继电保护自动重合闸

1/34自动重合闸2/345.1自动重合闸的作用及对它的基本要求瞬时性故障：开关跳开后，经过一段时间延时，故障消失。永久性故障：开关跳开后，故障依然存在。如：绝缘子表面闪络(雷电、污闪)，短时碰线(大风)，鸟类或树枝放电。(约占60－90％)如：倒杆、断线、绝缘子击穿等。（约占10％）自动重合闸应用的前提：统计数据表明，大部分的线路故障属于瞬时性故障！3/34自动重合闸（下面简写为ARD）装置：将因故障或人为误碰而跳开的断路器再进行自动合闸的一种自动装置。工作过程：1）线路发生短路故障，由继电保护设备控制断路器跳闸。2）经一定延时后，自动重合闸控制断路器再合闸。3）瞬时性故障——恢复供电；永久性故障——保护再跳闸。12K5.1自动重合闸的作用及对它的基本要求4/34二、自动重合闸的作用利：弊：1、瞬时性故障可迅速恢复供电，提高供电的可靠性；2、提高并列运行稳定性，提高线路输送容量；3、纠正断路器偷跳、保护误动、人为误碰等引起的误跳闸。在重合到永久性故障后，导致：1）系统再次遭受故障电流的冲击；2）断路器工作情况更加恶劣（短时间内两次切断故障电流）。统计数据表明：线路重合闸的利大于弊。目前的重合闸功能还无法区分瞬时性、永久性故障。5.1自动重合闸的作用及对它的基本要求5/34应用场合：≥10kV的架空线路或混合线路，只要装设了断路器，就可以配置重合闸:瞬时性故障居多永久性故障居多5.1自动重合闸的作用及对它的基本要求6/3412三、对自动重合闸的基本要求#1的1段范围#2的1段范围K必须在故障点切除之后，才允许重合闸！1）通常利用没有电流的特点(包括保护动作)；2）同时，还必须考虑对侧切除的时间。没有全线速动的保护时，一侧为I段动作，另一侧为II段动作（有延时）。5.1自动重合闸的作用及对它的基本要求7/34三、对自动重合闸的基本要求（1）重合闸不应动作的情况：①由值班人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时；②手动投入断路器，由于线路上有故障，而随即被继电保护将其断开时；③断路器处于不正常状态；（2）当断路器由继电保护动作或其他原因而跳闸后，重合闸均应动作，使断路器重新合闸；（3）自动重合闸的次数应符合预先的规定；（4）自动重合闸之后，能自动复归，准备好下一次的动作；（5）自动重合闸时间能够整定，能与继电保护配合；（6）双电源——同步5.1自动重合闸的作用及对它的基本要求8/34四、自动重合闸的分类1、按接通和断开的电力元件，分为：线路重合闸、变压器重合闸、母线重合闸2、按重合闸控制断路器的相数不同，分为：三相重合闸(各种故障跳三相、合三相)单相重合闸（单相故障跳单相重合、相间故障不重合）综合重合闸5.1自动重合闸的作用及对它的基本要求9/34五、输电线路的三相一次自动重合闸单侧电源线路的三相一次自动重合闸工作过程：线路上故障=跳开三相=重合闸起动=延时后合三相5.2输电线路的三相一次自动重合闸10/34两侧断路器都跳后，才能重合；（故障点绝缘恢复问题）判断：重合时，两侧系统是否同步？（防止冲击太大）或经过计算，是否允许非同步合闸？（同期合闸问题）（1）特点双侧电源线路的三相一次自动重合闸12MN5.2输电线路的三相一次自动重合闸11/34快速重合闸（0.5～0.6s）非同期重合闸检同期重合闸（2）方式12MN——全线速动、断路器快冲击电流小于限值——冲击电流小于限值——同步检定和无电压检定（双回线时，不检同步，可检另一回线有电流）5.2输电线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸12/34合闸+合闸+12三相跳闸后，如果采用“检同期重合闸”方式，则：1）一侧先检无电压，经延时确认后，再合闸；2）另一侧检同期后再合闸。线U母线UU线U母线UU检无压先合检同期后合检同期侧检无压侧5.2输电线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸13/34合闸+合闸+线U母线UU线U母线UU检同期侧(后合)两侧定期交换逻辑检无压侧(先合)1)故障跳闸2）先合3）后合5.2输电线路的三相一次自动重合闸双侧电源线路的三相一次自动重合闸1214/34理想的同期条件：压差、频差、角差均为0。检无压侧自然具备检同期的功能——防误碰等。一般情况下，“检无压”侧与“检同期”侧宜定期轮换功能——防“检无压”侧断路器的工况恶化（更多地合于永久性故障，跳闸次数多）。0UU＝母线实际上，反映了：希望两端为同相量(等电位)。母U线U5.2输电线路的三相一次自动重合闸1215/34合闸+合闸+2.双侧电源线路的三相一次自动重合闸线U母线UU线U母线UU检同期侧检无压侧检无压侧应同时投入同步检定——防止断路器、保护的误跳检同步侧不能同时投入无压检定。