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综合重合闸

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综合重合闸_第1页
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综合重合闸一、 自动重合闸(简称ZCH)的作用电力系统输电线路的故障按其性质可分为瞬时性故障和永久性故障两种瞬时 性故障 主要是指由雷电引起的绝缘子表面闪络、线路对树枝放电、大风引起的短时 碰线、通过鸟 类身体的放电等原因引起的短路这类故障由继电保护动作断开电源 后,短路点电弧熄灭, 故障自行消失,此时若重新合上线路断路器,就能恢复正常 供电显然这将大大提高输电 线路的供电可靠性自动重合闸装置就是将被跳开的 线路断路器重新合上的一种自动装置自动重合闸装置将断路器重新合闸后,如果线路上没有故障,继电保护不会再 动作跳 闸,系统即可恢复正常运行状态,重合闸成功如果线路上是永久性的故障, 例如倒杆、 断线、绝缘子击穿、带地线合闸,或者是去游离时间不够等,断路器合 闸以后故障依然存 在,继电保护再次将断路器跳开,重合闸不成功实际运行表明, 架空输电线路上有 90% 的故障是瞬时性的故障,所以重合闸的成功率很高自动重合闸装置的作用如下:1、 提高供电可靠性对瞬时性故障可迅速恢复正常运行,减少了停电造成的 损失2、 可以纠正由于继电保护误动、人员误碰或断路器本身机构不良等原因导致 的断路器 误跳闸。

3、 提髙了系统并列运行的稳定性重合闸成功以后系统恢复成原先的网络结 构,加大 了功角特性中的减速面积,有利于系统恢复稳定运行由于自动重合闸装置带来的效益可观,而且结构简单、实现方便、工作可靠, 因此在 电力系统得到广泛应用但是采用自动重合闸装置后,如果重合到永久性故障的线路上,也 会产生一些不利影响:1、 系统将再一次受到故障电流的冲击,可能引起系统振荡2、 断路器工作条件恶化,需要在短时间内连续两次切断短路电流二、 自动重合闸的分类自动重合闸装置的类型很多,根据不同的特征,通常可进行以下分类:1、 按作用于断路器的方式可分为三相、单相和综合重合闸三种2、 按重合闸条件可分为单侧电源线路、双侧电源线路重合闸双侧电源线路 重合闸又 可分为快速、非同期、检无压和检同期重合闸等3、 按动作次数可分为一次、二次重合闸所谓二次重合闸是第一次重合闸时, 故障还未消失,继电保护又将断路器跳开,自动重 合闸再发第二次合闸命令对于 永久性短路故障,这样做的后果是系统将在短时间内连续 受到三次短路电流的冲 击,对系统稳定很不利,断路器也需要在短时间内连续切除三次短 路电流,所以二 次重合闸很少使用为了实现一次重合闸,通常采用“电容器充放电”的原理,工程上也称“重合闸 充放 电”。

当手动合闸或者自动合闸后,如果一切正常重合闸开始“充电”当充电时 间大于 10 15s 后才“充电”结束当重合闸发合闸命令前先要检查重合闸是否充电,只有“充电” 结束才能发合闸命令重合闸发出合闸命令时立即“放电”当断路器重 合成功以后又开始 充电如果重合于永久性故障线路上,保护立即再次将断路器跳开,由于“充电”时间短 “充电”未结束,所以不再发合闸命令,实现了一次重合闸的要 求需要闭锁重合闸时, 釆用瞬时“放电”来实现的三、 对自动重合闸的基本要求1、自动重合闸装置动作应迅速为尽量减少停电对用户造成损失,要求自动 重合闸动 作时间越短越好但自动重合闸装置动作时间必须考虑保护装置复归、故 障点去游离及绝 缘强度恢复、断路器操动机构复归及再次合闸所需的准备时间2、手动跳闸时不应重合当运行人员手动操作控制开关或遥控使断路器跳闸 时,属正 常运行操作,自动重合闸不应动作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因为手 合前,线 路上还没有电压,如果合闸到故障线路,则线路故障多数为永久性故障, 即使重合也不成 功4、自动重合闸装置宜釆用控制开关与断路器位置不对应启动,即当控制开关 在合闸后 位置而断路器处在断开位置的情况下启动重合闸。

