电力系统自动重合闸-优秀PPT课件.ppt

第五章自动重合闸,自动重合闸的作用、基本要求输电线路的线路三相一次自动重合闸高压输电线路的单相自动重合闸高压输电线路的综合重合闸简介,5.1自动重合闸的作用及对它的基本要求,5.1.1自动重合闸的作用作用1架空线路的短路故障，大多数是由雷击、鸟害、树枝等引起的瞬时性故障。这种故障在继电保护迅速动作跳开断路器后，因电弧熄灭，故障点绝缘能迅速恢复。此时如果重新投入断路器，线路可以恢复正常运行。这对用户的供电可靠性及系统稳定都非常有利。一般地，输电线路的这种重合闸的成功率达到70%90%，所以，自动重合闸装置被广泛采用。,自动重合闸的作用2,重合闸装置在继电保护把线路故障切除后，或者在断路器偷跳时，起动断路器重新合闸。如果故障是瞬时性的，由于故障点绝缘在线路被切除后已迅速恢复，重合闸可以使线路迅速恢复正常供电；如果故障是永久性的，继电保护将再次动作，使断路器加速跳闸。可见，自动重合闸与继电保护的关系十分密切。,自动重合闸的技术经济效果,提高供电可靠性，减少停电次数；在高压输电线路上采用重合闸，可以提高电力系统并列运行稳定性；节约投资；纠正由于断路器缺陷或继电保护误动作而引起误动作。,自动重合闸的不利影响,采用重合闸以后，当重合于永久性故障上时：使系统再次受到故障的冲击，可能威胁系统并列运行稳定性；使断路器工作条件变得恶劣.,5.1.2对自动重合闸的基本要求,1.重合闸不应起动的情况：1)由值班人员手动或遥控跳开断路器时，重合闸都不应起动；2)当手动合闸，由于线路存在故障而由继电保护跳开断路器时，重合闸都不应起动。3)当断路器处于不正常工作状态时，应将重合闸闭锁.2.在正常运行时因继电保护动作或其它原因跳开断路器时，都应起动重合闸。,“不对应原则”起动重合闸,为满足上述条件，除遥控变电所外，应优先采用控制开关手柄位置与断路器位置的“不对应原则”起动重合闸，即重合闸的起动条件为：控制开关在“合闸后”位置，而断路器在“跳开”位置；这样，除非是手动或者遥控跳闸，无论什么原因导致断路器跳闸，重合闸都会起动。重合闸起动还可以由继电保护装置完成。,对自动重合闸的基本要求,3.重合闸动作次数应符合预先规定：一次重合闸只允许重合一次，二次重合闸只允许重合二次，不允许多次连续动作；4.重合闸动作后，应能自动复归，准备下一次再动作。对于10kV以下线路，可考虑采用手动复归方式；5.自动重合闸的合闸时间应能整定,应能实现重合闸“后加速”或“前加速”，以便与继电保护配合；手动合闸于永久性故障时，也应该能够加速保护动作；6.对于双侧电源线路，重合闸应考虑线路无电压和两侧电源同步的重合闸条件；.,5.1.3自动重合闸的分类,自动重合闸装置种类很多，根据重合闸控制的断路器所接通或断开的电流元件不同,可将重合闸分为线路重合闸、变压器重合闸、母线重合闸等。按重合闸控制断路器连续合闸次数的不同，可分为多次和一次重合闸。多次重合闸一般使用在配电网中与分段器配合,自动隔离故障区段,是配电自动化的重要组成部分。一次重合闸主要用于输电线路,提高系统的稳定性。根据重合闸控制断路器的相数的不同,可分为单相、三相、和综合重合闸，对具体线路,使用哪一种重合闸方式,要结合系统的稳定性分析,一般来说:(1)没有特殊要求的单电源线路,采用三相重合闸.(2)对选用简单的三相重合闸能满足要求的线路,都应选择三相重合闸.(3)当发生单相接地短路时,如果使用三相重合闸不能满足要求,会出现大面积停电或主要用户停电,应当选用单相重合闸或综合重合闸.,5.2输电线路的三相一次重合闸,5.2.1单侧电源线路的三相一次自动重合闸实现简单:a.不需要考虑电源同步的检查问题.b.三相同时跳,重合时不需要区分故障类别和选择故障相c.