電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理

powersystemrelaying電氣工程系陳珍姍&3自動(dòng)重合閘&3.1自動(dòng)重合閘的作用及分類&3.2自動(dòng)重合閘裝置的基本要求&3.3三相一次自動(dòng)重合閘&3.4自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合&3.5單相重合閘&3.6輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘&3.7輸電線路重合閘方式的選定2023/2/52雙側(cè)電源三相一次重合閘雙側(cè)電源短路故障特點(diǎn)線路兩端不同時(shí)跳閘跳閘后兩側(cè)電源可能不同步判斷合閘條件無電壓檢定——確保線路兩端都已斷開后再合閘同步檢定——當(dāng)非同步合閘的最大沖擊電流超過允許值時(shí)不允許合閘

二、兩端均有電源的輸電線路采用自動(dòng)重合閘裝置時(shí)，應(yīng)考慮的如下特點(diǎn)：&3.3三相一次自動(dòng)重合閘2023/2/54&3.3三相一次自動(dòng)重合閘

三、雙側(cè)電源的自動(dòng)重合閘方式：不檢定1.存在電氣聯(lián)系時(shí)2.不同步時(shí)沖擊電流小檢定同期檢定無壓檢定

二、雙側(cè)電源的自動(dòng)重合閘方式：1、雙側(cè)電源三相重合閘不需要檢定無壓同步的情況當(dāng)存在電氣上的緊密聯(lián)系時(shí)（三條以上的線路），雙側(cè)電源失去同步的可能性較小，無需檢驗(yàn)同步快速重合閘——0.5~0.6s，短時(shí)間內(nèi)兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)相角差異來不及發(fā)展到很大非同期合閘解列重合閘與自同期重合閘沒有其他旁路聯(lián)系的同桿雙回線&3.3三相一次自動(dòng)重合閘&3.3三相一次自動(dòng)重合閘2023/2/56解列重合閘方式

在兩側(cè)電源的單回線上，當(dāng)不能采用非同步重合閘時(shí)，一般可采用解列重合閘方式。

二、雙側(cè)電源的自動(dòng)重合閘方式：&3.3三相一次自動(dòng)重合閘2023/2/57自同期重合閘方式

水電廠側(cè)在母線電壓恢復(fù)正常后再實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的自同期并列。

二、雙側(cè)電源的自動(dòng)重合閘方式：2023/2/582、雙側(cè)電源的同步檢定和無壓檢定重合閘&3.3三相一次自動(dòng)重合閘1）工作原理2023/2/592、雙側(cè)電源的同步檢定和無壓檢定重合閘&3.3三相一次自動(dòng)重合閘2）發(fā)生永久故障時(shí)2023/2/5102、雙側(cè)電源的同步檢定和無壓檢定重合閘&3.3三相一次自動(dòng)重合閘3）發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)2023/2/5112、雙側(cè)電源的同步檢定和無壓檢定重合閘&3.3三相一次自動(dòng)重合閘4）連接片作用2、雙側(cè)電源的同步檢定和無壓檢定重合閘&3.3三相一次自動(dòng)重合閘5）當(dāng)斷路器誤跳閘時(shí)小結(jié)1：

無壓側(cè)的QF在重合至永久性故障時(shí),將連續(xù)兩次切斷短路電流,其工作條件顯然比同步側(cè)惡劣,為使兩側(cè)QF工作條件相同,利用無壓連接片定期切換兩側(cè)工作方式。同步側(cè)QF誤跳，同步側(cè)KY檢定同期條件使QF重合；

無壓側(cè)QF誤跳，無壓側(cè)KY檢定同期條件使QF重合。

小結(jié)2：

無壓側(cè)不僅要投入KV，還應(yīng)投入KY，無壓連接片和同步連接片均接通，兩者并聯(lián)工作。而同步側(cè)只投入KY，KV不能投入，否則會(huì)造成非同期合閘。因而兩側(cè)同步連接片均投入，但無壓連接片一側(cè)投入，另一側(cè)斷開。