这样可以保证无论什么 原因使断路器跳 闸后,都可以启动重合5、自动重合闸的动作次数应符合规定在任何情况下(包括装置本身元件损 坏以及继 电器触点黏结或拒动)均不应使断路器重合次数超过规定次数(如一次重 合闸只允许动作 一次)否则当重合于永久性故障时,系统将多次受到冲击,损坏断路器,并扩大事故6、自动重合闸装置应能在重合闸动作后自动复归,准备好下次动作7、自动重合闸装置应能在重合闸后加速继电保护动作必要时,也可在重合 闸前加速 保护动作自动重合闸与继电保护相互配合,可加速切除故障8、自动重合闸装置应能自动闭锁当断路器处于不正常状态(如气压、液压 低,开关 未储能等)、自动按频率减负荷装置、母差保护动作不允许自动重合闸时, 应将自动重合闸 闭锁四、单侧电源线路的三相一次重合闸 单侧电源线路是指单侧电源辐射状单回线路和平行线路,其特点是仅有一个电 源供电, 不存在非同期合闸问题,重合闸装于线路送电侧重合闸的时间应大于故障点熄弧时间及周围介质去游离时间外,还应大于断路 器及操 动机构恢复到准备合闸状 态所需要时间在电力系统中,单侧电源线路 广泛采用三相一次重合闸方式所 谓三相一次重合闸方 式是指不论 线路上发生接地短路还是相间短 路故障,继电保护装置动作将断路 器三相一 起跳开,然后重合闸装置 动作,将断路器三相重新合上的自 动重合闸方式。

若为瞬时性故 障,重合成功;若为永久性故障,则继 电保护加速再次将断路器三相一 起跳开,不再进行 重合其工作流 程如图TYBZ01304002-1所示五、双侧电源线路的三相一次自动 重合闸双电源线路是指发电厂-变电站、变电站-变电站间的联络线,其特点是一条 线路两端 都有电源在双电源线路上实现重合闸的特点是必须考虑线路跳闸后电力 系统可能分裂成 两个彼此独立的部分,可能进入非同期运行状态,因此除应满足单 电源线路的三相自动重合闸的基本条件外,还必须考虑时间配合和同期两个问题所谓时间配合是指当双电源线路发生故障时,线路两侧保护装置可能以不同的 时限断 开两侧断路器,因此只有在后跳开的断路器断开后,故障点才能断电、去游 离为使重合 闸成功,应保证路两侧断路器均已跳开、故障点电弧熄灭且绝缘 强度已恢复的条件下 进行自动重合闸即重合闸应从后跳开的断路器断开后开始计 时,并保证故障点有足够的 断电时间,通常取 0.5 3.0s所谓同期问题是指当线路发生故 障,断路器跳开后,线路两侧电源电动 势相位差将增 大而失去同步后合闸一侧断路器重合时应考虑是否同期以及 是否允许非同期合闸问题 因此,在双 侧电源线路上,应根据重合闸的条件釆 取不同的重合闸方式。

一般情况下,双 电源线路应釆用检查线路无电压(简称 检无压)和检查线路和母线电压同期 (简称检同期) 的三相一次自动重合闸 显然在这种重合闸方式不会产生危及 设备的冲击电流,也不会引 起系统振 荡,合闸后能迅速拉入同步其工作流 程如图所示对于双电源供电的平行线路, 可釆用检查相 邻线路有电流的三相一次自动重合闸图 TYBZ01304003-2 为检无压 和检同期三相自动重合闸原理接线 示意图这种重合闸 方式是在单侧电 源线路的三相一次重合闸基础上增 加条件来实现的,即除路两侧均 装设单侧电源线路三相一次重合闸装置外,两侧还装设检定线路无压的低电压元件(KV) 和检定两侧电源同步的检同期元件(KY),并把KV和KY的触点串入重合闸时间元件的启动回路中NYN故障消失线路停运无压侧保护第 二次动作跳闸输电线路图TYBZO1304003-1 检无压、检同期三相一次重合闸工作流程两侧保护动作跳闸无压侧自动重合闸同期侧自动童合闸正常运行正常运行时,两侧同步检定元件KY通过连接片均投入,而检无压侧(M侧)KV元件仅 一侧投入,另一侧(N侧)KV通过连接片断幵其工作原理如下:当输电线路上发生故障时,两侧继电保护动作跳开两侧断路 器后, 线路失去电压,两侧的KY不动作,其触点打开。

