu)成2023/2/610&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)距離保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作時(shí)限和整定值與相鄰下一條線路的保護(hù)Ⅰ段相配合保護(hù)范圍為本線路全長及下一條線路的一部分，但不能超過下一條線路的保護(hù)Ⅰ段保護(hù)Ⅱ段的動(dòng)作時(shí)限要在下一條線路的保護(hù)Ⅰ段基礎(chǔ)上延時(shí)0.5s距離保護(hù)Ⅲ段為本線路的近后備保護(hù)和下一條線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)整定阻抗是按躲過最小負(fù)載阻抗來整定動(dòng)作時(shí)限按階梯原則進(jìn)行整定&2.3.1距離保護(hù)的構(gòu)成2023/2/611距離保護(hù)主要由啟動(dòng)元件、測量元件、震蕩閉鎖元件、電壓回路斷線閉鎖元件和邏輯回路等構(gòu)成&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)&2.3.2階段式距離保護(hù)的主要元件2023/2/612啟動(dòng)元件當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生故障時(shí)，啟動(dòng)元件瞬間啟動(dòng)保護(hù)裝置，再通過測量元件來確定故障點(diǎn)位置距離元件作用：用來測量保護(hù)裝置安裝處到故障點(diǎn)之間的距離，并判別短路故障的方向時(shí)間元件作用：建立距離保護(hù)Ⅱ段和Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)限，以獲得其所需要的動(dòng)作時(shí)限特性&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)&2.3.2階段式距離保護(hù)的主要元件2023/2/613電壓回路斷線閉鎖元件當(dāng)電壓二次回路發(fā)生斷線時(shí)，閉鎖距離保護(hù)，以防止保護(hù)誤動(dòng)震蕩閉鎖元件當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行或震蕩時(shí)，震蕩閉鎖元件將保護(hù)閉鎖；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，震蕩閉鎖元件打開閉鎖。&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)&2.3.2階段式距離保護(hù)的主要元件2023/2/614啟動(dòng)元件的作用啟動(dòng)測量元件閉鎖作用（振蕩）對(duì)啟動(dòng)元件的要求啟動(dòng)元件要能夠靈敏、可靠的反映各種類型的故障在故障切除后應(yīng)盡快返回在系統(tǒng)正常運(yùn)行和發(fā)生異常情況時(shí)，啟動(dòng)元件均不反應(yīng)&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)&2.3.3距離保護(hù)的啟動(dòng)2023/2/6151、故障相別判斷原理——故障選相判別接地短路（單相接地或兩相接地）相間故障（兩相短路或三相短路）2、阻抗與故障距離測量原理阻抗繼電器采用多邊形阻抗繼電器阻抗計(jì)算：解微分方程法配合低通數(shù)字濾波偏移特性：判別短路方向&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)&2.3.4故障處理程序2023/2/616多邊形特性阻抗元件第二象限動(dòng)作區(qū)的判別式

