自动重合闸第2讲

1、 高压输电线路故障特点高压输电线路故障特点 高压输电线路主要为架空线路高压输电线路主要为架空线路 对于架空线路，发生单相故障几率高。高压输电线路对于架空线路，发生单相故障几率高。高压输电线路达到单相接地故障占总故障的达到单相接地故障占总故障的90%90%以上。以上。 单相跳闸跳单相，可以减少单相故障跳闸期间，系统单相跳闸跳单相，可以减少单相故障跳闸期间，系统之间的联系阻抗，从而提高系统并联运行的稳定性。之间的联系阻抗，从而提高系统并联运行的稳定性。单相重合闸的工作方式单相重合闸的工作方式 单相故障跳单相，经预定延时合单相，重合于永久故障单相故障跳单相，经预定延时合单相，重合于永久故障则跳三相。

2、相间故障不重合。则跳三相。相间故障不重合。 5.3.1 单相自动重合闸与保护的配合关系单相自动重合闸与保护的配合关系实现单相重合闸的技术保障实现单相重合闸的技术保障 保护具有选相跳闸功能 断路器支持分相操作单相重合期间引起的技术问题单相重合期间引起的技术问题 重合期间系统处于非全相运行，会出现零序和负序分量1. 非全相运行产生的零序和负序分量可能引起的有关的保护误动，保护需要克服这些影响。 5.3.1 单相自动重合闸与保护的配合关系单相自动重合闸与保护的配合关系解决措施解决措施单相重合期间，闭锁可能误动的保护。单相重合期间，闭锁可能误动的保护。N N端子：不受非全相运行影响的保护端子：不受非全

3、相运行影响的保护M M端子：非全相运行需闭锁的保护端子：非全相运行需闭锁的保护A相选相元件A相跳闸重合闸三跳及合闸回路C相选相元件B相选相元件C相跳闸B相跳闸MN图 512 保护装置、选相元件与重合闸回路的配合非全相运行期间不会误动的保护接入端非全相运行期间可能误动的保护接入端重合闸起动闭锁保护跳闸&A&B&C&1 5.3.2 单相自动重合闸的特点单相自动重合闸的特点（一）故障相选择元件（一）故障相选择元件u实现单相重合闸的前提是保护具有选相跳闸功能，断路实现单相重合闸的前提是保护具有选相跳闸功能，断路器支持分相操作。器支持分相操作。u选相跳闸要求保护能够识别故障相别。选相跳闸要求保护能够识别

4、故障相别。选相基本原理：选相基本原理：选相元件通过分析各种不同类型故障时保护安装处电流、选相元件通过分析各种不同类型故障时保护安装处电流、电压的大小，相位等关系判别故障相。目前常用的选相电压的大小，相位等关系判别故障相。目前常用的选相元件，有电流选相元件，电压选相元件和阻抗选相元件。元件，有电流选相元件，电压选相元件和阻抗选相元件。 （一）故障相选择元件（一）故障相选择元件电流选相元件之一：相电流差突变量选相元件电流选相元件之一：相电流差突变量选相元件u接地故障和相间故障的判别：有、无零序电流判别u 故障相别的判别：计算相电流差突变量，然后比较大小ABABBCBCCACAIIIIIIIII （

5、一）故障相选择元件（一）故障相选择元件电流选相元件之一：相电流差突变量选相元件电流选相元件之一：相电流差突变量选相元件 接地故障选相判据接地故障选相判据 否则判为两相接地故障否则判为两相接地故障 相间故障选相判据相间故障选相判据 否则判为三相短路否则判为三相短路 CCCACABCCAABABCAABBCABCBABBmIImIImIImIImIImII 且相且相且相CCBABACBCBAABBCCAAmIImIImIImIImIImII 且相且相且相 （一）故障相选择元件（一）故障相选择元件电流选相元件之二：序分量选相元件电流选相元件之二：序分量选相元件u接地故障和相间故障的判别：零序电流接地

6、故障和相间故障的判别：零序电流u 故障相别的判别：计算正序、负序、零序分量，然后故障相别的判别：计算正序、负序、零序分量，然后进行相位比较进行相位比较120III12argIarg( I )两相短路或两相短路接地两相短路或两相短路接地：单相接地单相接地 ： （一）故障相选择元件（一）故障相选择元件电压选相元件：电压选相元件：利用故障后零序电压，对地电压、相间电利用故障后零序电压，对地电压、相间电压的大小实现选相。压的大小实现选相。阻抗选相元件阻抗选相元件：利用利用6 6个阻抗元件的阻抗计算结果实现选个阻抗元件的阻抗计算结果实现选相。阻抗元件本身具有选相能力，因为只有相应故障环相。阻抗元件本身具

