双侧电源送电线路自动重合闸的选择原则及选择方式.pdf

北京电力高等专科学校学报 B e ij i n g E l e c t r i c P o we r C o l le g e 电气工程研究与应用 固 双侧 电源送电线路 自动重合 闸的 选择原则及选择方式 史万才刘永军 平顶山工业职业技术学院 河南洛阳4 6 7 0 0 1 中国平顶山能源化工集团电务厂八矿变电所 河南平项山4 6 7 1 0 0 摘要 作者从 自动重合 闸的基本知识 出发 阐述了自动重合闸的装设要求和对 自动重合 闸的基本要求 最后阐明双侧电源送 电线路 自动重合闸的选择原则及选择 方式 关键词 双侧 自动重合闸 选择 中图分类号 T N 9 0 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 0 1 1 8 2 0 1 0 0 2 0 0 8 2 0 2 在电力系统故障中 架空线路故障大都是 瞬时性 的 此时 如果把断开 的断路器重新 合上 即可恢 复正 常供 电 此外 也可能发生 永久性故障 此时 再合上电源 故障依 然存在 线路将被继电保护再次断开 不能恢复正常供电 由于送电线路发生的故障具有以上特点 为此在电力系统 中采用 了断路器跳 闸之后 能够 自动地将 断路 器重新合 闸 的自动重合闸装置 A R C 提高送电线路工作的可靠性 由于设重合闸装置不能判断线路上是瞬时性故障还是 永久性故障 因此 在重合以后可能成功恢复供电 也可能 不成功 根据运行资料的统计 一次式重合闸的成功率一般 在 6 0 9 0 在微机保护中重合闸装置应用 自适应原理可 在重合之前先判断是瞬时性故障还是永久性故障 可以大 大提高重合闸的成功率 一 装设 自动重合闸的规定 1 3 K V及以上的架空线路和电缆也架空混合线路 在 其有断路器的条件下 如用电设备允许且无备用电源自动 投入时 应装设 自动重合 闸装置 2 旁路断路器和兼作旁路的母线联络断路器或分段断 路器 应装设自动重合闸装置 3 低压侧不带电源的降压变压器 可装设 自动重合闸 4 必要时 母线故障可采用母线自动重合闸装置 二 对 自动重合闸装置的基本要求 1 重合闸不应动作的情况 1 有值班人 员手动操 作或 通过遥控 装置将 断路器断 开时 2 手动投入断路器 由于线路上有故 障 而随即被继 电保护将其断开时 因为在这种情况下 故障是属于永久性 的 它可能是由于检修质量不合格 隐患未消除或者保安的 接地线忘记拆 除等原因所产生 因此再 重合一次也不可能 成功 3 除上述条什外 当断路器由继电保护动作或其他 原因而跳闸后 重合闸均应动作 使断路器重新合闸 2 重合闸的启动方式 为了能够满足第 l 项所提出的 要求 应优先采用由控制开关的位置与断路器位置不对应 的原则来起动重合闸 即当控制开关在合闸位置而断路器 实际上处于断开位置的情况下 使重合闸起动 这样就可以 保证不论是任何原因使断路器跳闸以后 都可以进行一次 重合 当用手动操作控制开关使断路器跳闸以后 控制开关 j 断路器的位置仍然足对应的 此 重合闸就不会起动 在某些情况下 如使用单相重合闸时 利用保护装 置来起动重合闸时 l由于保护装 置动作很快 u 能使重合 闸 82 来不及起动 因此 必须采用措施 如用 自保持 回路 记忆 回 路等 来保证重合闸能可靠动作 3 自动重合闸的动作次数 自动重合闸装置的动作次 数应符合预先的规定 如一次式重合闸就应该只动作一次 当重合于永久性故障而再次跳闸以后 就不应该再动作 对 