只要满足重合条件,经预定时间,发合闸脉冲进行合闸.,5.2.2双侧电源线路的检同期三相一次自动重合闸,1.双侧电源送电线路重合闸的特点双侧电源线路重合闸，除了满足前面所提出的各项要求外，还应该考虑：(1)两侧保护以不同的时限切除故障，如相继动作，为保证故障点绝缘强度的恢复，以便重合闸能够成功，重合闸装置应该在两侧断路器断开后再起动；(2)重合闸时应考虑两侧电源是否同步或者是否允许非同步合闸。因此,双侧电源线路上的重合闸,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)快速自动重合闸:在现代高压输电线路上,采用快速重合闸是提高系统并列运行稳定性和供电可靠性的有效措施.,快速自动重合闸:指保护断开两侧断路器后在0.5-0.6s时间内使之再次重合,在这样短的时间内,两侧电动势角摆开不大,系统不可能失去同步,即使两侧电动势角摆大了,冲击电流对电流元件,电流系统的冲击均在可以耐受的范围内,线路重合后很快会拉入同步.使用快速自动重合闸需要满足一定的条件:1)线路两侧都装有可以进行快速重合的断路器,如快速气体断路器.2)线路两侧都装有全线速动的保护,如纵联保护等.3)重合瞬间输电线路出现的冲击电流对电力设备、电力系统的冲击均在允许范围内.,输电线路出现的冲击电流周期分量可用下式估算:,(2)非同期合闸,当快速重合时间不够快,或者系统中的功角摆开比较快,两侧断路器合闸时系统已经失步,合闸后期待系统自动拉入同步,此时系统中各元件将受到冲击电流的影响,当冲击电流超过规定值时,可以采用非同期合闸方式,否则不允许采用非同期合闸方式.(3)检同期的自动重合闸:满足同期合闸条件才能合闸时,需要使用检同期重合闸.检同期重合闸有以下几种方法:1)系统的结构保证线路两侧不会失步.2)在双回路上检查另一线有电流的重合方式.这种方式比同步检定简单.,3)必须检定两侧电源确实同步后,才能重合.可在线路一侧采用检查线路无压先重合,因另一侧断路器是断开的,不会造成非同期合闸;待一侧重合成功后,而在另一侧采用检定同步的重合闸,3.具有同步检定和无电压检定的重合闸,具有同步检定和无电压检定的重合闸的工作示意图:,缺点:检无压重合的一侧,当线路断路器在正常工作时由于某种原因(误碰跳闸机构,保护误动等)而跳闸时,由于对侧并未动作,线路上有电压,因此不能重合.为解决这个问题,通常在检无压的一侧也同时投入同步检定继电器,两者并联工作.但在同步检定一侧,检无压是绝对不能的.,低电压继电器,重合闸方式的配置原则:一侧投入无电压检定和同步检定(两者并联工作),而另一侧只投入同步检定.,同期继电器,重合闸继电器,具有同步检定和无电压检定的重合闸,为满足此要求可采用具有同步检定和无电压检定的重合闸。除了在线路两侧装设重合闸装置外，在线路两侧都装设检定无电压的低电压继电器和检定电压同步的继电器，并在一侧投入无电压检定和同步检定，另一侧投入同步检定。这样，当线路发生短路故障时，两侧继电保护动作，跳开两侧断路器，检定无压侧的重合闸装置在线路电压消失后起动重合闸，完成重合闸，如果不成功，则加速保护动作切除故障，如果重合成功，另一侧在母线电压与线路上电压同步时起动重合闸，使线路重新恢复正常运行。在正常运行过程中，如果短路器偷跳，检定同步继电器起动重合闸，重新投入断路器。由于检定无压侧的断路器跳闸合闸次数较多，所以，两侧重合闸装置可定期交换无压检定与同步检定的工作方式。,同步检定继电器,同步检定继电器采用电磁感应原理很简单就可以实现.继电器有2组线圈,分别从母线侧和线路侧的电压互感器上接入通名相的电压.,5.2.4重合闸与继电保护的配合,重合闸与继电保护配合，以加速切除永久性故障，其配合的方式有两种：重合闸前加速重合闸后加速,重合闸前加速,重合闸前加速：在装设有阶段式保护的多级线路网络中，靠近电源的保护的后备保护的动作时间较长，在此装设一套重合闸装置，当系统任意点中发生短路故障时，先由此保护作无选择性动作，瞬时切除故障。