電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（第2版）

自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘的作用及對(duì)它的基本要求第一節(jié)一、

自動(dòng)重合閘的作用?架空線路故障可以分為“瞬時(shí)性故障”，如由雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò)，大風(fēng)引起的碰線，鳥(niǎo)類(lèi)以及樹(shù)枝等掉落在導(dǎo)線上引起的短路等，和“永久性故障”，如由于線路倒桿﹑斷線﹑絕緣子擊穿或

損壞等引起的故障等。?自動(dòng)重合閘裝置(縮寫(xiě)為AR)，即當(dāng)斷路器跳閘之后，能夠自動(dòng)地將斷路器重新合閘的裝置。?成功率一般在60%~90%之間，有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。?如果重合于永久性故障，將使電力系統(tǒng)再一次受到故障的沖擊。二、對(duì)自動(dòng)重合閘的基本要求(1)不同電壓等級(jí)的線路應(yīng)根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和線路的特點(diǎn)確定具體的重合閘方式。(2)在滿足故障點(diǎn)去游離(即介質(zhì)恢復(fù)絕緣能力)和斷路器消弧室以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備好再次動(dòng)作所需時(shí)間的前提下，自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)該盡量短，以使用戶的停電時(shí)間相應(yīng)縮短。(3)自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)具備與繼電保護(hù)裝置密切配合的條件，以提高和改善保護(hù)技術(shù)性能，自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)有可能在重合以前或以后加速繼電保護(hù)的動(dòng)作，以便加速故障的切除。(4)在雙側(cè)電源線路上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘時(shí)，應(yīng)考慮合閘時(shí)兩側(cè)電源的同步問(wèn)題。(5)自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。一般自動(dòng)重合一次，當(dāng)重合于永久性故障而再次跳閘以后，不應(yīng)該再動(dòng)作。(6)自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作后應(yīng)該能夠自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好下一次再動(dòng)作，對(duì)于雷擊機(jī)會(huì)較多的線路，

為了發(fā)揮自動(dòng)重合閘的效果，這一要求更是必要的。(7)當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)(如操作機(jī)構(gòu)中使用的氣壓﹑液壓降低等)時(shí)應(yīng)閉鎖自動(dòng)重合閘裝置。第二節(jié)三相自動(dòng)重合閘一、單側(cè)電源線路的三相重合閘?三相一次重合閘的跳、合閘方式為無(wú)論本線路發(fā)生任何類(lèi)型的故障，繼電保護(hù)裝置均將三相斷路器跳開(kāi)，然后重合閘啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)整定的時(shí)間后，發(fā)出合閘命令，將三相斷路器一起合上。

若是瞬時(shí)性故障，因故障已經(jīng)消失，合閘成功，

線路繼續(xù)運(yùn)行；若是永久性故障，繼電保護(hù)再次動(dòng)作跳開(kāi)三相，不再重合。?為了能盡量利用重合閘所提供的條件加速切除故障，通常采用以下兩種與繼電保護(hù)配合的方式：1．重合閘前加速保護(hù)2．重合閘后加速保護(hù)1．重合閘前加速保護(hù)(“前加速”)圖6-1重合閘前加速保護(hù)?動(dòng)作過(guò)程：任何一條線路上發(fā)生故障時(shí)，第一次都由保護(hù)1瞬時(shí)動(dòng)作予以切除。如果故障是在線路E-F以外(如k1

點(diǎn))，則保護(hù)1的動(dòng)作是無(wú)選擇性的。斷路器1跳閘后，立即起動(dòng)重合閘，如果故障是瞬時(shí)性的，則重合之后就恢復(fù)了供電，從而糾正了上述無(wú)選擇性的動(dòng)作。如果故障是永久性的，則故障由相應(yīng)線路的保護(hù)(k1