2、雙側(cè)電源的同步檢定和無壓檢定重合閘&3.3三相一次自動(dòng)重合閘2023/2/514

三、重合閘時(shí)間的整定原則&3.3三相一次自動(dòng)重合閘1、單側(cè)電源線路重合閘2023/2/5152023/2/515

三、重合閘時(shí)間的整定原則&3.3三相一次自動(dòng)重合閘2、雙側(cè)電源線路重合閘&3自動(dòng)重合閘&3.1自動(dòng)重合閘的作用及分類&3.2自動(dòng)重合閘裝置的基本要求&3.3三相一次自動(dòng)重合閘&3.4自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合&3.5單相重合閘&3.6輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘&3.7輸電線路重合閘方式的選定2023/2/51617&3.4自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合重合閘前加速重合閘后加速部分繼電保護(hù)（如II、III段保護(hù)）動(dòng)作帶有一定延時(shí)如果發(fā)生永久性故障，重合閘使保護(hù)動(dòng)作延時(shí)加倍采用自動(dòng)重合閘加速繼電保護(hù)原因：2023/2/518

1自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作(簡稱為“前加速”)&3.4自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合動(dòng)作過程檢測(cè)到故障后3號(hào)斷路器瞬時(shí)動(dòng)作3號(hào)斷路器重合瞬時(shí)故障則重合成功永久故障則再根據(jù)過流保護(hù)的延時(shí)有選擇性地動(dòng)作2023/2/519優(yōu)點(diǎn)迅速切除瞬時(shí)故障，并使其來不及發(fā)展成永久故障保證發(fā)電廠和重要變電所母線電壓不會(huì)過低只需安裝1套重合閘裝置缺點(diǎn)3號(hào)斷路器動(dòng)作次數(shù)多，若拒動(dòng)則擴(kuò)大停電范圍重合于永久故障上時(shí)切除時(shí)間較長主要用于35kV以下發(fā)電廠或變電站的引出直配線上

1自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作(簡稱為“前加速”)&3.4自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合2023/2/520

2

自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作(簡稱為“后加速”)&3.4自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合動(dòng)作過程檢測(cè)到故障后各保護(hù)按選擇性動(dòng)作跳閘斷路器重合瞬時(shí)故障則重合成功永久故障則重新跳開2023/2/521KAKTKCOXBKATKT1KT2+-

2

自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作(簡稱為“后加速”)&3.4自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合KAKTKT2KCO跳閘重合閘KAT閉合1sKAKTKT1+XB＋KATKCO跳閘瞬時(shí)故障時(shí)永久故障時(shí)2023/2/522優(yōu)點(diǎn)有選擇性切除，不會(huì)擴(kuò)大停電范圍，高壓電網(wǎng)中尤為重要不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件的限制缺點(diǎn)每個(gè)斷路器都要裝設(shè)重合閘裝置第一次切除故障帶有延時(shí)用于35kV以上及對(duì)重要負(fù)荷供電的線路

2

自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作(簡稱為“后加速”)&3.4自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合&3自動(dòng)重合閘&3.1自動(dòng)重合閘的作用及分類&3.2自動(dòng)重合閘裝置的基本要求&3.3三相一次自動(dòng)重合閘&3.4自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘&3.6輸電線路重合閘方式的選定2023/2/523

能夠采用單相重合閘的線路其必要條件是斷路器必須能分相操作（220kV以上）。2023/2/524&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘單相重合閘方式1、定

義

當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作只跳開故障相斷路器，然后進(jìn)行單相重合；若重合于永久性單相故障，而系統(tǒng)又長期非全相運(yùn)行，則跳開三相斷路器，不再重合。當(dāng)線路發(fā)生相間短路或因其他原因跳開三相斷路器時(shí)，不進(jìn)行重合閘。

通常為永久性故障

一、概

述

綜合重合閘裝置

在設(shè)計(jì)線路重合閘裝置時(shí)，把單相重合閘和三相重合閘綜合在一起的兩種重合閘方式的裝置。

廣泛應(yīng)用于220kV及以上電壓等級(jí)的大接地電流系統(tǒng)中。&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘

一、概

述

2023/2/525二、綜合重合閘的重合閘方式

綜合重合閘的重合閘方式

綜合重合閘方式

單相重合閘方式

三相重合閘方式

停用方式

&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘2023/2/5261．需要設(shè)置故障選相元件三、綜合重合閘的特殊問題

對(duì)選相元件的要求1）單相接地時(shí)，選相元件應(yīng)可靠選出故障相2）非全相運(yùn)行狀態(tài)中非故障相選相元件不應(yīng)誤動(dòng)3）選相元件的靈敏度和速動(dòng)性應(yīng)比保護(hù)的好&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘2023/2/5272、根據(jù)電網(wǎng)接線和運(yùn)行的特點(diǎn)，常用的選相元件有以下幾種