5.2输电线路的三相一次自动重合闸1216/34同期条件：压差、频差、角差母U线U5.2输电线路的三相一次自动重合闸122.双侧电源线路的三相一次自动重合闸17/343、重合闸时间的整定原则（1）单侧电源线路重合闸故障点电弧熄灭及周围介质绝缘强度的恢复时间tu；断路器（触头恢复绝缘强度及灭弧室充满油）及操作机构复原准备好再次动作的时间。若由保护起动重合闸，还应加上断路器跳闸时间。5.2输电线路的三相一次自动重合闸18/34保护2延时动作断路器2跳去游离裕度保护1动作断路器1跳重合3、重合闸时间的整定原则（2）双侧电源线路重合闸按最不利情况考虑：本侧保护先跳闸，对侧保护延时跳闸。1.1.2.2.QFpuQFpARDttttttt裕度5.2输电线路的三相一次自动重合闸19/34保护2延时动作断路器2跳去游离裕度保护1动作断路器1跳重合3、重合闸时间的整定原则（2）双侧电源线路重合闸按最不利情况考虑：本侧保护先跳闸，对侧保护延时跳闸。5.2输电线路的三相一次自动重合闸1.1.2.2.QFpuQFpARDttttttt裕度20/34321ARD六、自动重合闸与继电保护的配合1．重合闸前加速保护如图，任何一段线路发生故障时，第一次都由保护3无时限切除故障(重合闸之前加速保护跳闸)。KKK效果：1）若重合于瞬时故障，则迅速恢复供电，重合闸纠正了无选择性。2）若重合于永久故障，第二次按保护的配合进行选择性跳闸。加速跳5.2输电线路的三相一次自动重合闸21/34六、自动重合闸与继电保护的配合1．重合闸前加速保护为了使无选择性的动作范围不致过大，保护3的起动电流应躲过相邻变压器低压侧的短路电流。321ARDK5.2输电线路的三相一次自动重合闸22/34优点：（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发展成永久性故障，从而提高重合闸的成功率；（3）争取发电厂和重要变电所的母线电压在0.6～0.7UN以上，从而保证厂用电、重要用户的电能质量；（4）使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。缺点：（1）装ARD的QF动作次数多，工作条件恶劣；（2）永久性故障切除的时间可能较长；（3）若自动重合闸或3QF拒动,则停电范围扩大。主要应用于35千伏及以下发电厂、变电所引出的直配线上。5.2输电线路的三相一次自动重合闸23/342、重合闸后加速保护每条线路上均装有选择性的保护和ARD。1）第一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸；2）若是永久性故障，重合后则加速保护动作，切除故障。321ARD保护ARD保护ARD保护后加速——将保护的延时缩短（甚至为0）。5.2输电线路的三相一次自动重合闸24/34优点：（1）第一次有选择性的切除故障，不会扩大停电范围。（2）保证永久性故障能瞬时切除，并仍然有选择性。（3）和“前加速”相比，使用时不受网络结构和负荷条件的限制——更有利。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（非微机）。（2）第一次切除故障可能带有延时。应用：35千伏及以上电网或重要负荷的送电线上。5.2输电线路的三相一次自动重合闸2、重合闸后加速保护25/34220KV～500KV，线间距离大，绝大多数故障为单相接地故障。若只跳开故障相，可提高供电可靠性和系统并联运行的稳定性。——恢复运行；——跳三相。再合单相保护仅跳故障相)1(K成功：不成功：不重合保护跳三相相间故障需要选相元件配合5.3高压输电线路的单相自动重合闸26/34单相重合闸过程中(单相跳开后，称为非全相运行)，出现了负序和零序分量(视负荷电流情况)，使得本线路的零序保护可能误动，因此，应在单相重合闸动作时，予以闭锁会误动的保护，或采取其他措施：1）闭锁零序保护；2）调整整定值；3）调整动作时限。目的：躲开非全相运行的影响。也要考虑其他线路非全相运行的影响。5.3高压输电线路的单相自动重合闸27/345.3高压输电线路的单相自动重合闸28/343、动作时限选择（1）“故障点熄弧＋周围介质去游离＋断路器恢复”的时间；（2）两侧选相元件与保护以不同时限切除故障的可能性；（3）潜供电流对灭弧的影响。ACB——影响灭弧5.3高压输电线路的单相自动重合闸29/344、单重的优点：（1）连续供电，提高供电可靠性；（2）提高并列运行的稳定性。缺点：（1）需按相操作的断路器；（2）选相元件，接线复杂；（3）非全相运行时,有些保护会误动（需要采取闭锁措施），使得整定和调试复杂。5.3高压输电线路的单相自动重合闸30/34线路保护的典型配置装置内的典型配置：装置1光差距离零序重合闸装置2高频距离距离零序重合闸220kV及以上线路：双重化——2套装置,回路独立。110kV线路：至少1套装置（少数线路没有条件使用光差或高频距离）110kV以下线路：电流或距离，甚至更好的保护