然后，进行重合闸，如果重合成功，则恢复正常运行；如果不成功，则由各线路继电保护进行有选择性动作，切除故障。在作有选择性动作之前，先由重合闸加速保护动作，这样的重合闸方式称为重合闸前加速。,重合闸前加速,其优点是：能快速切除瞬时性故障；可能使瞬时性故障来不及发展为永久性故障；仅一套重合闸装置，简单经济。其缺点是：永久性故障切除时间可能较长；使故障影响范围可能扩大；重合闸处断路器动作次数较多。前加速配合方式广泛用于35kV以下有发电厂或重要变电所引出的直配线路上,以便快速切除故障,保证母线电压.,重合闸后加速,各线路保护都配有重合闸装置。当某条线路上发生故障时，其保护按选择性动作，并起动重合闸，如果重合成功，则恢复正常运行，否则，加速保护的II段或者III段动作，迅速切除故障。这就是重合闸后加速。,重合闸后加速,其优点是：不会扩大故障影响范围；保证了重合于永久性故障时，能瞬时、有选择性地切除故障；不受网络结构及负荷情况影响。其缺点是：每套保护都需要一套重合闸装置；第一次切除故障可能是带延时的。重合闸后加速配合方式广泛用于35kV以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上.因为这些线路上一般装有性能比较完备的保护装置.,重合闸后加速过电流保护原理接线图,5.2.3重合闸时间整定,重合闸时间一般是指从断路器跳开到发出重合闸脉冲的间隔时间，也就是时间继电器延时触点的整定时限，为了保证重合闸的成功，重合闸时间应考虑：（1）故障点电弧及周围介质的去游离时间；（2）机构复位准备重合的时间；（3）保护装置复归时间；（4）线路两端保护相继动作时，对侧保护后切除故障的时间；（5）裕度。一般单侧电源线路，重合闸动作时限取0.81s。,5.3超高压输电线路的单相自动重合闸,在220kV500kV系统的架空线路上的故障大多数是单相接地故障，允许在发生单相接地故障时，继电保护动作，跳开故障相，再进行单相重合闸，对于瞬时性故障，系统恢复正常运行，对于永久性故障，继电保护再次动作跳开三相断路器，并不再重合。这样，就可以大大提高供电可靠性及系统稳定性。这种单相短路跳开故障单相经一定时间重合单相、若不成功再跳开三相的重合方式称为单相自动重合闸.单相自动重合闸要求继电保护有选相元件，同时，断路器能够进行分相操作。,5.3.1单相自动重合闸与保护的配合关系,为了防止在单相重合闸过程中，非全相运行所产生的零序电流电压引起一些保护的误动，可以在单相重合闸过程中,闭锁这些受影响的保护的跳闸出口,5.3.2单相自动重合闸的特点,选相元件:选相元件应保证选择性；选相元件应有足够灵敏度；常用选相元件：相电流元件，低电压元件，阻抗元件，相电流差突变量元件。动作时间的选择对单相重合闸的评价:P174,综合重合闸,在线路发生单相接地故障时，继电保护动作，跳开故障相断路器，并进行单相重合闸，如果重合不成功，则跳开三相断路器；在线路发生相间或三相故障时，继电保护动作，跳开三相断路器，并进行三相重合闸，如果重合不成功，则跳开三相断路器；这就是综合重合闸。综合重合闸可以工作在单相重合闸、三相重合闸以及综合重合闸方式下。实现综合重合闸应考虑下列基本原则：单相重合闸不成功时，加速跳三相；三相重合闸不成功时，也加速跳三相；选相元件拒动时，应能跳三相，并进行三相重合闸；,对于非全相运行过程可能误动的保护，应进行可靠地闭锁，对在单相接地故障时可能误跳三相的相间保护，应防止误跳三相；在单相接地故障时，继电保护动作跳开故障相后，如果重合闸拒绝动作，为避免线路长时间非全相运行，应跳开另两相；