電流選相元件：受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較大，

一般不單獨(dú)使用

動(dòng)作電流應(yīng)按躲過線路最大負(fù)荷電流和單相

接地時(shí)的非故障相電流整定。

原理簡單，但短路電流小時(shí)不能采用1)相電流選相元件—輔助選相元件&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘三、綜合重合閘的特殊問題

2023/2/5282)相電壓選相元件—輔助選相元件

動(dòng)作電壓按小于正常運(yùn)行和非全相運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最低電壓整定電壓選相元件：裝設(shè)在小電源側(cè)或單側(cè)電源線路的受電側(cè)，作為電流選相元件的補(bǔ)充，且通常不單獨(dú)使用。&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘三、綜合重合閘的特殊問題

2、根據(jù)電網(wǎng)接線和運(yùn)行的特點(diǎn)，常用的選相元件有以下幾種

3）阻抗選相元件

采用帶零序電流

補(bǔ)償接線的阻抗繼電器KZ，能正確反映單相接地短路的情況，則在每相裝設(shè)一個(gè)KZ作為選相元件。

阻抗選相元件：能正確選擇故障相，不受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響，但易受過渡電阻影響，重負(fù)荷線路上可能不正確動(dòng)作，有時(shí)發(fā)生相繼動(dòng)作。&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘三、綜合重合閘的特殊問題

2、根據(jù)電網(wǎng)接線和運(yùn)行的特點(diǎn)，常用的選相元件有以下幾種

4）相電流差突變量選相元件

當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，只有兩非故障相電流之差不突變，該選相相元件不動(dòng)作，而在其它短路故障下，三個(gè)選相元件都動(dòng)作。

相電流差突變量選相元件：不受系統(tǒng)振蕩、非全相運(yùn)行和負(fù)

荷電流、系統(tǒng)頻率變化影響，允許故障點(diǎn)過渡電阻大。&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘三、綜合重合閘的特殊問題

2、根據(jù)電網(wǎng)接線和運(yùn)行的特點(diǎn)，常用的選相元件有以下幾種

3．潛供電流對(duì)單相重合閘的影響

電流的總和（++）稱為潛供電流

&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘三、綜合重合閘的特殊問題

4．非全相運(yùn)行對(duì)繼電保護(hù)的影響

采用綜合重合閘后，當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)只斷開故障相，在單相重合閘過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)了三相不對(duì)稱的非全相運(yùn)行狀態(tài)，將產(chǎn)生負(fù)序和零序分量的電流和電壓，這可能引起本線路保護(hù)以及系統(tǒng)中的其它保護(hù)誤動(dòng)。對(duì)可能誤動(dòng)的保護(hù)，應(yīng)在單相重合閘過程中予以閉鎖，或整定保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間大于單相重合閘的動(dòng)作時(shí)間&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘三、綜合重合閘的特殊問題

5．單相重合不成功時(shí)的影響

根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要，在單相重合閘不成功后，線路需轉(zhuǎn)入長期非全相運(yùn)行時(shí)，長期出現(xiàn)序分量將對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備（如發(fā)電機(jī)等）、繼保的影響和對(duì)通訊設(shè)施的干擾，應(yīng)給予考慮消除其影響。&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘三、綜合重合閘的特殊問題

四、綜合重合閘構(gòu)成原則及要求

1重合閘的起動(dòng)方式：同時(shí)采用不對(duì)應(yīng)、保護(hù)起動(dòng)方式432三相重合閘的同期方式

應(yīng)具有分相跳閘回路

應(yīng)有分相后加速回路

&3.5輸電線路的綜合自動(dòng)重合閘5應(yīng)具有故障判別及三相跳閘回路

當(dāng)采用阻抗選相元件時(shí)，如果線路發(fā)生兩相短路時(shí)，選相元件可能不正確動(dòng)作，而此時(shí)系統(tǒng)又不存在零序分量。則需裝設(shè)判斷是接地故障還是相間故障的故障判別元件。

故障判別元件，一般采用零序電流繼電器或零序電壓繼電器。當(dāng)發(fā)生相間短路時(shí)，零序繼電器不動(dòng)作，保護(hù)動(dòng)作直接跳三相斷路器；當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí)，零序繼電器動(dòng)作，保護(hù)經(jīng)選相元件判斷是單相接地還是兩相接地后，再?zèng)Q定跳單相還是三相斷路器。6應(yīng)適應(yīng)斷路器性能的要求

四、綜合重合閘