第一象限動(dòng)作區(qū)的判別式

第四象限動(dòng)作區(qū)的判別式

&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)&2.3.4故障處理程序2023/2/617NYZm在矩形內(nèi)Zm在第四象限Zm在第二象限Zm在第一象限Rm>0Xm>0Rm>0Xm<0Rm<0Xm>0Rm<0Xm<0Rm、XmZm在第三象限動(dòng)作區(qū)內(nèi)部動(dòng)作區(qū)外部動(dòng)作區(qū)內(nèi)部YYYYYYYNNNNNNN2023/2/6181、系統(tǒng)振蕩與斷路故障的區(qū)別&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)&2.3.5微機(jī)距離保護(hù)的振蕩閉鎖問題故障切除太慢、遭受較大沖擊系統(tǒng)振蕩恢復(fù)正常運(yùn)行若干周期若振蕩時(shí)發(fā)生短路故障，如何可靠切除故障？系統(tǒng)振蕩時(shí)感受阻抗不斷變化；短路時(shí)感受阻抗有突變。系統(tǒng)振蕩與短路的區(qū)別:系統(tǒng)振蕩時(shí)，往往是三相全振蕩，三相依然完全對(duì)稱，不會(huì)出現(xiàn)負(fù)序分量和零序分量系統(tǒng)振蕩時(shí)，電壓和電流的有效值隨功角發(fā)生周期性平滑變化，變化速度不快系統(tǒng)震蕩時(shí)，各點(diǎn)電壓和電流的相位差隨震蕩角不同而變化在震蕩中心及其附近，電壓變化最為劇烈2023/2/6191、系統(tǒng)振蕩與斷路故障的區(qū)別距離保護(hù)在振蕩閉鎖期間又發(fā)生短路故障的判據(jù)：感受阻抗的模值突變量；以后持續(xù)0.2s內(nèi)感受阻抗的電阻分量基本不變；突變后阻抗值在Ⅰ段保護(hù)范圍內(nèi)；2、振蕩停息判據(jù)：以下三類元件持續(xù)4.5s均不動(dòng)作：六中相別的Ⅲ段阻抗元件；按靜穩(wěn)破壞整定的相電流元件；按輔助零序電流整定的零序電流元件；&2.3輸電線路微機(jī)距離保護(hù)&2.3.5微機(jī)距離保護(hù)的振蕩閉鎖問題2023/2/620&3輸電線路的自動(dòng)重合閘問題&3.1輸電線路自動(dòng)重合閘的作用&3.2對(duì)輸電線路自動(dòng)重合閘裝置的基本要求&3.3三相一次自動(dòng)重合閘工作原理&3.4雙側(cè)電源線路的三相自動(dòng)重合閘&3.5自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合&3.6輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘&3.7輸電線路重合閘方式的選定2023/2/621瞬時(shí)性故障：MN12k永久性故障：絕緣子表面閃絡(luò)（雷電）短時(shí)碰線（大風(fēng)）鳥類（或樹枝）放電。（60－90％）倒桿、斷線、絕緣子擊穿（10％）輸電線路瞬時(shí)性故障（占90%）發(fā)生后，線路繼電保護(hù)動(dòng)作、斷路器迅速跳閘，待故障點(diǎn)斷電后可自行消除故障并需要重合斷路器可恢復(fù)供電。&3.1輸電線路自動(dòng)重合閘的作用2023/2/622&3.1輸電線路自動(dòng)重合閘的作用2023/2/623自動(dòng)重合閘裝置Auto-ReclosingARCARC的主要作用：提高供電可靠性，減少線路停電次數(shù)（單側(cè)電源供電）；提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性，提高輸電線路的傳輸容量；可糾正斷路器本身機(jī)構(gòu)不良、繼電保護(hù)誤動(dòng)作以及誤碰引起的誤跳閘；自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)相配合，在很多情況下可以加速切除故障。自動(dòng)重合閘（ARC）裝置：將因故障跳開后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。&3.1輸電線路自動(dòng)重合閘的作用2023/2/624重合閘不成功概念：發(fā)生永久性故障情況下，重合后斷路器重新跳開，ARC裝置不再動(dòng)作。重合閘的不利影響：當(dāng)重合于永久性故障上時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生一些不利影響：（1）使系統(tǒng)再一次受到短路故障的沖擊；（2）使斷路器的工作條件變壞。&3.1輸電線路自動(dòng)重合閘的作用2023/2/625衡量自動(dòng)重合閘的兩個(gè)指標(biāo)：70%~90%自動(dòng)重合閘的分類：（1）按作用于斷路器的方式

a、三相重合閘：同時(shí)重合三相單相故障時(shí)，重合三相相間故障時(shí)，重合三相

b、單相重合閘：只重合一相單相故障時(shí)，重合單相相間故障時(shí)，不重合

c、綜合重合閘：單相故障時(shí)，保護(hù)跳開單相，重合單相相間故障時(shí)，保護(hù)跳開三相，重合三相2023/2/626&3.1輸電線路自動(dòng)重合閘的作用自動(dòng)重合閘的分類：（2）按運(yùn)行的線路結(jié)構(gòu)

a、單側(cè)電源線路自動(dòng)重合閘：不存在非同步重合的問題

b、雙側(cè)電源線路自動(dòng)重合閘：需要考慮：①兩側(cè)斷路器重合時(shí)間配合問題②同期問題（3）按重合閘次數(shù)

a、一次重合閘：只重合一次

b、兩次重合閘：重合兩次2023/2/627&3.1輸電線路自動(dòng)重合閘的作用4.不允許任意多次重合，即動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。1.動(dòng)作迅速,t=tu+tz。，一般0.5s-1.5s。tu:故障點(diǎn)去游離;tz:斷路器消弧室及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。5.自動(dòng)重合閘應(yīng)能自動(dòng)閉鎖。2.手動(dòng)操作時(shí)不應(yīng)重合（手動(dòng)操作或遙控操作）。

