4自动重合闸教学课件

1、第四单元 输电线路自动重合闸,4.1 自动重合闸装置的作用、分类及基本要求,自动重合闸ARC装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。 运行经验表明，架空线路大多数故障是瞬时性的，如： （1）雷击过电压引起绝缘子表面闪络。 （2）大风时的短时碰线。 （3）通过鸟类身体（或树枝）放电。 此时，若保护动熄弧故障消除合断路器恢复供电。 手动（停电时间长）效果不显著，自动重合（1”）效果明显。,（1）对暂时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高供电的可靠性。 （2）对两侧电源线路，可提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量。 （3）可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。,

2、自动重合闸的作用：,1KV及以上电压的架空线路或电缆与架空线路的混合线路上，只要装有断路器，一般应装设ARC。 但是，ARC本身不能判断故障是瞬时性的，还是永久性的。所以若重合于永久性故障时，其不利影响： （1）使电力系统又一次受到故障的冲击； （2）使断路器的工作条件恶化（因为在短时间内连续两次切断短路电流）。 据运行资料统计，ARC成功率6090%，经济效益很高广泛应用。,规程中的要求：,1、提高供电可靠性 输电线路80%90%属于瞬时性故障 一次重合成功率60%70% 二次重合成功率80%90% 2、加快事故后电力系统电压恢复速度 电机未完全制动，自启动电流小 一次重合循环：几秒 二次重

3、合循环：几十秒 3、弥补输电线路耐雷水平降低的影响 线路耐雷水平较低： 10KV：不装避雷线 35KV：进线段1KM左右装 4、提高系统并列运行的稳定性 联络线跳开功率不平衡功角失步 P（Q）不足f（U ） P（Q）过剩f（U ） 5、节省建设输电线路投资 缓建或不建第二回线 6、对误跳闸能起纠正作用 误跳闸：继保误动 QF操作机构不良 人为误碰 三、输电线路ARC的不利因素 1、增加QF检修机会:永久性故障 2、使QF遮断容量（开断事故的能力）降低 降低系数：Id10KA， 取0.8 Id1020KA，取0.75 Id2040KA，取0.7,一些补充说明：,但是，当自动重合闸装置合闸于永久性

4、故障时，如：线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏引起的故障，断路器跳闸后故障依然存在，即使再合上电源，断路器也会再次跳闸。如此，则对电力系统的运行造成一定的不利影响。,自动重合闸不利的影响：,当重合于永久性故障上时，,（2）因为短时间内连续切断两次短路电流，使断 路器的工作条件变得更加严重。,（1）使电力系统又一次受到故障的冲击；,（1）ARC动作应迅速。考虑保护装置的复归、故障点去游离后绝缘强度的恢复、断路器消弧室及传动机构准备好再次动作复归时间；一般0.5”1.5”。 （2）手动跳闸时不应重合。 （3）手动合闸于故障线路时，继电保护动作使断路器跳闸后，不应重合。 （4）ARC宜采用控制开关位置

5、与断路器位置不对应的原理起动。,二 对自动重合闸装置的基本要求,1 按作用于断路器的方式：三相ARC、单相ARC 、综合ARC ； 2 按运用的线路结构：单电源、双侧电源； 3 按ARC动作的次数：一次、二次、多次。,三、ARC装置的分类,（5）只允许ARC动作一次。 （6）ARC动作后，应能自动复归。 （7）ARC应能在重合闸动作后或重合闸动作前，加速继电保护的动作。 （8）ARC可自动闭锁，当气压或液压降低不能实现重合时。,4.2 单侧电源线路三相一次自动重合闸,当线路上故障（单相接地短路、相间短路）保护动作跳开三相重合闸起动合三相：故障是瞬时性的，重合成功；故障是永久性的，保护再次跳开三

6、相，不再重合。 通常三相一次自动重合闸装置由起动元件、延时元件、一次合闸脉冲元件和执行元件四部分组成。,起动元件：当断路器跳闸之后，使延时元件起动。,延时元件：,(1) 控制开关KK位置与断路器位置不对应 （优先采用）;,(2)保护装置起动。,起动方式:,1、展开式原理图特点：一、二次回路分开； 交、直流回路分开（且交流电压、电流回路分开）； 继电器线圈、触点分开（但文字符号一致）； 各回路附加文字说明； 各元件内部接线较清晰； 阅图层次清楚 2、工作原理 （1）“不对应”原则 作用：用以区分事故跳闸正常跳闸,一、单侧电源线路ARC的原理接线,控制开关KK位置断路器DL状态 SAQF 正常跳闸