7、有选相能力，因为只有相应故障环路上的阻抗测量能反映故障阻抗。路上的阻抗测量能反映故障阻抗。一般来说，一般来说，电流选相元件在大电源端效果好；电流选相元件在大电源端效果好；电压选相元电压选相元件在弱馈侧选相效果好；件在弱馈侧选相效果好；阻抗选相元件一般不单独使用，阻抗选相元件一般不单独使用，而是和距离保护配合使用。而是和距离保护配合使用。 （二）单相自动重合闸最小重合时间（二）单相自动重合闸最小重合时间影响单相重合闸期间故障点绝缘恢复的特殊因素影响单相重合闸期间故障点绝缘恢复的特殊因素 不论是单侧电源还是双侧电源，均应考虑两侧选相元件不论是单侧电源还是双侧电源，均应考虑两侧选相元件与继电保护以不

8、同时限切除故障的可能性。与继电保护以不同时限切除故障的可能性。1. 潜供电流对灭弧所产生的影响。潜供电流对灭弧所产生的影响。 潜供电流：潜供电流：单相重合闸期间，健全相与故障相之间由于电场和磁场耦合，将对故障点继续提供电流，该电流称为潜供电流。 （三）对单相自动重合闸的评价（三）对单相自动重合闸的评价优点：优点： 能在绝大多数的故障情况下保证对用户的连续供电，从而提高供电的可靠性。当由单侧电源单回路向重要负荷供电时，对保证不间断地供电更有显著的优越性。1. 在双侧电源的联络线上采用单相重合闸，就可以在故障时大大加强两个系统之间的联系，从而提高系统并列运行的动态稳定性。对于联系比较薄弱的系统，当

9、三相切除并继之以三相重合闸而很难再恢复同步时，采用单相重合闸就能避免两系统解列。 （三）对单相自动重合闸的评价（三）对单相自动重合闸的评价缺点：缺点： 需要有按相操作的断路器。需要有按相操作的断路器。 需要专门的选相元件与继电器保护相配合，再考虑一些需要专门的选相元件与继电器保护相配合，再考虑一些特殊的要求后，使重合闸回路的接线比较复杂，可靠性特殊的要求后，使重合闸回路的接线比较复杂，可靠性低。低。1. 在单相重合闸过程中，由于非全相运行能引起本线路和在单相重合闸过程中，由于非全相运行能引起本线路和电网中其他线路的保护误动作，需要根据实际情况采取电网中其他线路的保护误动作，需要根据实际情况采取

10、措施予以防止。这将使保护的接线、整定计算和调试工措施予以防止。这将使保护的接线、整定计算和调试工作复杂化。作复杂化。 5.3.3 单相自适应重合闸单相自适应重合闸 常规重合闸的缺点：常规重合闸的缺点： 不论故障性质（永久或瞬时），常规重合闸都进行重合，如果故障为永久性故障，则重合操作会给系统及电力设备造成二次冲击。 单相自适应重合闸：单相自适应重合闸： 根据故障性质决定是否进行重合操作，若为瞬时性故障，根据故障性质决定是否进行重合操作，若为瞬时性故障，则重合；若为永久性故障，则不重合。则重合；若为永久性故障，则不重合。 实现自适应重合闸的关键是识别故障是永久性故障还是实现自适应重合闸的关键是识

11、别故障是永久性故障还是瞬时性故障！瞬时性故障！ 5.3.3 单相自适应重合闸单相自适应重合闸单相重合闸期间瞬时性故障断开相工频电压单相重合闸期间瞬时性故障断开相工频电压 电容耦合电压： 电感耦合电压： 线路两端电压:0.2CCCUUmmymmcbxZIZIIU03)(22.)2(|xyamanULUUUM端电压： N端电压：5.3.3 单相自适应重合闸单相自适应重合闸永久性故障断开相工频电压永久性故障断开相工频电压 .xamUlU.)(xanUlLU5.3.3 单相自适应重合闸单相自适应重合闸 瞬时故障切除故障相后，故障相两端电压由电感耦合电压和瞬时故障切除故障相后，故障相两端电压由电感耦合电

12、压和电容耦合电压叠加构成电容耦合电压叠加构成 永久故障切除故障相后，故障相只包含电感耦合电压永久故障切除故障相后，故障相只包含电感耦合电压利用这一特征可以构成永久故障识别判据。利用这一特征可以构成永久故障识别判据。永久故障与瞬时故障区分永久故障与瞬时故障区分：永久故障两端都不重合：永久故障两端都不重合xrelsetUlLKUxrelsetlUKUrelmmxKCCCUUl12300|2|2|.xrelxULKULU可区分的最长线路：可区分的最长线路： 220kV线路线路 153公里，公里， 330kV线路线路 126公里，公里， 500kV线路线路 161公里。公里。当线路更长时，使用当线路更