手動(dòng)合閘于故障線路不重合（多屬于永久性故障）。7.應(yīng)能和繼電保護(hù)配合，在重合閘前或后加速保護(hù)動(dòng)作。斷路器不正常狀態(tài)時(shí)不重合（多屬于永久性故障）。6.動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動(dòng)作。&3.2對(duì)輸電線路自動(dòng)重合閘裝置的基本要求3.優(yōu)先采用不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式，也可采用保護(hù)啟動(dòng)方式。8.雙側(cè)電源重合閘應(yīng)考慮電源同步問題。2023/2/628&3.3三相一次自動(dòng)重合閘工作原理&3.3.2三相一次自動(dòng)重合閘的軟件實(shí)現(xiàn)（一）計(jì)數(shù)器說明計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)滿20s？假設(shè)為固定值重合閘依據(jù)“充電”計(jì)數(shù)器2023/2/629&3.3三相一次自動(dòng)重合閘工作原理&3.3.2三相一次自動(dòng)重合閘的軟件實(shí)現(xiàn)（二）三相一次重合閘程序流程圖2023/2/630&3.3三相一次自動(dòng)重合閘工作原理&3.3.2三相一次自動(dòng)重合閘的軟件實(shí)現(xiàn)（三）軟件實(shí)現(xiàn)分析1、重合閘充電（準(zhǔn)備動(dòng)作）ARC動(dòng)作時(shí)間間隔一般取15~25s；實(shí)現(xiàn)：非數(shù)字式重合閘——電容器數(shù)字式重合閘——計(jì)數(shù)器重合閘充電條件：重合閘投入運(yùn)行處于正常工作狀態(tài)——保護(hù)裝置未啟動(dòng)；重合閘未啟動(dòng)、斷路器合閘、跳閘位置繼電器未動(dòng)作；重合閘未啟動(dòng)，斷路器正常狀態(tài)下氣壓或油壓正常；沒有閉鎖重合閘的輸入信號(hào)；重合閘未啟動(dòng)，沒有TV斷線失壓信號(hào)；2023/2/631&3.3三相一次自動(dòng)重合閘工作原理&3.3.2三相一次自動(dòng)重合閘的軟件實(shí)現(xiàn)（三）軟件實(shí)現(xiàn)分析2、重合閘的啟動(dòng)方式不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)控制開關(guān)與斷路器位置不對(duì)應(yīng)可糾正斷路器“偷跳”觸點(diǎn)異常時(shí)會(huì)失效保護(hù)啟動(dòng)用線路保護(hù)跳閘出口觸點(diǎn)啟動(dòng)重合閘可糾正繼電保護(hù)誤動(dòng)作引起的誤跳閘不能糾正斷路器“偷跳”重合閘啟動(dòng)2023/2/632&3.3三相一次自動(dòng)重合閘工作原理&3.3.2三相一次自動(dòng)重合閘的軟件實(shí)現(xiàn)（三）軟件實(shí)現(xiàn)分析3、重合閘的計(jì)時(shí)2023/2/633瞬時(shí)性故障重合成功，“充電”計(jì)數(shù)器重新計(jì)時(shí)20s永久性故障在此跳開并重合“充電”計(jì)數(shù)器未滿20s，禁止重合&3.3三相一次自動(dòng)重合閘工作原理&3.3.2三相一次自動(dòng)重合閘的軟件實(shí)現(xiàn)（三）軟件實(shí)現(xiàn)分析4、自動(dòng)重合閘的閉鎖手動(dòng)跳閘或通過遙控裝置跳閘；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、過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作跳閘、母線保護(hù)動(dòng)作跳閘；選擇檢無壓或檢同步工作時(shí)，母線TV、線路側(cè)TV二次回路斷線失壓；檢線路無壓或檢同步不成功；斷路器液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的氣壓降低，或斷路器彈簧未儲(chǔ)能；斷路器控制回路發(fā)生斷線；重合閘停用斷路器跳閘2023/2/634