7、： 跳 跳 对位 事故跳闸： 合 跳 不对位 （2）元件组成 DCH型重合闸继电器：KT（SJ）、KM（ZJ）、C、HL、4R、6R、5R、17R等 防跳继电器KCF（TBJ） 加速继电器KAC（JSJ） 信号继电器KS（XJ） 切换片XB（QP）（投切或试验） 控制开关SA（动作图表介绍） QF辅助触头,讲清楚以下几个问题,1线路正常运行时2瞬时性故障动作情况3永久瞬时性故障动作情况4用控制开关SA手动跳闸时5用控制开关SA手动合闸于故障线路6重合闸闭锁回路7防止断路器多次重合于永久性故障的措施,接线特点分析,1用控制开关SA与断路器位置不对应的启动方式2利用电容器C的充放电获得重合闸脉冲3

8、断路器合闸可靠4装置中设有KAT，可实现后加速,（4）防跳措施 跳跃现象：QF跳合跳合多次 跳跃原因：线路发生永久性故障 且接点ZJ1、ZJ3发生粘连 防跳措施：装设KCF（TBJ） 继保第二次跳DL同时TBJI动作 KCF3：保证DL可靠跳闸 KCF2：切断DL合闸回路 KCF1：自保持，使KCFV动作（在QF跳闸后，KCFI失磁时实现防跳）,复习提问： 1展开图中各元件接点状态判断继电器、断路器辅助接点、按钮、SA 2SA进行跳闸操作时各接点状态 3C在何时充电、充电电压、时间、回路 4线路未投入，C是否充电，为什么？ 5瞬时性故障，ARC动作过程，每个过程主要元件作用 6永久性故障，AR

9、C能动作几次，为什么？ 7永久性故障，ARC如何动作 8跳跃现象、原因 9防跳措施、原理,联络线有一回以上可采用单侧电源ARC 联络线只有一回除满足前述ARC基本要求外，还应考虑： （1）时间配合问题 两侧QF均跳开0.51.5s再进行重合 （2）同期问题 一、双侧电源线路ARC的类型及应用 1、非同期重合闸 同期条件范围较宽 2、快速重合闸 适用：110KV及以上线路（全线快速保护：高频闭 锁距离保护） 且QF为快速型,4.3 双侧电源线路ARC, 双侧电源送电线路重合闸的特点,双侧电源送电线路重合闸除满足单侧电源各项要求以外,还应满足以下两点要求:,42 双侧电源线路的三相一次自动重合闸,

10、时间的配合：,同期问题：,考虑两侧保护可能以不同的延时跳闸，此时须保证两侧均跳闸后，故障点有足够的去 游离时间。,重合时两侧系统是否同步的问题以及是否允许非同步合闸的问题。, 双侧电源送电线路重合闸的主要方式：,快速自动重合方式：,当线路上发生故障时，继电保护快速动作而后进行自动重合。其特点是快速，须具备下列条件：,(1)、线路两侧均装有全线瞬时保护。 (2)、有快速动作的DL，如快速空气断路器。 (3)、冲击电流允许值。,非同期重合闸方式：,就是不考虑系统是否同步而进行自动重合闸的方式（期望系统自动拉入同步，须校验冲击电流，防止保护误动）。,检查双回线另一回线电流的重合闸方式：,自动解列重合

11、闸方式：,具有同步检定和无压检定的重合闸：,在两侧的断路器上，除装有单侧电源线路的ZCH外，在一侧（M侧）装有低电压继电器，用以检查线路上有无电压（检无压侧），在另一侧（N侧）装有同步检定继电器，进行同步检定（检同步侧）。,（1）工作过程：,当线路短路时，两侧DL断开，线路失去电压，M侧低电压继电器动作，经ZCH重合。,a、重合成功，N侧同步检定继电器在两侧电源符 合同步条件后再进行重合，恢复正常供电；,b、重合不成功，保护再次动作，跳开M侧DL不再 重合，N侧不重合。,a、重合成功，N侧同步检定继电器在两侧电源符 合同步条件后再进行重合，恢复正常供电；,（2）两点说明：,a、有上述分析可见，

12、M侧DL如重合于永久性故障，就将连续两次切断短路电流，所以工作条件比N侧恶劣，为此，通常两侧都装设低电压继电器和同步检定继电器，利用连结片定期切换其工作方式，以使两侧工作条件接近相同。,b、在正常工作情况下，由于某种原因（保护误动、误碰跳闸机构等）使检无压侧（M侧）误跳闸时，因线路上仍有电压，无法进行重合（缺陷），为此，在检无压侧也同时投入同步检定继电器，使两者的触点并联工作。这样，在上述情况下，同步检定继电器工作，可将误跳闸的DL重新合闸。,注：在使用同步检定的一侧，绝对不允许同时投入无压 检定继电器。,（2）同步检定继电器工作原理,电磁式：两个电压线圈接入同名相的电压 和 产生的磁通方向相