點(diǎn)短路時(shí)的保護(hù)3)再次切除。?為了使無(wú)選擇性的動(dòng)作范圍不至于擴(kuò)展得太長(zhǎng)，一般規(guī)定當(dāng)變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，保護(hù)1不應(yīng)動(dòng)作。因此，保護(hù)1的起動(dòng)電流還應(yīng)按照躲開(kāi)相鄰變壓器低壓側(cè)的短路來(lái)整定。?只需要在電源側(cè)的斷路器上裝設(shè)一套自動(dòng)重合閘裝置，簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。?最大的缺點(diǎn)是若該斷路器或自動(dòng)重合閘裝置拒動(dòng)，則擴(kuò)大了停電范圍。?前加速方式主要用于35kV以下由發(fā)電廠或重要變電所引出的直配線路上，以便快速切除故障，保證母線電壓。2．重合閘后加速保護(hù)(“后加速”)?動(dòng)作過(guò)程：當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)有選擇性地動(dòng)作切除故障，然后自動(dòng)重合，若重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再加速保護(hù)動(dòng)作，瞬時(shí)切除故障，與第一次動(dòng)作是否帶有時(shí)限無(wú)關(guān)。?必須在線路的每個(gè)斷路器上均裝設(shè)一套自動(dòng)重合閘裝置。?即使重合閘拒絕動(dòng)作，也不會(huì)擴(kuò)大停電范圍。?后加速方式廣泛應(yīng)用于35kV以上的電網(wǎng)和對(duì)重要負(fù)荷供電的送電線路上。二、雙側(cè)電源線路的三相重合閘1．雙側(cè)電源送電線路重合閘的特點(diǎn)(1)當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，兩側(cè)的保護(hù)裝置可能以不同的時(shí)限動(dòng)作于跳閘，此時(shí)為了保證故障點(diǎn)電弧的熄滅和絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)，以使重合閘有可能成功，線路兩側(cè)的重合閘必須保證在兩側(cè)的斷路器都跳閘以后，再進(jìn)行重合。(2)當(dāng)線路上發(fā)生故障跳閘以后，常常存在著重合閘時(shí)兩側(cè)電源是否同期，以及是否允許非同期合閘的問(wèn)題。2．雙側(cè)電源送電線路重合閘的主要?式(1)非同期重合閘(2)檢同期重合閘?采取以下形式：1)可以不檢查同期的重合閘方式2)雙回線路上檢查電流的重合閘方式3)具有同期檢定和無(wú)電壓檢定的重合閘方式(3)解列重合閘(1)非同期重合閘當(dāng)線路兩側(cè)斷路器跳閘后，不管兩側(cè)電源是否同步，直接重合，合閘后期待系統(tǒng)自動(dòng)拉入同步，此時(shí)系統(tǒng)中各電力元件都將受到?jīng)_擊電流的影響。當(dāng)沖擊電流不超過(guò)電力系統(tǒng)規(guī)程規(guī)定的允許值時(shí)，可以采用非同期重合閘方式，否則不允許采用這種方式。(2)檢同期重合閘1)可以不檢查同期的重合閘方式圖6-2可以不檢查同期進(jìn)行重合的網(wǎng)絡(luò)接線2)雙回線路上檢查電流的重合閘方式圖6-3雙回線路上采用檢查另一回線路有電流的重合閘示意圖3)具有同期檢定和無(wú)電壓檢定的重合閘方式圖6-4采用同期檢定和無(wú)電壓檢定重合閘的示意圖M側(cè)：無(wú)電壓檢定側(cè)N側(cè)：同期檢定側(cè)?動(dòng)作過(guò)程：當(dāng)線路發(fā)生故障，兩側(cè)斷路器跳閘以后，檢定線路無(wú)電壓一側(cè)的重合閘首先動(dòng)作，

使斷路器投入。如果重合不成功，則該側(cè)斷路器再次跳閘；如果重合成功，則另一側(cè)在檢定同期之后，再投入斷路器，線路即恢復(fù)正常工作。?檢定線路無(wú)電壓一側(cè)的斷路器，工作條件較為惡劣。通常在每一側(cè)都裝設(shè)同期檢定元件和無(wú)電壓檢定元件，利用連接片進(jìn)行切換，使兩側(cè)斷路器輪換工作。?若檢查線路無(wú)電壓方式的一側(cè)，當(dāng)其斷路器在正常運(yùn)行情況下由于某種原因誤跳閘時(shí)，由于對(duì)側(cè)并未動(dòng)作，因此，線路上有電壓，因而就不能實(shí)現(xiàn)重合，這是一個(gè)很大的缺陷，為了解決這個(gè)問(wèn)題，通常都是在檢定無(wú)電壓的一側(cè)同時(shí)投入同期檢定元件，兩者的觸點(diǎn)并聯(lián)工作。?在使用同期檢定的另一側(cè)，其無(wú)電壓檢定元件是絕對(duì)不允許同時(shí)投入的。圖6-5單回線絡(luò)上采用解列重合閘的示意圖(3)解列重合閘第三節(jié)單相自動(dòng)重合閘?在220~500kV的架空線路上，由于線間的距