二次式重合闸就应该能够动作两次 当第二次重合于永久 性故障而跳闸以后 它不应该再动作 4 自动重合闸的复归方式 自动重合闸在动作以后 应 该 自动复归 准备好下一次再动作 但对 1 0 K V及以下电压 的线路 如当地有值班人员时 为简化重合闸的实现 也可 以采 用手动复归的方式 采用手动复归的缺点是 当重合闸动作后 在值班人员 未及时复归以前 而又一次发生故障时 重合闸将拒动作 这在雷雨季节 雷害活动较多的地方尤其可能发生 5 重合闸与继电保护的配合 自动重合闸装黄应有可 能在重合 闸以前或重合 闸以后加速继 电保护 的动作 以便 更好 的和继电保护相配合 加速故障的切除 如用控制开关 手动合 闸并合于永 久性 故障时 也宜于采用加速继 电保护 动作 的措施 因为这种情况 与实现重合闸后7 J I I 速 的要求 是 完全一样的 当采用重合 闸后加速 保护时 如果合闸瞬间所产生 的 冲击 电流或断路器 三相 触头不同时合 闸所产生 的零序 电流 有可能引起继 电保护误 动作 时 J lj 应采取措施 如适应增加 一 延时 予 以防止 6 对双侧 电源线路上重 合闸的要求 在双侧 电源的线 路上实现重合闸时 应考虑合闸时两侧 电源 间的同步 问题 并满足所提出的相应要求 7 闭锁重合 闸 1 自动重合闸装 置应具有接受外来 闭锁信号的功能 2 当断路器处于不正常状态 例如操作机构中使用的 气压 液压降低等 而不允许实现重合闸时 应将 自动重合 闸装置闭锁 三 双侧电源送电线路自动重合闸的方式及选择原则 l 双侧电源送 电线 路重 合闸的特点 在双侧 电源送 电 线路上实现重合闸时 除应满足在前面提出的各项要求以 外 还必 须考虑如下的特点 1 当线路上发生故障时 两侧的保护装置可能以不同 的时 限动作于跳 闸 例如在一侧 为 1 段动作 另一侧 为 I 1 段 动作 此时为了保证故障点电弧的熄灭和绝缘 下转 8 4贞 北京电力高等专科学校学报 B e ij i n g E le c t r ic P o w e r C o l le g e 电 气工程研究与应用 固 所以 1 C U相 X C U相 x 1 0 E 0 一U 0 卜 式 巾 I C为单相接地 电容 电流 单相电容电流的检测也可以采用偏置电容法和中性点 外加电容法 在测试巾 可以选用几种不同容量的 c f 所加 的偏置电容 测出几组数据 利用移动平均值获得单相接地 电容电流 以减少测试中的误差 四 微机控制消弧装置 人工调谐的消弧线圈 因不能随着系统的运行实时调 整补偿量 这样就不能保证系统始终处于过补偿状态 甚至 导致系统谐振 并难以将故障发生时对地电流限制到最小 目前 电厂采用 的微机 自动跟 踪消弧装置并 配套 接地 自动选线环节 有效 地解 决了中性 点经消弧线 圈接 地方式 的系统长期难 以解决 的技术 问题 该装置 的 Z型结构接 地 变压器 具有零序阻抗小 损耗 低 并可带二次 负荷 其 可调 电抗器为无级连续可调铁芯仝气隙结构 具有调节特性好 线性度 高 噪声低等特点 装置采用消弧线圈 串电阻接地 方 式 以抑制消弧线圈导致谐振的问题 其微机控制单元是实 现自动跟踪检测 调节 选线的核心 系统的响应时间短 微 机控制消弧装置有过 补 欠补 最小残流三种方式 上接 8 2页 强度的恢复 以使重合闸有可能成功 线路两 侧的重合闸必须保证在两侧的断路器都跳闸以后 再进行 重合 2 当线路上发生故障跳闸以后 常常存在着重合闸时 两侧电源是否同步 以及是否允许非同步合闸的问题 因此 双侧电源送电线路上的重合闸 