13、反为磁通 ，反应是两电压产生的磁通之差即两电压之差。,当UM=UN时，,当=0时，,U=0，=0。继电器不动，常闭接点闭合，重合闸可动。,，。继电器动作，常闭触点打开，将重合闸闭锁，使之不能动作。,一般当20时，同步检定继电器常闭触点闭合，起动重合闸继电器，经0.51S后发出合闸脉冲。,43 重合闸动作时限的选择原则, 单侧电源线路的三相重合闸：,原则上越短越好，但应力争重合成功，保证：,故障点电弧熄灭、绝缘恢复；,断路器触头周围绝缘强度的恢复及消弧室重新充满油，准备好重合于永久性故障时能再次跳闸，否则可能发生DL爆炸，如果采用保护装置起动方式，还应加上DL跳闸时间。,根据运行经验，采用1s左

14、右。, 双侧电源线路的三相重合闸：,除单侧电源线路的三相重合闸时间配合的要求外，还须考虑时间配合，按最不利情况考虑：本侧先跳，对侧后跳。,不对应起动方式：,保护起动,重合闸前加速保护（简称“前加速”）,44 双侧重合闸与继电保护的配合,3处采用前加速的方式：任一条线路上发生故障时，第一次都由保护3瞬时动作予以切除。如d1点故障，保护3无选择性瞬时故障，但3跳闸以后，即起动重合闸，重新恢复供电；纠正无选择性永久故障，则第二次由保护1或2切除。若2拒动时，则3第二次按有选择性的时限t3动作于跳闸。,过流保护，按阶梯型原则整定动作时限。,前加速的优点：,（1）快速切除瞬时性故障；,（3）保证发电厂和

15、重要变电所的母线电压在 0.60.7倍额定电压以上，保证电能质量；,（2）可能使瞬时性故障来不及发展成永久故 障,提高重合闸成功率；,（4）使用设备少，只需装设一套重合闸装置, 简单、经济,前加速适用于35KV以下由发电厂或重要变电所引出的线路上。,前加速的缺点：,（1）断路器工作条件恶劣，动作次数较多；,（2）重合于永久故障时，切除的时间可能较长；,（3）如果重合闸装置或断路器3拒绝合闸，则将 扩大停电范围,重合闸后加速保护（“后加速”）,第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作。瞬时切除故障，该方式适用于35KV以上的网络及重要

16、负荷供电的送电线。,右图中LJ为过电流继电器的触点，当线路发生故障时，它起动时间继电器SJ，然后经整定的时限后SJ2触点闭合，起动出口继电器ZJ而跳闸。,当重合闸以后，如前分析，JSJ的触点将闭合1s的时间，如果重合于永久性故障上，则LJ再次动作，此时即可由时间继电器的瞬时常开触点SJ1，压板LP和JSJ的触点串联而立即起动ZJ动作于跳闸，从而实现重合闸以后使过电流保护加速的要求。,（3）与前加速相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制。,后加速的优点：,（1）第一次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，不允许保护无选择性动作而以重合闸来纠正；,（2）保证了永久性

17、故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的；,后加速的缺点：,（1）每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比较为复杂；,（2）第一次切除故障时可能可能带延时。,3、检查无压和检查同期重合闸 检查无压先合 检查同期后合 4、自同期重合闸 系统侧检查无压先合 水电站侧自同期后合 二、检查无压和检查同期重合闸 1、工作原理， N侧：1YJ（低电压继电器）检查线路无电压 （先合） M侧：TJJ（频差继电器）检查线路两侧电源 fsfsy（后合）,N侧：检查无压ARC无法恢复并列 （4）重合闸方式的变换 1LP选择检查无压和检查同期两种ARC方式 1LP投入：检查无压ARC 1LP不投：检查同期ARC 两侧

18、1LP同时投入：可能造成非同期并列 两侧1LP均不投入：线路两侧QF均无法投入,3、检查无压和检查同期重合闸的原理接线 单侧ARC起动回路增设两个条件： 1YJ2（常闭）+LP检查无压ARC起动回路 1YJ1（常开）+TJJ（常闭）检查同期ARC起 动回路,永久性故障：检查无压ARC侧（N侧）QF切断次数多，工作条件差利用QP定期切换两侧工作方式，使QF工作条件接近 2、两侧ARC的配合 （1）顺序的配合 检查无压侧先合 检查同期侧后合 （2）同期侧QF不会误重合 永久性故障：N侧重合后，M侧同期条件符合，M侧 仍不会动作tKYtARC （3）QF误碰跳闸的补救 M侧：检查同期ARC自动恢复并

