配电线路自动重合闸.docx

配电线路自动重合闸.docx

《配电线路自动重合闸.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《配电线路自动重合闸.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

配电线路自动重合闸

配电线路自动重合闸

运行经历说明，在电力系统中发生故障很多都属于暂时性，如雷击过电压引起绝缘子外表闪络，大风时短时碰线，通过鸟类身体放电，风筝绳索或树枝落在导线上引起短路等。

对于这些故障，当被继电保护迅速断开电源后，电弧即可熄灭，故障点绝缘可恢复，故障随即自行消除。

这时，假设重新使断路器合上，往往能恢复供电，因而减小停电时间，提高供电可靠性。

当然，重新合上断路器工作可由运行人员手动操作进展，但手动操作时，停电时间太长，用户电动机多数可能停转，重新合闸取得效果并不显著。

为此，在电力系统中，往往用自动重合闸〔简称ZCH〕代替运行人员手动合闸。

在电力系统中，配电线路是发生故障最多元件，并且它故障大多属于暂时性，因此，自动重合闸在高压配电线路上得到极其广泛应用。

一、自动重合闸作用及要求

在配电线路上装设自动重合闸装置，对于提高供电可靠性无疑会带来极大好处。

但由于自动重合闸装置本身不能判断故障性质是暂时性，还是永久性，因此在重合之后，可能成功〔恢复供电〕，也可能不成功。

根据运行资料统计，配电线路自动重合闸装置动作成功率〔重合闸成功次数/总重合次数〕相当高，约在60%～90%之间。

可见采用自动重合闸装置给电力系统带来显著技术经济效益，它主要作用是：

〔1〕在线路上发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而可提高供电可靠性；

〔2〕在高压线路上采用重合闸，可以提高电力系统并列运行稳定性，从而提高线路输送容量；

〔3〕在电网设计与建立过程中，有些情况下由于采用重合闸，可以暂缓架设双回线路，以节约投资。

〔4〕可以纠正由于断路器机构不良，或继电保护误动作引起误跳闸。

由于自动重合闸装置本身投资低，工作可靠，采用自动重合闸装置后可防止因暂时性故障停电而造成损失。

因此规程规定，在1千伏及以上电压架空线路或电缆与架空线混合线路上，只要装有断路器，一般都应装设自动重合闸装置。

但是，采用自动重合闸后，当重合于永久性故障时，系统将再次受到短路电流冲击，可能引起电力系统振荡，继电保护应加速使断路器断开。

断路器在短时间内连续两次切断故障电流，这就恶化了断路器工作条件。

对油断路器而言，其实际能切断短路容量降低到额定切断容量80%左右。

因此，在短路容量比拟大电力系统中，重合闸使用受到了限制。

根据生产需要与运行经历，对配电线路自动重合闸装置，提出了如下根本要求：

〔1〕动作迅速

在满足故障点去游离〔即介质恢复绝缘能力〕所需时间与断路器消弧室与断路器传动机构准备好再次动作所必需时间条件下，自动重合闸装置动作时间应尽可能短。

因为从断路器断开到自动重合闸装置发出合闸脉冲时间愈短，用户停电时间就可以相应缩短，从而可以减轻故障对用户与系统带来不良影响。

重合闸动作时间，一般采用～秒。

〔2〕不允许任意屡次重合

自动重合闸装置动作次数应符合预先规定。

如一次重合闸就只应重合一次。

当重合于永久性故障而断路器再次跳闸时，就不应再重合。

在任何情况下，例如装置本身元件损坏，继电器拒动等，都不应把断路器错误地屡次重合到永久性故障上去。

因为如自动重合闸装置屡次重合于永久性故障，将使系统屡次遭受冲击，还可能使断路器损坏，从而扩大事故。

〔3〕动作后应能自动复归

当自动重合闸装置成功动作一次后，应能自动复归，准备好再次动作。

对于雷击时机较多线路，为了发挥自动重合闸装置效果，这一要求更是必要。

〔4〕手动跳闸时不应重合

当运行人员手动操作或遥控操作使断路器断开时，装置不应自动重合。

〔5〕手动合闸于故障线路不重合

当手动合闸于故障线路时，继电保护动作使断路器跳闸后，装置不应重合，因为在手动合闸前，线路上还没有电压，如合闸后即已存在有故障，那么故障多属永久性故障。

二、自动重合闸分类

按配电线路所联接电源情况，分为单电源线路自动重合闸与双电源线路自动重合闸。

按其功能不同，分为三相自动重合闸〔SZCH装置〕，单相自动重合闸〔DZCH装置〕与综合自动重合闸装置〔ZZCH装置〕。

其中三相自动重合闸有分为单侧电源线路三相自动重合闸与双侧电源线路三相自动重合闸。

按允许动作次数多少，可分为一次动作自动重合闸，两次动作自动重合闸等。

对于双侧电源线路三相自动重合闸，根据系统情况，按不同重合闸方式，分为三相快速重合闸、非同步自动重合闸、检查线路无压与检查同步三相自动重合闸、解列三相自动重合闸与自同步三相自动重合闸。