一、兩端均有電源的輸電線路采用自動(dòng)重合閘裝置時(shí)，應(yīng)考慮的兩個(gè)問題：

(l）故障點(diǎn)的斷電時(shí)間問題

(2）同步問題

&3.4雙側(cè)電源線路的三相自動(dòng)重合閘2023/2/635

由于線路兩側(cè)的繼電保護(hù)，在輸電線路上發(fā)生故障時(shí)，可能以不同的時(shí)限斷開兩側(cè)斷路器。這時(shí)重合閘應(yīng)加較長的延時(shí)。在某些情況下，當(dāng)線路斷路器斷開之后，線路兩側(cè)電源之間的電勢角擺開，有可能失去同步。這時(shí)，后合閘一側(cè)的斷路器在進(jìn)行重合閘時(shí)，應(yīng)考慮是否同步的問題，以及是否允許非同步合閘的問題。2023/2/636三相快速非同步檢查+自動(dòng)解列檢查同期&3.4雙側(cè)電源線路的三相自動(dòng)重合閘

二、在我國的電力系統(tǒng)中，在兩端電源線路上采用三相一次重合閘主要幾種方式：&3.4.1三相快速自動(dòng)重合閘

所謂重合閘，就是當(dāng)輸電線路上發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)很快使線路兩側(cè)的斷路器斷開并緊接著進(jìn)行重合?？焖僦睾祥l方式的最大特點(diǎn)是快速。（0.5~0.6s）采用快速自動(dòng)重合閘方式必須具有下列一些條件：

①線路兩側(cè)的斷路器都裝有能瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)整條線路的繼電保護(hù)裝置，如高頻閉鎖距離保護(hù)等；

②線路兩端必須采用可以進(jìn)行快速重合閘的斷路器，如快速空氣斷路器；

③在兩側(cè)斷路器重新合閘的瞬間，輸電線路上所出現(xiàn)的沖擊電流對(duì)電力系統(tǒng)各元件的沖擊均未超過其允許值。2023/2/637&3.4雙側(cè)電源線路的三相自動(dòng)重合閘快速、不失步&3.4.2非同步自動(dòng)重合閘

非同步自動(dòng)重合就是采取不考慮系統(tǒng)是否同步而進(jìn)行自動(dòng)重合閘的方式。當(dāng)線路斷路器斷開后，即使兩側(cè)電源已失去同步，也自動(dòng)重新合上斷路器并期待由系統(tǒng)自動(dòng)拉入同步。在電力系統(tǒng)中，當(dāng)沒有快速動(dòng)作的繼電保護(hù)和快速動(dòng)作的斷路器時(shí)，可以考慮采用非同期重合閘方式。采用非周期重合閘方式時(shí)，系統(tǒng)中的元件都將受到?jīng)_擊電流的考驗(yàn)，也可能引起系統(tǒng)振蕩。2023/2/6383.4雙側(cè)電源線路的三相自動(dòng)重合閘

輸電線路的沖擊電流，可根據(jù)兩側(cè)電勢可能擺開的最大角度δ來計(jì)算。當(dāng)兩側(cè)電源電勢絕對(duì)值相等時(shí)，則有：式中：Z∑——系統(tǒng)的總阻抗；

δ——考慮最嚴(yán)重情況時(shí)δ=180°;

E——發(fā)電機(jī)電勢，對(duì)所有同步電機(jī)的電勢，E取

1.05UN。

2023/2/639a.對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)B.對(duì)于有縱橫阻尼回路的水輪發(fā)電機(jī)c.對(duì)無阻尼回路或阻尼回路不全的水輪發(fā)電機(jī)d.對(duì)同步調(diào)相機(jī)e.對(duì)電力變壓器式中：I——通過發(fā)電機(jī)、變壓器的最大沖擊電流的周期分量；

IN——各元件的額定電流；

——發(fā)電機(jī)的縱軸次暫態(tài)電抗標(biāo)么值；

——發(fā)電機(jī)縱軸暫態(tài)電抗標(biāo)么值；

——電力變壓器短路電壓的百分值

按規(guī)定，由式（6.1）計(jì)算得出的沖擊電流不應(yīng)超過下列規(guī)定數(shù)值：2023/2/6403.4雙側(cè)電源線路的三相自動(dòng)重合閘2023/2/641&3.4.3檢查另一回路電流的重合閘和自動(dòng)解列重合閘方式