19、列,复习提问： 1、瞬时性故障，双侧电源线路ARC动作过程 2、永久性故障，双侧电源线路ARC动作过程 3、LP作用 同时投、同时不投后果,4.4 自动重合闸与继电保护的配合,分类：重合闸前加速保护； 重合闸后加速保护。 作用：当发生永久性故障时，在ARC动作前、后短 接继保动作时限满足保护速动性要求,二、重合闸前加速保护 1、特点：只在电源侧装设一套ARC装置，且电源装无选择性电流速断保护（保护范围为所有线路）（1LJ整定为无选择性，按最末级线路末端短路电流整定）,2、原理： 永久性故障：第一次瞬时无选择跳QF1ARC动作第二次按时限有选择跳相应回路QF3,4、缺点： 永久性故障，再次切除故

20、障的时间可能很长；装ARC的QF动作次数多，若QF拒动，将扩大停电范围。 主要用于35KV以下几段串联的辐射形线路中。,3、优点： （1）节省投资（只有一套ARC ） （2）减少绝缘损坏程度，提高ARC成功率 (3)有利于快速切除瞬时性故障,1、特点：各回线路分别装设ARC装置 2、原理： 永久性故障：第一次按时限有选择跳QFARC动作 第二次瞬时有选择跳QF 3、加速段的选择：,二、重合闸后加速保护,第一次短路时，保护1 II段动，ZCH重合，之后保护1瞬时动。 优点：第一次跳闸时有选择性的，再次切除故障的时间加快，有利于系统并联运行的稳定性。,缺点：第一次动作时间可能对时限。 应用于35K

21、V以上的高压网络中。,前加速和后加速比较原理图,单相重合闸和三相重合闸综合在一起综合重合闸（目前没有任何系统采用该方式）。 K(1)跳单相合单相。（单重方式）；相间K跳三相合三相。（三重方式） 对单相重合闸的评价,4.5 综合重合闸：,由重合闸方式开关QK选择四种运行方式：单重、三重、综重、停用。,单重：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；相间故障跳开三相不进行重合。,三重：任何故障跳开三相然后进行三相重合，如重合不成功，则跳开三相而不再进行重合； 综重：单相接地短路时跳开单相，然后进行单相重合，相间故障跳开三相，然后进行三相重合，如重合不成功则

22、跳开三相不进行重合。,停用：任何故障跳开三相不进行重合，,220KV500KV系统中，由于线间距离大，经验表明，绝大多数故障为单相接地故障d(1)。此时，若只跳开故障相，其余两相仍继续运行，可提高供电的可靠性和系统并联运行的稳定性，还可减少相间故障的发生。 单相自动重合闸：K(1) 保护动，跳故障相单相重合 成功，恢复三相供电;不成功，允许非全相运行再次跳故障相不重合。 不允许非全相运行再次跳三相不重合。 若是相间短路，跳三相不重合。,二 单相重合闸介绍,2、应考虑潜供电流的影响： 相间电容、相间电感提供潜供电流，使熄弧时间长，所以单相重合闸动作时间一般应比三相重合闸的动作时间长。 1）非故障

23、相A通过A、C 相间的电容Cac 供给的电流。 2）非故障相B通过B、C 相间的电容Cbc 供给电流。 3）继续运行的两相中，由于仍流过负荷电流，而在C 相中产生互感电动势EM ，此电动势通过故障点和该相对地电容Co 而产生的电流。,特点：,1、需装设故障判别元件和故障选相元件： 判别元件一般零序电流I0、零序电压U0。相间、三相短路无I0、U0，直接跳三相。判断为接地短路，再由选相元件判别K(1)、K(1.1)。 选相元件：电流元件；电压元件、阻抗元件，在K(1)时，选出故障相。,3、应考虑非全相运行状态的影响： 此时将出现负序和零序分量的电流和电压，其影响： （1）I2对发电机的影响：在转子中产生倍频交流分量，产生附加发热。转子中的偶次谐波也将在定子绕组中感应出偶次电动势，与基波叠加，有可能产生危险的高电压，允许长期非全相运行的系统应考虑其影响。 （2）零序电流对通信的影响：对邻近的通信线路直接产生干扰，可能造成通信设备的过电压，对铁路闭塞信号也会产生影响。 （3）非全相运行状态对继电保护的影响：保护性能变坏，甚