第5章 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%以上。其中以上。其中 220kV为为92.05% 330kV为为98% 500kV为为98.87% 单相故障断开单相，未发生故障的两相继续运行，然单相故障断开单相，未发生故障的两相继续运行，然后进行单相重合，可大大提供供电的可靠性和系统并列后进行单相重合，可大大提供供电的可靠性和系统并列运行的稳定性。运行的稳定性。1 单相重合闸的工作方式单相重合闸的

2、工作方式 单相故障跳闸后，如果线路发生的是瞬时性故障，单相故障跳闸后，如果线路发生的是瞬时性故障，则单相重合成功，即恢复三相的正常运行，如果是永久则单相重合成功，即恢复三相的正常运行，如果是永久性故障，则再次切除故障不再进行重合，目前一般采用性故障，则再次切除故障不再进行重合，目前一般采用重合不成功时就跳开三相的方式。重合不成功时就跳开三相的方式。 这种单相短路跳开故障单相经一定时间重合单相，这种单相短路跳开故障单相经一定时间重合单相，若不成功再跳三相的重合方式称为若不成功再跳三相的重合方式称为单相自动重合闸单相自动重合闸。2 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

3、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1. 保护具有选相跳闸功能2. 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1. 重合期间系统处于非全相运行，会出现零序和负序分量2. 非全相运行产生的零序和负序分量会引起的有关的保护误动3 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。N端子：不受非全相运行影响的保护M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 5 12 保 护 装 置

4、、 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&14 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 为实现单相重合闸，首先必须有故障相的选择元件（选为实现单相重合闸，首先必须有故障相的选择元件（选相元件），对选相元件要求：相元件），对选相元件要求：（1）应保证）应保证选择性选择性，即选相元件与继电保护相配合只跳，即选相元件与继电

5、保护相配合只跳开发生故障的一相，而接于另外两相的选相元件不应动开发生故障的一相，而接于另外两相的选相元件不应动作。作。（2）在故障相末端发生单相接地短路时，接于该相的选）在故障相末端发生单相接地短路时，接于该相的选相元件应保证足够的相元件应保证足够的灵敏性灵敏性。5 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）故障相选择元件常用的选相元件：常用的选相元件：（1）电流选相元件：电流选相元件：在每相上装设一个过电流继电器，在每相上装设一个过电流继电器，启动电流按躲过最大负荷电流整定，以保证选择性；启动电流按躲过最大负荷电流整定，以保证选择性；（2）低电压选相元件：

6、低电压选相元件：用三个低电压继电器分别接于三用三个低电压继电器分别接于三相的相电压上，低电压继电器是根据故障相电压降低的相的相电压上，低电压继电器是根据故障相电压降低的原理而动作的，启动电压小于正常运行时最低电压；原理而动作的，启动电压小于正常运行时最低电压；（3）阻抗选相元件、相电流差突变量选相元件等：阻抗选相元件、相电流差突变量选相元件等：常用常用于高压输电线路上，有较高的灵敏度和选相能力。于高压输电线路上，有较高的灵敏度和选相能力。6 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）故障相选择元件电流选相元件：相电流差突变量选相元件电流选相元件：相电流差突变

7、量选相元件 基本原理基本原理1. 接地故障和相间故障的判别：零序电流2. 故障相别的判别：计算相电流差突变量，然后比较大小ABABBCBCCACAIIIIIIIII 7 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）故障相选择元件电流选相元件：相电流差突变量选相元件电流选相元件：相电流差突变量选相元件8 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、相间电压的大小实现选相阻抗选相元件：阻抗选相元件：利用6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

8、力，因为只有相应故障环路上的阻抗测量能反映故障阻抗。一般来说，电流选相元件在大电源端效果好；电压选相元件在弱馈侧选相效果好；阻抗选相元件一般不单独使用，而是和距离保护配合使用。9 5.3.2 单相自动重合闸的特点单相自动重合闸的特点（二）单相自动重合闸动作时间的选择（二）单相自动重合闸动作时间的选择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1. 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同时限切除故障的可能性。2. 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

9、提供电流，该电流称为潜供电流。10 5.3.2 单相自动重合闸的特点单相自动重合闸的特点（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：1. 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。2. 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。对于联系比较薄弱的系统，当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。 11 5.3.2 单相自动重合闸的特点单相自动重合闸的特点（三）对单相自动

10、重合闸的评价（三）对单相自动重合闸的评价缺点：缺点：1. 需要有按相操作的断路器2. 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，可靠性低。3. 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，因此，就需要根据实际情况采取措施予以防止。这将使保护的接线，整定计算和调试工作复杂化。 12 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：

11、能够自动识别故障的性质，在永久性故障时不重合的重合闸称为自适应重合闸。 实现自适应重合闸的关键是如何识别故障是永久故障还是瞬时故障13 5.3.3 单相自适应重合闸单相自适应重合闸 在单相故障被单相切除后，断开相由于运行的两相电容耦合和电磁感应的作用，仍然有一定的电压，其电压大小除与电容大小、感应强弱等有关外，还与断开相是否继续存在接地点直接相关。 永久性故障时接地点长期存在，断开相两端电压持续较低；瞬时性故障当电弧熄灭后，接地点消失，断开相两端电压持续较高。14 5.3.3 单相自适应重合闸单相自适应重合闸（一）单相重合闸期间断开相工频电压（一）单相重合闸期间断开相工频电压 1. 电容耦合电

12、压2. 电感耦合电压0.2CCCUUmmymmcbxZIZIIU03)(15 5.3.3 单相自适应重合闸单相自适应重合闸（二）永久故障特征（二）永久故障特征 瞬时故障切除故障相后，故障相两端电压由电感耦合电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电容耦合电压叠加构成压和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。16 综合自动重合闸综合自动重合闸 实践上，在实现单相重合闸时，也总是把实现三实践上，在实现单相重合闸时，也总是把实现三相重合

13、闸的问题结合在一起考虑，故称它为相重合闸的问题结合在一起考虑，故称它为“综合重合综合重合闸闸”。在综合重合闸的接线中，应考虑能够实现单相重。在综合重合闸的接线中，应考虑能够实现单相重合闸、三相重合闸或综合重合闸以及停用重合闸的各种合闸、三相重合闸或综合重合闸以及停用重合闸的各种可能性。可能性。17 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1. 单相接地短路时跳开单相，然后进行单相重合，如重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重合。合不成功则跳开三相而不再进行重合。2. 各种相间短路时跳开三相，然后进行三相重合。如重各种相间短路时跳开三相，然

14、后进行三相重合。如重合不成功，仍跳开三相，而不进行重合。合不成功，仍跳开三相，而不进行重合。3. 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。4. 对于非全相运行中可能误动作的保护，应进行可靠的闭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（如距离锁；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。保护），应有防止单相接地误跳三相的措施。5. 当一相跳开后重合闸拒绝动作时，为防止线路长期出现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

15、相自动断开。非全相运行，应将其它两相自动断开。18 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6. 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。7. 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。8. 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重合闸的脉冲发出以前，则在故障切除后能进行三相重合。如发生在重合闸脉冲发出以后，则切除三相不再进合。如发生在重合闸脉冲发出以后，则切除三相不再进行重合。行重合。9. 对空气断路器或液压传动的油断路器，当气压或液压低对空气断路器或液压传动的油断路器，当气压或液压