自动重合闸讲义

自动重合闸装置原理及规程运行经验表明，架空线路的故障主要是“瞬时性”的，如：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。自动重合闸在电力系统中的作用此时，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。如果把断路器再合上，就能够恢复正常的供电。雷电引起的绝缘子表面闪络；大风引起碰线；鸟类以及树枝等物落上导线上引起的短路。自动重合闸(ARC)自动重合闸的作用：因此，1KV及以上的架空线或电缆与架空线路的混合线路中有断路器时，应设自动重合闸。（3）可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸；（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；（4）在电网的设计与建设过程中，有些情况下由于考虑重合闸的作用，即可以暂缓架设双回路线路以节约投资。但是，当自动重合闸装置合闸于永久性故障时，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；动作迅速。，一般0.5”~1.5”；zuttt对自动重合闸装置的基本要求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。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；动作后应能自动复归，准备好再次动作；手动分闸时不应重合（手动操作或遥控操作）；手动合闸于故障线路不重合（多属于永久性故障）；自动重合闸装置重合到永久故障时，可以加速继电保护的动作，以便更好地和继电保护相配合，加速故障的切除；对自动重合闸装置的基本要求在双侧电源的线路上实现重合闸时，重合闸应满足同期合闸条件；当DL处于不正常工作状态（机构中，气压、液压降压等）而不允许实现重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。当线路上故障（单相接地短路、相间短路）继电保护装置动作跳开三相断路器自动重合闸装置起动,经0.5~1.5s延时,发重合脉冲重合三相断路器若故障是瞬时性的，重合成功；故障是永久性的，保护再次跳开三相断路器，不再重合。§5－1单侧电源线路的三相一次自动重合闸重合闸起动tZCH一次合闸脉冲元件控制开关KK&HQJXJ0.1sJSJ(放电)晶体管型一次重合闸的接线和工作原理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。zuZCHttt延时元件：重合闸起动tZCH一次合闸脉冲元件控制开关KK&HQJXJ0.1sJSJ(放电)(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: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。一次合闸脉冲元件：保证重合闸装置只重合一次;重合闸起动tZCH一次合闸脉冲元件控制开关KK&HQJXJ0.1sJSJ(放电)其中，一次合闸脉冲元件及控制开关闭锁回路等组成和保护相配合的后记忆元件的接线。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:§5－2双侧电源线路的三相一次自动重合闸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：～～ZCHZCHIId++自动解列重合闸方式：～～ZCHU解列点小电源重要负荷非重要负荷ABd123d点短路，保护1动作1DL跳闸，小电源侧保护动作跳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。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）。ZCHZCHUUU-UU-U同步无压无压同步++++MN（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。ZCHZCHUUU-UU-U同步无压无压同步++++MNa、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；ZCHZCHUUU-UU-U同步无压无压同步++++MNb、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，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UU电磁式：两个电压线圈接入同名相的电压和——产生的磁通方向相反——为磁通，反应是两电压产生的磁通之差——即两电压之差。'UU当UM=UN时，MU2Usin2δMUNUU当δ=0°时，ΔU=0，Φ∑=0。继电器不动，常闭接点闭合，重合闸可动。δ↑，Φ∑↑。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δ≤20°时，同步检定继电器常闭触点闭合，起动重合闸继电器，经0.5~1S后发出合闸脉冲。§5－3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。DL2tutZCHt1DLt1bht2bht1DLt0保护1跳闸保护2跳闸重合uDLbhDLbhZCHtttttt1.1.2.2.不对应起动方式：ubhDLbhZCHttttt1.2.2.保护起动DL2tutZCHt1DLt1bht2bht1DLt0保护1跳闸保护2跳闸重合重合闸前加速保护（简称“前加速”）§5－4双侧重合闸与继电保护的配合～ABCZCH3211d2dttbht1t2t3tt3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）保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.6~0.7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以上的网络及重要负荷供电的送电线。LJSJZJLPJSJSJ1SJ2+-LJSJZJLPJSJSJ1SJ2+-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。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：ABCIAIBCCCC0C0C0EM}M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）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。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）综合重合闸的四种工作方式：单重、三重、综重、停用。RCS-941型保护装置重合闸闭锁逻辑严重故障如手合或合闸于故障线路时闭锁重合闸，低周保护动作闭锁重合闸，低电压动作闭锁重合闸，手合或重合闸于故障线路（则距离后加速）闭锁重合闸。TV断线、多相故障时，经控制字选择是否闭锁重合闸。III段以上保护动作，由控制字选择是否闭锁重合闸。RCS-941型保护装置重合闸动作逻辑不允许或不能重合闸的情况（1）手动跳闸。（2）断路器失灵保护动作跳闸。（3）远方跳闸（4）断路器操作气压下降到允许值以下时跳闸。（5）重合闸停用时跳闸（6）重合闸在投运单相重合闸