在沒有其他旁路聯(lián)系的雙回線上，當(dāng)不能采用非同步重合閘時(shí)，可采用檢查另一回路上有電流的重合閘；在兩側(cè)電源的單回線上，當(dāng)不能采用非同步重合閘時(shí)，一般可采用解列重合閘方式。&3.4.4檢查同期重合閘方式

當(dāng)在兩側(cè)電源的線路上既沒有條件實(shí)現(xiàn)快速重合閘，又不可能采用非同期重合閘時(shí)，應(yīng)該采用檢查同期重合閘。

檢查同期重合閘的特點(diǎn)：當(dāng)線路短路，兩側(cè)斷路器跳開后，先讓一側(cè)的斷路器合上（檢定線路無電壓），另一側(cè)斷路器在重合時(shí)，應(yīng)進(jìn)行同步條件的檢查，只有在斷路器兩側(cè)電源滿足同步條件時(shí)，才允許進(jìn)行重合。這種重合閘方式不會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，合閘后也能很快拉入同步。這種檢查同期的重合閘方式，是在單端供電線路重合閘接線的基礎(chǔ)上增加附加條件來實(shí)現(xiàn)的。線路兩側(cè)均需裝設(shè)電壓互感器或電壓抽取裝置。

2023/2/642※

檢無壓側(cè)與檢同步側(cè)工作方式應(yīng)定時(shí)輪換。重合不成功時(shí)，檢無壓側(cè)斷路器將兩次切斷短路電流。原理：兩側(cè)斷路器被保護(hù)跳開后，檢無壓側(cè)先重合斷路器，接通一側(cè)電源，另一側(cè)檢同步后重合。※

檢無壓側(cè)應(yīng)同時(shí)投入同步檢定（防止QF、保護(hù)誤跳）,

檢同步側(cè)不能同時(shí)投入無壓檢定。2023/2/643

1、檢查同步繼電器的作用檢查同步繼電器是實(shí)現(xiàn)檢查同期重合閘方式的一個(gè)很重要的元件。檢查兩側(cè)電源滿足同步條件，實(shí)質(zhì)上就是要求兩側(cè)電源的電壓差，頻率差和相位差都在一定的允許范圍內(nèi)才允許重合閘。當(dāng)其中一個(gè)條件不滿足時(shí)，則不允許重合閘。這個(gè)任務(wù)是由檢查同步繼電器來完成的。三、檢查同步繼電器

2、檢查同步繼電器的結(jié)構(gòu)接線檢查同步繼電器可用一種有兩個(gè)電壓線圈的電磁型電壓繼電器來實(shí)現(xiàn)，其內(nèi)部接線如圖所示。它的兩組線圈分別經(jīng)電壓互感器接入母線電壓UB和線路電壓UL，兩組線圈在鐵芯中所產(chǎn)生的磁通ΦB、ΦL也方向相反。因此，鐵芯中的總磁通Φ∑為兩電壓所產(chǎn)生的磁通之差，也就是反映兩側(cè)電源的電壓差△U。2023/2/644檢查同步繼電器TJJ的內(nèi)部接線圖2023/2/645圖4.8加于同步檢查繼電器上的電壓△U與幅值和相位的關(guān)系（a)幅值不等但同相位；

(b)不同相位，但幅值相等

3、的大小與相位（或頻率）的關(guān)系：可見，將隨著δ（角頻率ωS）的增大而增大。2023/2/646

自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)配合的方式主要有兩種：即自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作和自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作。&3.5自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合(l）自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作(簡稱為“前加速”)

原理說明:

圖中每一條線路上均裝有過流保護(hù)，當(dāng)其動(dòng)作時(shí)限按階梯形選擇時(shí)，斷路器1DL處的繼電保護(hù)時(shí)限最長。為了加速切除故障，在1DL處可采用自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作方式。即在1DL處不僅有過流保護(hù)，還裝設(shè)有能保護(hù)到L3的電流速斷保護(hù)和自動(dòng)重合閘裝置ZCH。這時(shí)，不論是在線路L1、L2或L3發(fā)生故障，1DL處的電流速斷保護(hù)都無延時(shí)地?cái)嚅_斷路器1DL，然后自動(dòng)重合閘裝置將斷路器重合一次。如果是暫時(shí)性故障，則重合成功，恢復(fù)正常供電；如果是永久性故障，則在1DL重合之后，過流保護(hù)將按時(shí)限有選擇地將相應(yīng)的斷路器跳開。即當(dāng)k3點(diǎn)故障時(shí)，由3DL的保護(hù)跳開3DL，若3DL保護(hù)拒動(dòng)，則由ZDL保護(hù)跳開斷路器ZDL。2023/2/647重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作原理說明圖重合閘前加速保護(hù)的動(dòng)作的接點(diǎn)電路2023/2/648