这时检无压的M侧低电压 元件KV动作, 其触点闭合,经无压连接片启动自动重合闸(ARC),经设定时间M侧断路器重合如果线路 发生的永久性故障,则M侧后加速保护动作,再次跳开该侧断路器不再重合由于N侧断 路器已跳开,这样N侧线路无电压,N侧母 线上有电压,N侧同步检定元件KY触点不闭合, 所以N侧自动重合闸不会动作如果线路上发生的是瞬时性故障,则 M 侧检无压重合成功 N 侧线路有电压, 此时 N 侧同步检定元件KY即有母线电压,又有线路侧电压,N侧同期检定元件检测两电压的电压 差、频率差及相角差是否在允许范围内,当满足同期条件时, KY 触点闭合,且闭合时间大 于重合闸时间,经同期连接片使N侧自动重合闸动作,合上N侧断路器,线路恢复正常供 电由以上分析可知,无压侧断路器在重合至永久性故障时,将连续两次切断短路 电流, 而同步侧断路器不会动作,显然其工作条件比同步侧恶劣,为使两侧断路器 工作条件接近 相同,利用连接片可定期切换两侧重合闸的工作方式在正常运行时,又有某种原因(如误碰跳闸、保护误动等),使断路器误跳时, 如果是 同步侧断路器误跳闸,该侧同期元件检同期条件满足,使断路器重合;如果 是无压侧断路 器误跳时,由于线路上有压,检无压条件不满足而不重合,为此无压 侧也投入同期检定连 接片,目的就是在这种情况下通过检同期实现自动重合,恢复 正常运行。

这样无压侧不仅 要投入检无压元件KV,还应投入检同期元件KY,两者并联工作而同步侧只投入检同期元 件,检无压元件不投入如两侧都投上检无压 元件,会造成非同期合闸,合闸瞬间产生很 大的冲击电流,系统可能产生振荡六、 水电站的自同期重合闸1、 水电站自同期重合闸的意义水电站以单回线路与电力系统联接,当该线路故障跳闸时,由于机组甩负荷,将导致 水 电站母线频率迅速上升,甚至使机组停机路故障消除后,机组重新起动、并网,恢复发电,需要时间较长即便在不停机 情 况下再次并网,操作也较缓慢,解决不了电力系统稳定运行的需要若采用重合闸恢复 并 网,时间快得多但一般的检查同期ZCH较难达到目的在事故情况下,如经验算水电站机组允许用自同期方式并列,则可采用自同期重合闸, 可迅速恢复并网,则对电力系统事故后电压的恢复,系统的稳定运行有着显著效果但自同期重合闸方式因自同 期并列方式的固有缺点,存在一定的电流冲击2、 水电站采用自同期重合闸的条件 当水电站具备以下条件时,可考虑装设自同期重合闸:(1) 经过验算,水轮发电机组采用自同期并列方式产生的冲击电流在允许范围内,对 系 统电压降低的影响不太大,根据规程规定允许在事故情况下以自同期方式并列。

2) 机组水力机械自动化较完善,可用一个自同期重合闸脉冲完成开机、并网、带上 故 障跳闸前负荷的全过程3) 水电站以单回路向电力系统送电4)电站近区用电较小,并容许短时停电及电压降低七、 自动重合闸与继电保护的配合自动重合闸与继电保护配合工作可以加速切除故障,提高供电可靠性一般釆 用以下 两种配合方式1、重合闸前加速保护重合闸前加速保护,简称前加速一般用于具有几段串联的辐射形线路,自动 重合闸 装置仅安装在靠近电源的线路上,当本线路及以下线路发生故障时,靠近电 源的保护首先 无选择性地瞬时动作于跳闸,重合闸后,如果是瞬时性故障,则重合 成功;如果是永久性 故障,则按照保护的时限配合实行选择性跳闸这种先用速断 保护无选择地将故障切除, 然后进行重合闸的方式称为重合闸前加速保护方式前加速保护方式优点是既能加速切除瞬时性故障,又能在重合后有选择性地断 开永久 性故障其缺点是保护首次动作无选择性,一旦断路器或自动重合闸拒动, 将扩大停电范 围,且配有自动重合闸的断路器动作次数多所以前加速保护方式主要适用于10kV的直配 线路上,以便快速切除故障保证母线电压2、重合闸后加速保护自动重合闸后加速保护,简称后加速。

采用自动重合闸后加速时,必须在各线路上都 装设有选择性的保护和自动重合闸装置当任一线路上发生故障时,首先由故障线路的保 护有选择性动作,将故障切除,然后由自动重合闸装置进行重合如 果是瞬时性故障,则 重合成功,线路恢复正常供电;如果是永久性故障,则加速故 障线路保护瞬时动作,将故 障再次切除这种在重合闸后加速保护动作,使永久性 故障加速切除的方式,称为重合闸 后加速后加速的优点是:保护动作是有选择性地切除故障,不会扩大停电范围,能保 证永久 性故障在重合闸后瞬时切除特别是在高压电网中,一般不允许保护无选择 性动作,所以 应用重合闸后加速方式比较合适在电力系统中,检同期重合闸不釆用“后加速”因为若线路发生故障为瞬时 性故障, 无压侧重合成功,故障已消失,所以同期侧就不需要采用后加速若是永 久性故障,无压 侧重合后已再次跳开,同期侧釆用后加速已没有意义。

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