第3章--输电线路的自动重合闸装置资料.ppt

第三章输电线路的自动重合闸装置 第一节ARC的作用及基本要求 自动重合闸装置定义 线路因故障被断开后再进行合闸的自动装置 自动重合闸在线路中被采用的原因 线路中的短路故障60 90 都是瞬时性故障 瞬时性故障 由于故障由继电保护动作断开电源后 故障点的电弧自行熄灭 绝缘强度重新恢复 故障自动消除 一 输电线路上采用自动重合闸装置的作用 1 提高输电线路供电可靠性 减少因瞬时性故障停电造成的损失 2 对于双端供电的高压输电线路 可提高系统并列运行的稳定性 提高线路的输送容量 3 可以纠正由于断路器本身机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸 4 与保护配合 加速跳 自动重合闸装置目前多以两种形式存在 1 与继电保护装置相独立的自动重合闸装置 2 与继电保护装置一体化 在微机线路保护中多由其中的一个CPU板完成自动重合闸功能 二 自动重合闸的分类 1 按作用于断路器的方式a 三相重合闸 同时重合三相单相故障时 重合三相相间故障时 重合三相b 单相重合闸 只重合一相单相故障时 重合单相相间故障时 不重合c 综合重合闸 单相故障时 保护跳开单相 重合单相相间故障时 保护跳开三相 重合三相 2 按运行的线路结构a 单侧电源线路自动重合闸 不存在非同步重合的问题b 双侧电源线路自动重合闸 需要考虑 两侧断路器重合时间配合问题 同期问题 3 按重合闸次数a 一次重合闸 只重合一次b 两次重合闸 重合两次 三 对ARC的基本要求 ARC应动作迅速 在下列情况下 ARC不应动作 a 由值班员手动或通过遥控装置将开关跳开 b 手动投入开关 若线路上有故障 而随即被继保断开时 除 所述情况外 当开关由继电保护动作或其它原因跳闸后 ARC均应动作 ARC应优先采用不对应起动方式 除此也可采用保护起动方式 ARC的动作次数应符合预先的规定 ARC应能自动闭锁 ARC动作后应能自动复归 准备好下一次再动作 ARC应能在重合闸动作前或重合闸动作后 加速继电保护的动作 双侧电源线路的重合闸 应考虑合闸时两侧电源的同步问题 一 单侧电源线路的三相一次ARC简要说明 在单侧电源线路中只有一个电源供电 无需考虑同步问题 ARC装于线路的送电侧 三相一次重合的基本概念 无论线路上发生何种类型故障 继电保护均将三相断路器同时跳开 然后重合闸起动将断路器同时合上 第二节单侧电源线路的三相一次ARC 三相一次重合闸接线下图示出了电气式三相一次重合闸的接线 先将有关元件说明如下 1KT 控制重合时间的时间继电器 KRC 电压起动 电流保持的ARC中间继电器 C 获得重合脉冲的电容器 KTP 开关跳闸位置继电器 辅助触点QF1接通 KTP动作 注 因KTP线圈的阻抗足够大 合闸接触器KMC经KTP线圈接通时不会作 KJL 断路器的防跳跃闭锁继电器 简称防跳继电器 KAC 重合闸后加速保护动作继电器 简称后加速继电器 瞬时动作延时返回 基本原理 线路正常运行时SA处于合闸后位置 接通 断开 动断触点QF1断开 动合触点QF2闭合 KTP线圈失电 KTP接点断开 电容C经6R充满电 其两端电压等于直流电源电压 ARC处于准备动作状态 重合闸继电器中灯LN亮 LN的作用 线路瞬时性故障或其它原因开关误跳时a 动作过程参见ARC的展开图b 开关重合后ARC的动作过程参见ARC的展开图c KRC电流线圈作用 自保持 保证开关可靠合闸 线路上发生永久故障时参见ARC的展开图 用控制开关手动操作跳闸时SA 断开ARC不起动 SA 接通了电容C对7R的放电回路 由于7R几百欧姆 所以C放电后的电压接近于零 保证下次手动合闸线路时 ARC不会动作 用控制开关手动合闸于故障线路时SA手动合闸时 SA5 8接通 KMC起动合闸 SA21 23接通 SA2 4断开 C开始充电 同时KCRM2接通 使后加速继电器KAC动作 合闸后 