自動(dòng)重合閘“前加速”保護(hù)方法動(dòng)作過程:

自動(dòng)重合閘“前加速”保護(hù)方法的實(shí)現(xiàn),是將重合閘裝置中加速繼電器JSJ的常閉接點(diǎn)串聯(lián)接于電流速斷保護(hù)跳閘出口回路中（如圖所示）。當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，電流速斷保護(hù)的電流繼電器LJ的接點(diǎn)瞬時(shí)閉合，正電源經(jīng)加速繼電器的常閉接點(diǎn)JSJ啟動(dòng)TQ而跳閘。隨后，自動(dòng)重合閘裝置啟動(dòng)，當(dāng)ZCH的中間繼電器ZJ動(dòng)作，常開接點(diǎn)ZJ1～ZJ3閉合而發(fā)出合閘脈沖時(shí)，其中的一對(duì)常開接點(diǎn)ZJ3

也同時(shí)啟動(dòng)加速繼電器JSJ，使JSJ的常閉接點(diǎn)打開。如果重合于永久性故障，則電流速斷保護(hù)的電流繼電器LJ雖啟動(dòng)，但不能經(jīng)JSJ的常閉接點(diǎn)去瞬時(shí)跳閘，而是要等過流保護(hù)的延時(shí)接點(diǎn)2SJ閉合后，才能去跳閘.這樣，在重合閘后，保護(hù)就帶時(shí)限跳閘。2023/2/649

采用“前加速”方式的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):能快速地切除故障，使暫時(shí)性故障來不及發(fā)展成為永久性故障，而且設(shè)備少，只須一套ZCH裝置。

缺點(diǎn):重合于永久性故障時(shí)，再次切除故障的時(shí)間可能很長，裝有重合閘裝置的斷路器的動(dòng)作次數(shù)很多，若此斷路器或重合閘拒動(dòng)，則停電的范圍將擴(kuò)大，甚至在最末一級(jí)線路上故障，也可能造成全部停電。因此，實(shí)際上“前加速”方式主要用于35kV以下的網(wǎng)絡(luò)。2023/2/650(2）重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作(簡稱為“后加速”)

原理說明:

這種方式就是第一次故障時(shí)，保護(hù)按有選擇性的方式動(dòng)作跳閘。如果重合于永久性故障，則加速保護(hù)動(dòng)作，瞬時(shí)切除故障。采用“后加速”方式時(shí)，必須在每條線路上都裝設(shè)有選擇性保護(hù)和自動(dòng)重合閘裝置。當(dāng)任一線路上發(fā)生故障時(shí)，首先由故障線的選擇性保護(hù)動(dòng)作將故障切除，然后由故障線路的ZCH進(jìn)行重合，同時(shí)將選擇性保護(hù)的延時(shí)部分退出工作。如果是暫時(shí)性故障，則重合成功，恢復(fù)正常供電；如果是永久性故障，故障線的保護(hù)便瞬時(shí)將故障再次切除。2023/2/651圖6.10重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作的原理說明圖圖6.11重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作的接點(diǎn)電路2023/2/652

重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作過程:ZCH加速繼電器的常開接點(diǎn)JsJ，與保護(hù)的瞬時(shí)接點(diǎn)LJ串聯(lián)，而加速繼電器的常閉接點(diǎn)JSJ2與保護(hù)的延2SJ串聯(lián)。當(dāng)故障時(shí)，LJ雖然動(dòng)作，但JSJ1是斷開的，不能瞬時(shí)跳閘；只有當(dāng)按照選擇性原則動(dòng)作的保護(hù)接點(diǎn)2SJ閉合時(shí)，才能接通TQ，使斷路器跳閘隨后，ZCH動(dòng)作，發(fā)出合閘脈沖，并啟動(dòng)加速繼電器JSJ，使常開接點(diǎn)JSJ1閉合，常閉接點(diǎn)JSJ2打開。若重合在永久性故障上，則LJ將瞬時(shí)再次動(dòng)作，這時(shí)，因JSJ1已閉合，故能立即形成TQ的通路，無須等待延時(shí)，而立即使斷路器跳閘?！昂蠹铀佟币部刹捎肑SJ1短接2SJ的延時(shí)接點(diǎn)的方法來實(shí)現(xiàn)。2023/2/653