按与继电保护配合，分为重合闸前加速继电保护动作自动重合闸与重合闸动作后加速继电保护动作自动重合闸。

按重合闸构成原理，分为电磁型、晶体管型、微机型。

三、单侧电源线路三相一次自动重合闸

在电力系统中，三相一次重合闸方式应用十分广泛。

所谓三相一次自动重合闸方式，就是不管在输电线路上发生单相接地短路还是相间短路，继电保护装置均将线路三相断路器一起断开，然后重合闸装置启动，将三相断路器一起合上。

假设故障为暂时性，那么重合成功，假设故障为永久性，那么继电保护再次将断路器三相一起断开，而不再重合。

三相一次自动重合闸装置由启动元件、延时元件、一次合闸脉冲元件与执行元件四局部组成。

当断路器跳闸之后，使延时元件起动；一次合闸脉冲元件保证重合闸装置只重合一次；执行元件启动合闸回路与信号回路，还可与保护配合，实现重合闸后加速保护。

四、双侧电源线路三相一次自动重合闸

4.1.双侧电源配电线路重合闸特点

〔1〕时间配合问题

当线路上发生故障时，两侧保护装置可能以不同时限动作于跳闸，例如在一侧为第Ⅰ段动作，而另一侧为第Ⅱ段动作，此时为了保证故障点电弧熄灭与绝缘强度恢复，以使重合闸有可能成功，线路两侧重合闸必须保证在两侧断路器都跳闸以后再进展重合。

〔2〕同期问题

当线路上发生故障跳闸之后，常常存在着重合闸时两侧电源是否同步，以及是否允许非同步合闸问题。

因此，双侧电源线路上重合闸，应根据电网接线方式与运行情况，采用不同重合闸方式。

4.2.双侧电源配电线路重合闸主要方式

.快速自动重合闸方式

快速自动重合闸方式，就是当配电线路上发生故障时，继电保护很快使线路两侧断路器断开并接着进展重合。

其最大特点是快速，采用此方式必须具有以下一些条件：

〔1〕线路两侧断路器都装有能瞬时动作全线速动继电保护装置，如高频保护等；

〔2〕线路两端必须装有可以进展快速重合闸断路器，如快速空气断路器；

〔3〕在两侧断路器重合闸瞬间，配电电路上所出现冲击电流对电力系统各元件冲击均未超过其允许值。

.非同期重合闸方式

非同期重合闸方式，就是采取不考虑系统是否同步而进展自动重合闸方式。

当线路断路器断开后，即使两侧电源已失去同步，也自动重新合上断路器并期待由系统自动拉入同步。

采用此种方式条件为：

〔1〕非同步合闸时产生实际可能最大冲击电流按δ为180o时计算，应不超过规定允许值。

〔2〕采用此种方式后，在两侧电源由非同步拉入同步过程中，系统处于振荡状态，在振荡过程中对重要负荷影响要小，对继电保护影响也必须采取措施躲过。

.检查另一回路电流重合闸与解列重合闸方式

〔1〕检查另一回路电流重合闸方式

对于不能采用非同期重合闸没有其它旁路联系双回线，因为当另一回路上有电流，即表示两侧电源仍然是同步，所以可以采用检查另一回路电流重合闸方式。

〔2〕解列重合闸方式

图11–18单回线上采用解列重合闸示意图

在双侧电源单回线上，当不能采用非同期重合闸时，可采用解列重合闸方式。

如图11–18所示，正常时由系统向小电源输送功率。

当线路在d在发生故障后，系统侧保护动作使线路断路器跳闸，小电源侧保护动作那么使解列点跳闸，而不跳故障线路断路器，小电源与系统解列后，其容量应根本上与所带重要负荷相平衡，这样就可以保证地区重要负荷连续供电并保证电能质量。

在两侧断路器跳闸后，系统侧重合闸检查线路无电压，在确认对侧已跳闸后进展重合，假设重合成功，那么系统恢复对地区非重要负荷供电，然后，再在解列点处实行同步并列，即可恢复正常运行；假设重合不成功，那么系统侧保护再次动作跳闸，地区非重要负荷将被迫中断供电。

