重合闸.docx
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重合闸
重合闸
据统计,系统中永久性故障一般不到10%,其余故障都是由于雷击过电压引起的绝缘子表面闪络,大风时的短时碰线,树枝落在导线上等引起的瞬时故障。
当系统出现故障时,保护立刻动作使线路或设备断电,在非常短暂的时间内,故障点的电弧就会自动熄灭,使绝缘得以恢复。
此时自动重合闸装置动作,自动将断路器合上,恢复系统正常运行
关键词:
自动重合闸断路器系统运行
引言:
(1)瞬时性故障:
在线路被继电保护迅速断开后,电弧即行熄灭,故障点的绝缘强度重新恢复,外界物体也被电弧烧掉而消失,此时,如果把断开的线路断路器再合上,就能恢复正常的供电,因此称这类故障为“瞬时性故障”。
(2)永久性故障:
在线路被断开以后,故障仍然存在,这时即使再合上电源,由于故障仍然存在,线路还要被继电保护再次断开,因而就不能恢复正常的供电。
此类故障称为“永久性故障”。
据统计,系统中永久性故障一般不到10%,其余故障都是由于雷击过电压引起的绝缘子表面闪络,大风时的短时碰线,树枝落在导线上等引起的瞬时故障。
当系统出现故障时,保护立刻动作是线路或设备断电,在非常短暂的时间内,故障点的电弧就会自动熄灭,是绝缘得以恢复。
此时自动重合闸装置动作,自动将断路器合上,恢复系统正常运行。
一、自动重合闸在电力系统中的作用
自动重合闸(ZCH)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。
作用:
(P153)
(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。
应用:
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ZCH(P153,最后一段)。
但是,ZCH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,ZCH成功率60~90%,经济效益很高——>广泛应用。
二、对自动重合闸的基本要求:
(1)动作迅速。
,一般0.5”~1.5”。
tu——故障点去游离,tz——断路器消弧室及传动机构准备好再次动作。
(2)不允许任意多次重合,即动作次数应符合预先的规定,如一次或两次。
(3)动作后应能自动复归,准备好再次动作。
(4)手动跳闸时不应重合(手动操作或遥控操作)。
(5)手动合闸于故障线路不重合(多属于永久性故障)。
三、三相自动重合闸:
(一)单侧电源线路的三相一次重合闸:
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。
放电
(1)起动元件:
当DL跳闸之后,使延时元件起动。
起动方式:
两种,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。
(2)延时元件:
。
(3)一次合闸脉冲元件:
保证重合闸装置只重合一次。
(4)执行元件:
启动合闸回路和信号回路,还可与保护配合,实现重合闸后加速保护。
(二)两侧电源线路三相一次重合闸:
1、应考虑的两个问题:
(1)时间的配合:
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。
(2)同期问题:
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。
2、两侧电源线路上的主要合闸方式:
(1)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:
a、线路两侧均装有全线瞬时保护。
b、有快速动作的DL,如快速空气断路器。
c、冲击电流<允许值。
(P158,下表)
(2)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)。
(3)检查双回线另一回线电流的重合闸方式:
(P159,图5-4)
(4)自动解列重合闸方式:
双侧电源单回线上(P159,图5-5)
d点短路,保护1动——>1DL跳闸,小电源侧保护动——>跳3DL,1DL处ZCH检无压后重合,若成功,恢复对非重要负荷供电,在解列点实行同步并列——>恢复正常供电。
(5)具有同步检定和无压检定的重合闸:
具同步检定和无压检定的重合闸方式示意图
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。
2)两点说明:
a、有上述分析可见,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。
四、重合闸动作时限的选择原则
1、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:
(1)故障点电弧熄灭、绝缘恢复;
(2)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1”左右。
2、两侧电源线路的三相重合闸:
除上述要求外,还须考虑时间配合,按最不利情况考虑:
本侧先跳,对侧后跳。
动作时限配合示意图
不对应起动方式
保护起动
五、自动重合闸与继电保护的配合
两者关系极为密切,保护可利用重合闸提供的便利条件,加速切出故障,一般有如下两种配合方式:
1、重合闸前加速保护(简称“前加速”)
L1、L2、L3上任一点故障,保护1速断动,跳1DL——>ZCH重合,若成功,恢复正常供电;若不成功,按选择性动作。
优点:
快速切出故障,设备少。
缺点:
永久性故障,再次切除故障的时间可能很长;装ZCH的DL动作次数多,若DL拒动,将扩大停电范围。
主要用于35KV以下的网络。
2、重合闸后加速保护(简称“后加速”)
每条线路上均装有选择性的保护和ZCH。
第一次故障时,保护按有选择性的方式动作跳闸,若是永久性故障,重合后则加速保护动作,切除故障。
例:
第一次短路时,保护1II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35KV以上的高压网络中。
六、单相自动重合闸:
220KV~500KV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:
d
(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。
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I0、U0。
相间短路无I0、U0,直接三相。
接地短路,再由选相元件判别d
(1)、d(2.0)。
选相元件:
在d
(1)时,选出故障相。
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。
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,甚至不能正确动作。
对会误动的保护采取闭锁措施等。
七、综合重合闸:
单相重合闸和三相重合闸综合在一起——综合重合闸。
d
(1)——>跳单相——>合单相。
(单重方式)
相间d——>跳三相——>合三相。
(三重方式)
四种运行方式:
单重、三重、综重、直跳。
[1]