采用“后加速”保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

第一次跳閘是有選擇性的動(dòng)作，不會(huì)擴(kuò)大事故。在重要的高壓網(wǎng)絡(luò)中，一般都不允許保護(hù)無選擇性地動(dòng)作，應(yīng)用這一方式尤其適合；使再次斷開永久性故障的時(shí)間加快，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

主要缺點(diǎn)：第一次故障可能帶時(shí)限，當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)，而由后備保護(hù)來跳閘時(shí)，時(shí)間可能比較長。2023/2/654&3.6綜合自動(dòng)重合閘

單相重合閘的概念：所謂“單相重合閘”，就是指線路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作只跳開故障相的斷路器，然后進(jìn)行單相重合。如果故障是暫時(shí)性的，則重合閘后，便恢復(fù)三相供電，如果故障是永久性的，而系統(tǒng)又不允許長期非全相運(yùn)行時(shí)，則重合后，保護(hù)動(dòng)作跳開三相斷路器，不再進(jìn)行重合。能夠采用單相重合閘的線路其必要條件是斷路器必須能分相操作。

當(dāng)采用單相重合閘時(shí)，如果發(fā)生相間短路，一般都跳開三相斷路器，并不進(jìn)行三相重合閘；如果因任何其他原因斷開三相斷路器時(shí)，也不進(jìn)行重合閘。

3.6.1概述2023/2/655

綜合重合閘的概念：綜合考慮單相重合閘和三相重合閘方式的裝置稱為綜合重合閘裝置。即實(shí)際在線路上設(shè)計(jì)重合閘裝置時(shí)，單相重合閘和三相重合閘都是綜合在一起進(jìn)行考慮的。即當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，采用單相重合閘方式；當(dāng)發(fā)生相間短路時(shí)，采用三相重合閘方式。

綜合重合閘的運(yùn)行方式：

由于綜合重合閘裝置經(jīng)過轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換，一般都具有單相重合閘，三相重合閘，綜合重合閘和直跳（即線路上發(fā)生任何類型的故障，保護(hù)可通過重合閘裝置的出口，斷開三相，不進(jìn)行重合閘）等四種運(yùn)行方式。在220kV及以上的高壓電力系統(tǒng)中，綜合重合閘得到廣泛應(yīng)用。2023/2/6563.6.2單相自動(dòng)重合閘的特點(diǎn)

(l）需要裝設(shè)故障判別元件和故障選相元件

采用一般三相重合閘裝置時(shí)，線路的故障直接由繼電保護(hù)作用于斷路器的跳閘機(jī)構(gòu)使三相斷路器跳開。然后，重合閘裝置進(jìn)行三相重合，其任務(wù)比較單一。而采用綜合重合閘時(shí)，要求單相接地短路只跳開故障相斷路器，并進(jìn)行單相重合；相間故障時(shí)，應(yīng)跳開三相斷路器，并進(jìn)行三相重合。這樣，在線路故障時(shí)，除了首先要求判斷是區(qū)內(nèi)還是區(qū)外故障外，還必須判別應(yīng)跳三相還是跳單相，當(dāng)確定應(yīng)跳單相后，還要進(jìn)一步判別應(yīng)該跳哪一相。因此，綜合重合閘的任務(wù)是較為復(fù)雜的。通常繼電保護(hù)裝置只判斷故障的范圍，決定該不該跳閘，而決定跳三相還是跳單相，以及確定應(yīng)跳哪一相斷路器，是由重合閘裝置內(nèi)的故障判別元件（簡稱判別元件）和故障選相的元件（簡稱選相元件）來完成的。由于某些線路保護(hù)（例如相差高頻保護(hù)）在單相接地故障時(shí)也動(dòng)作跳三相，如果綜合重合閘內(nèi)不裝判別元件，就會(huì)出現(xiàn)單相短路跳三相的后果。2023/2/657圖6.12選相元件和判別元件的邏輯圖2023/2/658