13、长时，使用电压补偿重合判据：电压补偿重合判据： 最佳重合最佳重合 当可以区分永久与瞬时故障时，永久故障不重合。当可以区分永久与瞬时故障时，永久故障不重合。 当不能区分故障性质时，当不能区分故障性质时，按照永久故障最佳重合时间重合按照永久故障最佳重合时间重合。 对于三相重合闸，目前尚无实用、可靠的永久与瞬时对于三相重合闸，目前尚无实用、可靠的永久与瞬时故障区分方法。故障区分方法。 目前大多使用目前大多使用“最小重合时间最小重合时间”作为重合时间，当重作为重合时间，当重合于永久故障时可能会使得：合于永久故障时可能会使得：不重合稳定的系统，由于二不重合稳定的系统，由于二次故障冲击变得不稳定次故障冲击

14、变得不稳定。 为防止以上情况，不得不降低正常传输功率。而在为防止以上情况，不得不降低正常传输功率。而在“最佳重合时间最佳重合时间”重合于故障上，第二次冲击的作用抵消重合于故障上，第二次冲击的作用抵消首次故障冲击，比不重合还要对系统稳定有利。首次故障冲击，比不重合还要对系统稳定有利。5.4 最佳重合最佳重合最佳重合时间：最佳重合时间：在大于最小重合时间后的任意时刻重在大于最小重合时间后的任意时刻重合，对成功率与再次跳开的安全性没有影响。但是对于系合，对成功率与再次跳开的安全性没有影响。但是对于系统重合后的功角摇摆幅度大有影响，统重合后的功角摇摆幅度大有影响，使得网络最后一次操使得网络最后一次操作

15、后系统功角幅度最小的重合时间作后系统功角幅度最小的重合时间。首摆重合成功才稳定的系统：首摆重合成功才稳定的系统： “最佳重合时间最佳重合时间”就是最小重就是最小重合时间，重合时间整定的越小越好。合时间，重合时间整定的越小越好。首摆不重合稳定的系统：首摆不重合稳定的系统：重合闸应按照最佳重合时间整定。重合闸应按照最佳重合时间整定。 目前现场多按照最小重合时间整定，需要改进！目前现场多按照最小重合时间整定，需要改进！ 综合自动重合闸实现的基本原则综合自动重合闸实现的基本原则 单相接地短路时跳开单相，然后进行单相重合，如重合不单相接地短路时跳开单相，然后进行单相重合，如重合不成功则跳开三相而不再进行

16、重合。成功则跳开三相而不再进行重合。 各种相间短路时跳开三相，然后进行三相重合。如重合不各种相间短路时跳开三相，然后进行三相重合。如重合不成功，仍跳开三相，而不进行重合。成功，仍跳开三相，而不进行重合。 当选相元件拒绝动作时，应能跳开三相并进行三相重合。当选相元件拒绝动作时，应能跳开三相并进行三相重合。 对于非全相运行中可能误动作的保护，应进行可靠的闭锁；对于非全相运行中可能误动作的保护，应进行可靠的闭锁；对于在单相接地时可能误动作的相间保护（如距离保护），对于在单相接地时可能误动作的相间保护（如距离保护），应有防止单相接地误跳三相的措施。应有防止单相接地误跳三相的措施。1. 当一相跳开后重合

17、闸拒绝动作时，为防止线路长期出现非当一相跳开后重合闸拒绝动作时，为防止线路长期出现非全相运行，应将其它两相自动断开。全相运行，应将其它两相自动断开。 综合自动重合闸实现的基本原则综合自动重合闸实现的基本原则 任意两相的分相跳闸继电器动作后，应联跳第三相，使任意两相的分相跳闸继电器动作后，应联跳第三相，使三相断路器均跳闸。三相断路器均跳闸。 无论单相或三相重合闸，在重合不成功之后，均应考虑无论单相或三相重合闸，在重合不成功之后，均应考虑能加速切除三相，即实现重合闸后加速。能加速切除三相，即实现重合闸后加速。6. 在非全相运行过程中，如又发生另一相或两相的故障，在非全相运行过程中，如又发生另一相或两相的故障，保护应能有选择性地予以切除，上述故障如发生在单相保护应能有选择性地予以切除，上述故障如发生在单相重合闸的脉冲发出以前，则在故障切除后能进行三相重