应根据电网的接线方 式和运行情况 在单侧电源重合闸的基础上 采取一些附加 的措施 以适应新的要求 2 双侧电源送电线路重合闸的主要方式 1 并列运行的发电厂或电力系统之间 在电气上有紧 密联系时 例如具有三个以上联系的线路或三个紧密联系 的线路 如图 l中电源 A和 C之间的联系 由于同时断开 所有联系的可能性几乎是不存 在的 囚此 当任一条线路断 开之 后又进行重合 闸时 都不会 出现非 同步合 闸的问题 在 这种情况下 可 以采用不检查 同步 的自动重合 闸 冒喜 仨 了 扣 苔 盲 下 l L j j 图 1分析重合闸使 图 2 具有同步和无压检定 用原则的网路 的重合闸接线示意图 U U 同步检定继电器 K S Y U 无压 检定继 电器 K V A R C 自动重合 装置 2 并列运行 的发电厂或 电力系统之间 在电气 上联系 较弱时 例如只有两 个联 系的线 路或三个弱联系 的线路 如 图 2中电源 A和 B之 问的关 系 则需要根据具体情况考虑 如下 1 当非 同步合 闸的最 大 冲击 电流超过 允许值 时 按 8 1 8 0 o 所有同步发电机的电势 E I 0 5 U N G计算 则不 允许非 同步合 闸 此时必须检定两 侧电源确实 同步之后 才 能进行合闸 为此可在线路的一侧采用检查线路无电压而 在另一侧采用检定 同步的重合 闸 如图 2 所示 2 当非同步合 闸的最 大 冲击 电流符合 要求 但从 系统 安全运行考虑 如对重要负荷的影响等 不宜采用非同步 重合闸时 可在正常运行方式下采用不检查同步的重合闸 而当出现其他联络线均断开而只有一回线路运行时 重合 闸停用 一避免发生非同步重合的情况 3 在没有其他旁路联系的双回线路上 如图 2所示 当 不能采用非同步重合闸时 可采用愉定另一回线路上有电 流的重合闸 冈为当另一回线路上有电流时 即表示两侧电 源仍保持联系 一般是 同步 的 因此可 以重合 采用 这利 重 8 4 合闸方式的优点是因为电流检定比同步检定简单 3 在双侧 电源的单回线路上 当不 能采用非 同步重合 闸时 可根据具体情 况采用下列重合闸方式 图 3双回线路 上采用 检查另一 回线路有 电流 图 4单 回线路上采用 的重合闸重合示 意图 解列重合闸示 意图 1 一般采用解列重合闸 如图4所示 正常时由系统向 小 乜源侧输送功率 当线路 如 K点 发生故障后 系统侧的 保护动作使线路断路器跳闸 小电源侧的保护动作则使解 列点跳闸 而不跳故障线路的断路器 小屯源与系统解列 后 其容量基本上与所带的重要负荷相平衡 这样就可以保 证地区重要负荷的连续供电并保证电能的质量 在两侧断 路器跳 闸后 系统侧 的重合 闸检查线路无 电压 在确定对侧 已跳 甲 后进行重合 如重合成功 则 由系统恢 复对地区非重 要负荷的供电 然后 再在解列点处实行同步并列 即可恢 复正常运行 如果重合不成 功 则 系统侧的保护再次动作跳 闸 地 区的非重要负荷将被迫 中断供电 解列点的选择原则应是 尽量使发电厂的容量与其所 带的负荷接近平衡 这是这种重合闸方式所必须考虑并加 以解决的问题 2 当上述各种方式的重合闸难以实现 而同步检定重 合 闸却有一定效果 时 例如 当两个 电源与两 侧所带的负荷 各 自接 近于平衡 因而 在单 回联络线 上 交 换的功率 较小 或者当线路断开以后 每个电源都有一定的备用容量可供 调节 则也可 以采用 同步检定和无电压检定 的重合闸 4 非同 步重合 闸 当符 合下列条 件且 认为有 必要时 可采用非同步重合闸 即在线路