故障判別元件的構(gòu)成及工作原理我國采用的故障判別元件一般是由零序電流繼電器或零序電壓繼電器構(gòu)成。線路內(nèi)部相間短路時(shí)，零序繼電器不動(dòng)作，繼電保護(hù)直接跳三相斷路器。接地短路時(shí)，零序繼電器動(dòng)作，繼電保護(hù)經(jīng)選相元件再次判別是單相接地還是兩相接地后，再?zèng)Q定是跳單相或跳三相。原理如圖所示。圖中1ZKJ～3ZKJ是三只反映接地短路的選相元件。Y0J是判別是否發(fā)生接地短路的零序電壓元件。相間短路時(shí)，Y0J不動(dòng)作，保護(hù)直跳三相。接地短路時(shí)，Y0J動(dòng)作閉鎖三相跳閘回路。如果只一個(gè)選相元件動(dòng)作，則說明發(fā)生單相接地短路，保護(hù)動(dòng)作只將該故障相跳開；如果有兩個(gè)選相元件動(dòng)作，則說明是兩相接地短路，保護(hù)應(yīng)將三相斷路器跳開。2023/2/659

選相元件的任務(wù)及基本要求：選相元件是實(shí)現(xiàn)單相重合閘的重要元件，其任務(wù)是在發(fā)生單相接地時(shí)選出故障相。對(duì)選相元件的基本要求是：

①線路單相接地故障時(shí)，故障相的選相元件應(yīng)可靠動(dòng)作，非故障相的選相元件應(yīng)可靠不動(dòng)作，即保證選擇性和可靠性。

②選相元件不應(yīng)影響主保護(hù)的性能，即對(duì)故障相末端發(fā)生的接地短路時(shí)，接于該相的選相元件應(yīng)比該線保護(hù)更靈敏。選相元件的動(dòng)作速度也要比保護(hù)更迅速，即保證足夠的靈敏度和速動(dòng)性。

③多相短路（包括兩相接地短路）時(shí)，應(yīng)可靠跳三相。

④選相元件拒動(dòng)時(shí)，應(yīng)經(jīng)延時(shí)跳三相。2023/2/660(2）應(yīng)考慮潛供電流的影響

當(dāng)線路故障相的兩側(cè)斷開后，由于非故障相與斷開相之間存在著通過電容和互感的聯(lián)系，雖然短路電流已被切斷，但故障點(diǎn)弧光通道中仍會(huì)有一定數(shù)值的電流流過，此電流即稱為潛供電流。

圖6.13潛供電流說明圖2023/2/661

由于潛供電流的存在，將維持故障點(diǎn)K點(diǎn)處的電弧，使之不易熄滅。當(dāng)潛供電流熄滅瞬間，斷開相的電壓立即上升。此電壓也由兩部分組成：一是A、B相電壓通過電容藕合過來，另一是A、B相負(fù)荷電流通過互感產(chǎn)生的互感電勢。由于這兩部分電壓的存在，故障相短路點(diǎn)的對(duì)地電壓可能升得較高，并使弧光復(fù)燃，因而再次出現(xiàn)弧光接地。此電壓為持續(xù)弧光的電壓，簡稱恢復(fù)電壓。

由于潛供電流和恢復(fù)電壓的影響，短路處的電弧不能很快熄滅?；」馔ǖ赖娜ビ坞x受到嚴(yán)重的阻礙。自動(dòng)重合閘只有在故障點(diǎn)電弧熄滅，絕緣強(qiáng)度恢復(fù)以后才有可能成功。因此，單相重合閘的動(dòng)作時(shí)間必須充分考慮它們的影響，否則，將造成單相重合閘的失敗。

潛供電流的大小與線路的參數(shù)有關(guān)。一般線路電壓越高，負(fù)荷電流越大，則潛供電流愈大，單相重合閘受到的影響也越大，單相重合閘的動(dòng)作時(shí)間也就隨之增長。為了保證單相重合閘有良好的效果，正確選擇單相重合閘的動(dòng)作時(shí)間是很重要的。此時(shí)間一般都應(yīng)比三相重合閘的