保护立即动作 经KAC的延时动合触点使继电器加速跳闸 这时 C的充电时间很短 电压很低 放电不足以起动KRC 从而保证ARC可靠不动作 闭锁重合闸时a 需将ARC闭锁的情况如AFL MC动作后 不允许ARC动作 应将其闭锁 b 实现方法将AFL MC的出口辅助触点与SA2 4并联 防止开关多次重合于永久性故障的措施a 跳跃现象b 措施 加装防跳继电器c 防跳继电器的防跳跃原理 重合闸动作时的防跳 手合于永久故障的防跳 软件实现的ARC工作流程 二 重合闸的充电 复归 需考虑的问题 1 需要必要的时间保证开关的切断能力恢复和故障点的去游离 2 重合永久故障时避免多次动作 一般 重合闸充电 复归 时间取15 25S 重合闸的充电条件 1 重合闸投入时系统运行正常 2 TWJ未动作 3 断路器工作介质压力正常 4 无闭锁ARC的信号输入 三 重合闸的启动方式 1 开关位置不对应启动 2 保护启动 四 重合闸的计时 1 延时发合闸令 2 加速保护动作 五 重合闸的闭锁 闭锁重合闸的情况 1 手跳或遥跳 2 低频减载 母差 低压 过负荷动作3 当检无压 同期工作时 TV二次断线4 当检无压 同期不成功时5 开关机构不满足合闸条件时6 控制回路断线7 重合闸处于停用状态8 重合闸发出合闸脉冲的同时 闭锁重合 一次重合装置 六 参数整定 1 重合闸动作时限的整定重合闸的动作时限即展开图中1KT的整定时限 原则上越小越好 但需考虑如下两方面问题 a 跳闸后故障点熄弧及周围绝缘恢复需要一定的时间 必须在这个时间后合开关才能成功 b 重合闸动作后保护一定要返回 同时开关机构恢复原状 准备好再次动作也需要一定的时间 因此 重合闸动作时限为 运行经验表明 单侧电源三重动作时间取0 8 1s C 对于双电源的网络 还需考虑两侧保护不同时切除故障使故障点断电时间延迟的情况 因此 重合闸动作时限为 2 复归时间的整定 需要考虑的问题 1 保证重合到永久故障时 由最长实现的保护切除故障时 不会再次重合 2 保证断路器切断能力的恢复 根据运行经验 一般取15 25S 3 后加速延时解除时间值 概念 指加速保护开始到加速保护命令结束为止 加速持续的时间 考虑的问题 保证合闸于永久故障时 被加速的保护来得及动作切除故障 一般 根据经验可取0 3 0 4S 第三节双侧电源线路的三相ARC 存在的特殊问题 1 时间的配合问题 2 同期问题 双侧电源的重合闸方式很多 可归纳如下两类 检定同期重合闸 如检定无压和检定同期的ARC 检查平行线路有电流的重合闸 不检定同期的重合闸 如非同期重合闸 快速重合闸 解列重合闸及自同期重合闸 一 三相快速自动重合闸 1 三相快速ARC基本概念 当输电线路发生故障时 继电保护很快实现线路两侧断路器跳开 并随即进行重合闸 2 采用三相快速ARC的必要条件 线路两侧装有瞬时切除全线故障的保护 线路两侧必须有快速动作的断路器 两侧断路器重合瞬间 冲击电流周期分量值不得超过规定值 重合时两侧相角摆动不得危及系统稳定 合闸后能迅速同步 3 三相快速ARC特点及应用特点 快速 能有效提高系统并列的稳定性和供电的可靠性 重合瞬间具有一定的冲击电流应用 220KV及以上电压等级线路应用比较多 二 三相非同期ARC 1 三相非同期ARC的概念当输电线路故障时 两侧断路器跳闸后 不管两侧电源是否同步就进行重合闸 非同期合闸时 电气设备能承受重合闸所产生的的冲击电流 计算冲击电流时 两侧电势夹角取180度 非同期所产生的振荡过程中 对重要负荷的影响较小 并设法防止振荡过程中断路器不同时合闸保护误动 重合后 系统能迅速恢复同步 2 采用快速重合闸的条件 只有当线路不具备采用快速重合闸的条件 并且符合下列条件并且认为有必要时 可采用非同期重合闸 避免在大机组附近采用非同步重合闸 目的是保护机组轴系 3 非同期重合闸存在的问题 系统可能发生振荡 可能引起保护误动 为此 应根据具体情况采取措施 防止继电保护误动 