解列点选择原那么是：

尽量使发电厂容量与其所带负荷接近平衡，这是这种重合闸方式所必须考虑并加以解决问题。

.具有同步检定与无压检定重合闸方式

图11–19具同步检定与无压检定重合闸方式示意图

具有同步检定与无压检定重合闸方式工作原理如图11–19所示，在两侧断路器上，除装有单侧电源线路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，进展同步检定〔检同步侧〕。

当线路短路时，两侧断路器断开，线路失去电压，M侧低电压继电器动作，经ZCH重合。

假设重合成功，N侧同步检定继电器在两侧电源符合同步条件后再进展重合，恢复正常供电；假设重合不成功，保护再次动作，M侧断路器跳开不再重合，N侧也不再重合。

由上述分析可见，M侧断路器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与同步检定继电器，利用连接片定期切换其工作方式，以使两侧工作条件接近一样。

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，无法进展重合〔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，可将误跳闸断路器重新合闸。

要注意在使用同步检定一侧，绝对不允许同时投入无压检定继电器。

五、重合闸动作时限选择原那么

5.1.单侧电源线路三相重合闸

对于单侧电源线路三相重合闸要带时限，其原因主要有以下两个方面：

〔1〕在断路器跳闸后，故障点电弧熄灭以及周围介质恢复绝缘强度需要时间。

此时，还须计及负荷电动机向故障点反应电流所产生影响，因为它使绝缘强度恢复变慢；

〔2〕在断路器跳闸后，其触头周围绝缘强度恢复及消弧室重新充满油需要时间，其操作机构恢复原状态准备好再次动作也需要时间，必须在这个时间以后才能向断路器发出合闸脉冲。

否那么，如重合在永久性故障上，就可能发生断路器爆炸严重事故。

因此，重合闸动作时限在满足上述要求下，为了尽可能缩短电源中断时间，力求缩短。

如果重合闸用继电保护来起动，其动作时限还应加上保护动作时间与断路器跳闸时间。

根据运行经历，采用1秒左右时间较为适宜。

5.2.双侧电源线路三相重合闸

其时限除满足上述要求外，还应考虑线路两侧继电保护以不同时限切除故障可能性。

按最不利情况考虑，每一侧重合闸都应该以本侧先跳闸而对侧后跳闸作为考虑整定时间依据。

如图11–20所示

图11–20双侧电源线路重合闸动作时限配合示意图

在本侧跳闸以后，对侧还要经过〔

〕时间才能跳闸，那么先跳闸一侧重合闸动作时限应整定为

〔11–29〕

式中，

——本侧保护动作时间；

——对侧保护动作时间；

——断路器动作时间

——故障点灭弧与周围介质去游离时间。

六、自动重合闸与继电保护配合

6.1.自动重合闸前加速保护

前加速保护主要用于35kV以下由发电厂或重要变电站引出直配线路上，以便快速切除故障，保护母线电压。

在这些线路上一般只装设简单电流保护。

两者关系极为密切，保护可利用重合闸提供便利条件，加速切除故障，配电网一般主要采用重合闸前加速保护〔简称“前加速〞〕这种配合方式，如图11–21所示。

图11–21重合闸前加速保护图

前加速优点主要表现在以下几个方面：

〔1〕能够快速地切除瞬时性故障；

〔2〕可能使瞬时性故障来不及开展成永久性故障，从而提高重合闸成功率；

〔3〕能使发电厂与重要变电所母线电压保持在额定电压范围，从而保证厂用电与重要用户电能质量；

〔4〕使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。

但是前加速也存在着一些缺点：

〔1〕断路器工作条件恶劣，动作次数较多；

〔2〕重合于永久性故障上时，故障切除时间可能较长；

〔3〕如果重合闸装置或断路器1拒绝合闸，那么扩大停电范围。

甚至在最末一级线路上发生故障时，都会使连接在这条线路上所有用户停电。

6.2.自动重合闸后加速保护

所谓后加速就是当线路第一次故障时，保护有选择性动作，然后进展重合。

该方式广泛应用于35kV以上网络及对重要负荷供电配电线路上。

后加速优点主要表现在以下几个方面：

〔1〕第一次是有选择性切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要高压电网中，一般不允许保护无选择性动作，而后以重合闸来纠正〔即前加速方式〕；

〔2〕保证了永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性；

〔3〕与前加速保护相比，使用中不受网络构造与负荷条件限制，一般来说是有利而无害。

后加速缺点主要表现为以下两点：

〔1〕每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比拟为复杂；

〔2〕第一次切除故障可能带有延时。