大学生自动重合闸论文 输电线路中自动重合闸与继电保护的配合.doc

输电线路中自动重合闸与继电保护的配合 为提高供电的可靠性，输电线路中，自动重合闸与继电保护两者如何配合？如何实现？ 电力系统在运行中可能发生各类故障和不正常运行状态，这些可能在电力系统中引起各种事故。相比其他电气元件，输电线路是电力系统中最容易发生故障的一个环节，一旦故障发生，必须迅速而有选择性地切除故障线路段，使非故障段继续正常输电，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。实现这些功能就要靠继电保护装置。因此，我们应该了解继电保护装置的基本任务和基本要求。继电保护装置的基本任务就是:（1）当被保护的电气元件故障时，应该由继电保护装置迅速准确地给距离故障段最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从系统中退出，以最大限度地减少对电气元件本身的损坏，降低对系统安全供电的影响。（2）当被保护的电气元件出现不正常的运行状态时，继电保护应该能及时反应，并根据运行维护条件发出信号，以便值班人员进行调整。通过各种实践表明，电力系统对作用于动作跳闸的继电保护，在技术性能上必须要满足四个基本要求：可靠性，选择性，灵敏性以及速动性。其中，可靠性是指保护装置不拒动和不误动；选择性就是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，尽量缩小停电范围，以保证无故障区域能继续安全运行；而灵敏性则是指对于其保护范围内发生任何故障或异常运行状态的反应能力；最后的速动性是指保护装置允许的可能最快的速度动作让断路器断开。 然而，电力系统的运行经验表明，输电线路中的故障多为瞬时性故障，当然也有永久性故障。在线路被断开以后再合闸一次，就有可能恢复供电，提高供电的可靠性。为此在线路中采用自动重合闸装置。即是能自动迅速地将断开的线路断路器重新合闸的装置。首先我们应该认识何为瞬时故障，即是在线路被保护迅速动作控制断路器断开后，故障点的绝缘水平可自行恢复，故障随即消失；而永久故障就是在线路被断开后，故障点的绝缘水平不能恢复，这时，即使重新合上断路器，也会再次断开，故障没有消失。面对这些故障，系统采用自动重合闸装置后，断开的线路可以再次合闸，有可能恢复供电。当然，由运行人员手动进行合闸也可以实现上面的作用，但由于停电的时间过长，用户电动机多数已经停转，因此效果并不显著。在输电线路上装自动重合闸以后，重合闸本身不能判断故障是否属于瞬时故障。若是瞬时故障，则重合闸成功，若是永久故障，则重合闸后由此继电保护再次动作断路器跳闸，则重合不成功。通过运行统计资料表明，输电线路自动合闸装置的动作成功率为百分之六十到九十。可见采用自动重合闸的效益是很可观的，重合闸在系统中的作用主要有以下几点：（1）大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数；（2）提高电力系统并列运行的稳定性；（3）弥补输电线路耐雷水平降低的影响；（4）能纠正断路器本身机构不良的误动而引起的误跳闸。当然，在重合于永久性故障时，也会带来一些不良的影响。比如使断路器工作条件恶化，因为要在短时间内连续两次切断短路电流。自动重合闸是将断开的故障线路再次合闸，这将关系到检修人员的生命安全或者线路中的设备安全，所以我们对输电线路自动重合闸的基本要求有：（1）能区分正常跳闸与事故跳闸的两种启动方式，不对应启动方式和保护启动方式；（2）在正常跳闸时，应将ARD装置闭锁；（3）动作时间应尽可能短些；（4）动作次数应符合预先的规定；（5）应与继电保护配合，加速故障的切除；（6）动作后应自动复归；（7）当断路器处于不正常状态而不允许重合闸时应该将ARD装置闭锁。单独装设自动重合闸或者继电保护装置都是可以提高供电的可靠性。若是自动重合闸和继电保护配合，可以更快切除故障，提高供电可靠性，有时还可以简化继电保护，对保证系统安全可靠运行有着重要作用。而目前，自动重合闸与继电保护配合的方式有两种，一是重合闸前加速保护，二是重合闸后加速保护。 重合闸前加速保护是指当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬间动作跳闸，而后借助重合闸来纠正这种无选择性动作。如上图，假设线路AB,BC装设了按时限阶梯原则整定的过电流保护3,2,1，t3t2t1，同时线路AB靠电源侧还装有自动重合闸装置，无选择性电流速断保护装置。当线路AB或BC上发生故障时，线路AB上的无选择性电流速断保护装置瞬时将QF1断开，而后自动重合闸ARD将QF1合。若故障为瞬时性，则合闸成功，恢复供电；若故障为永久性，则将QF1上的电流速断保护装置退出工作，由过电流保护有选择性地切除故障。再看实现重合闸前加速保护的原理接线图，如下图：图中，KA1是电流速断保护继电器，KA2是过电流保护继电器，加速继电器KAC的延时闭合常闭触点KAC2串联于电流速断保护的出口回路中。当线路发生故障时，先由电流速断保护KA1动作，其常开触点闭合，+KA1KAC2KPO，保护出口KPO动作，使断路器瞬时跳闸。随后ARD动作，发出合闸脉冲，同时启动KAC，使KAC2瞬时打开，KAC1瞬时闭合。若是重合于永久性故障，KA1再次动作，+KA1KAC1KAC，使KAC自保持，KAC2打开，可靠地将电流速断保护退出线路，所以只能通过KA2，经时间继电器KT有选择性地动作于断路器跳闸。由上面的重合闸前加速过程可以看出重合闸前加速的优点有：（1）能够克服过电流保护动作时限过长的问题，快速切除瞬时性故障，使瞬时性故障不至发展成永久性故障，提高继电保护的快速性，也提高重合闸的成功率；（2）使用的设备少，只需装设一套重合闸装置，简单经济。当然，重合闸前加速也是有缺点的，比如：（1）对于永久性故障，故障切除的时间可能较长；（2）断路器QF1的工作条件更恶劣，动作次数增多，容易损坏断路器，断路器拒动可能出现，则将扩大停电范围。上面的特点决定了前加速保护主要用于35KV以下的发电厂或变电所引出的直配线上，以便快速切除故障。那么在35KV以上的网络中，我们应该采娶的是另一种配合方式：重合闸后加速保护。所谓的后加速就是指当线路上发生故障时，保护首先有选择性地动作跳闸，后重合闸动作合上断路器。若重合于永久性故障，则加速保护动作，瞬时切除故障。若要实现重合闸后加速保护，则需要在每条线路上装设有选择性的保护和ARD装置。再看下面的重合闸后加速保护原理接线图：线路故障时，因后加速继电器KAC未动作，KAC延时返回的常开触点打开，当电流继电器KA动作后，经KT1延时启动保护出口中间继电器KPO，断路器跳闸，随后ARD装置动作，重新合上断路器。同时也启动了后加速保护继电器KAC，KAC触点闭合，若重合于永久性故障，则KA再次动作，启动KT，接通+KT2KACXB2KPO回路，瞬时启动KPO，使断路器再次跳闸。这就是整个后加速的过程。装设后加速保护同样也有优缺点，优点便是：（1）断路器第一次跳闸是有选择性的切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性地动作而后以重合闸前加速的方式来纠正；（2）重合于永久性故障，仍能快速，有选择性地切除故障；（3）和前加速保护相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制，一般都是有利而无害。而它的缺点就是：（1）因为每条线