4 非同期重合闸的投入方式 按顺序投入 不按顺序投入在我国 110KV以上线路非同期重合闸通常采用不按顺序投入两侧断路器的方式 当线路两侧断路器跳开后 其中一侧 无压侧 先检定线路无压而重合 后合侧 同步侧 检定线路两侧电源满足同步条件后在进行重合 三 检定无压和检定同期ARC 1 基本概念 参照右图说明各种情况下重合闸的工作情况 a 线路发生故障时b 正常运行情况下 由某种原因引起开关误跳时 2 工作原理 2 无压和同期检定的逻辑原理 3 参数整定 1 检定无压动作值 根据经验 一般取50 UN 2 检定有压的动作值 根据经验 一般取70 UN 四 一些条件下的非同步特殊的ARC 1 检查另一回路有电流的重合闸应用条件 没有其它旁路联系的双回线上 当不能采用非同步重合闸时 原理图如下2 解列自动重合闸应用条件 双侧电源的单回路上 小电源与大系统相连 小电源测将负荷分为重要和非重要两类 3 自同步合闸如水电厂条件许可 可采用此方式 第四节ARC与继电保护的配合 主要作用 可简化保护 加速切除故障 迅速恢复对用户的供电和发电机组的并列运行 配合方式 重合闸前加速保护 重合闸后加速保护现分别阐述 重合闸前加速保护 概念 线路发生故障时 靠近电源测的保护首先瞬时性动作跳闸 而后借助自动重合闸来纠正这种非选择性的动作 动作原理a 保护的配置b 电源侧速断保护的整定c 参见右图说明动作原理 前加速保护的优缺点 重合闸后加速保护 概念 线路发生故障时 继电保护首先有选择性的动作 然后重合闸动作合上开关 若重合于永久故障 则加速继电保护的动作 使之不带延时的再次切除故障 不再重合 基本原理a 说明保护的配置情况 b 各个保护的整定情况c 参见右图说明动作原理 后加速保护的优缺点 第五节综合重合闸简介 概述 单相重合闸的提出110KV及其以上的线路 70 90 的故障为单相短路故障 因此可装有分相操作的单相断路器 发生单相故障时只跳单相 非故障相继续运行 可提高可靠性和并列的稳定性 还可以减少转换性故障的发生 单相重合闸的基本概念单相故障时 跳单相 单相重合 若重合于永久故障 而又不允许长期非全相运行 跳三相而后不重合 多相故障时跳三相不重合 综重的概念简单的说 就是把单相和三相重合闸放在一起考虑 即单相接地采用单相重合方式 相间故障采用三相重合闸方式 综重装置可以实现的重合闸方式a 单重b 三重c 综重d 停用 综重需考虑的特殊问题 1 需要设置故障选相元件单相重合闸中 要求单相故障时保护动作只跳开故障相开关 故需故障选相元件 相电流选相元件 每相装设一个过电流继电器 相电压选相元件 每相装设一个低电压继电器 阻抗选相元件 每相采用零序电流补偿接线的低阻抗继电器 说明 常用选相元件介绍 相电流突变量选相元件 根据两相电流之差构成的三个选相元件 即 上式表明 单相接地时 只有两非故障相电流之差不突变 而在其它故障情况下 三个选相元件均动作 具体选相情况 参见下图 2 需要设置故障类型判别元件 故障判别元件是用来判断线路发生故障的类型 即判定是相间故障还是单相故障 我国的故障判别元件采用零序 一般零序电压或零序电流元件构成 继电保护 选相元件及故障判别元件的工作原理框图如下图 3 应考虑潜供电流对单相重合闸的影响 单相故障跳开线路两侧开关后 由于非故障相与断开相之间的静电和电磁的联系 在故障点的弧光通道中 仍有如下电流 参见下图 非故障相通过电容供给的电流 互感电势通过故障相对地电容和故障点流通的电流 4 应考虑非全相运行对保护及其它方面的影响 零序电流保护 距离保护 相差高频保护 方向高频保护5 长期非全相运行时应考虑 长期负序电流将引起发电机的附加发热 长期出现负序和零序电流 对电网继电保护的影响 长期出现零序电流对通信的干扰 综合重合闸构成的原则及要求 重合闸的工作方式 重合闸的起动方式应同时采用不对应方式和继电保护起动方式 应具备分相跳闸回路 应有分相后加速回路 应具有故障判别及三