離大，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，其中絕大部分故障都是單相接地短路，在這種情況下，如果只將發(fā)生故障的一相斷開(kāi)，然后再進(jìn)行單相重合，而未發(fā)生故障的兩相仍然繼續(xù)運(yùn)行，就能夠大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。單相重合閘方式：當(dāng)線路上發(fā)生單相接地短路時(shí)，

如果是瞬時(shí)性故障，則單相重合成功，恢復(fù)三相的正常運(yùn)行，如果是永久性故障，單相重合不成功，若系統(tǒng)不允許長(zhǎng)期非全相運(yùn)行，就應(yīng)該切除三相并不再進(jìn)行重合；若線路上發(fā)生相間短路，則跳開(kāi)三相而不重合。一、單相自動(dòng)重合閘的選相元件?對(duì)選相元件的基本要求如下：?(1)應(yīng)保證選擇性，即選相元件與繼電保護(hù)相配合只跳開(kāi)發(fā)生故障的一相，而接于另外兩相上的選相元件不應(yīng)動(dòng)作；?(2)在故障相末端發(fā)生單相接地短路時(shí)，接于該相上的選相元件應(yīng)保證有足夠的靈敏性。?故障選相可以由電流選相元件、電壓選相元件或阻抗選相元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。微機(jī)保護(hù)裝置中常用相電流差突變量選相元件。?根據(jù)故障時(shí)電氣量發(fā)生突變的原理構(gòu)成，利用每?jī)上嗟南嚯娏髦顦?gòu)成的三個(gè)選相元件分別為：d

AB

=

d(

A

?

B

)d

BC

=

d(

B

?

C

)d

CA

=

d(

C

?

A

)I?I?I?I?I?I?I?I?I?故障類(lèi)型故障相別選相元件d(IA-IB)d(IB-IC)d(IC-IA)單相接地ABC＋＋－－＋＋＋－＋兩相短路或兩相

短路接地ABBCCA＋＋＋＋＋＋＋＋＋三相短路ABC＋＋＋注：“+”表示動(dòng)作；“—”表示不動(dòng)作。表6-1各種故障類(lèi)型時(shí)相電流差突變量元件的動(dòng)作情況圖6-6采用相電流差突變量構(gòu)成選相元件的邏輯框圖二、單相自動(dòng)重合閘的特點(diǎn)?采用單相重合閘能在絕大多數(shù)的故障情況下保證對(duì)用戶的連續(xù)供電，從而提高供電的可靠性。?在雙側(cè)電源的聯(lián)絡(luò)線上采用單相重合閘，可以在故障時(shí)大大加強(qiáng)兩個(gè)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，從而提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。?實(shí)現(xiàn)單相重合閘需要有分相操作的斷路器以及能與繼電保護(hù)配合工作的故障選相單元。?在單相重合閘過(guò)程中，由于出現(xiàn)縱向不對(duì)稱(chēng)，因此將產(chǎn)生負(fù)序和零序分量，這就可能引起本線路保護(hù)以及系統(tǒng)中其他保護(hù)的誤動(dòng)作。?單相重合閘與繼電保護(hù)相連接的輸入端一般設(shè)有兩個(gè)端子，N端子接入非全相運(yùn)行中仍然繼續(xù)工作的保護(hù)，M端子接入在非全相運(yùn)行中可能誤動(dòng)作的保護(hù)，在重合閘起動(dòng)以后，利用“否”回路將接于M端的保護(hù)閉鎖。?單相重合閘廣泛應(yīng)用于220~500kV的輸電線路上。三、

自適應(yīng)單相重合閘的概念?單相故障被單相切除后，能夠判別故障是永久性還是瞬時(shí)性，并且在永久性故障時(shí)閉鎖重合閘，從而避免重合于永久性故障時(shí)的不利影響。

這種能自動(dòng)識(shí)別故障的性質(zhì)，在永久性故障時(shí)不重合的重合閘稱(chēng)為自適應(yīng)重合閘。?瞬時(shí)性故障與永久性故障的判別和區(qū)分，可以利用以下特點(diǎn)進(jìn)行判別：永久性故障時(shí)接地點(diǎn)長(zhǎng)期存在，斷開(kāi)相兩端電壓持續(xù)較低；瞬時(shí)性故障當(dāng)電弧熄滅后，接地點(diǎn)消失，斷開(kāi)相兩端電壓持續(xù)較高；據(jù)此可以構(gòu)成電壓判據(jù)的永久與瞬時(shí)故障的識(shí)別元件，根據(jù)永久與瞬時(shí)故障的其他差別，還可以構(gòu)成電壓補(bǔ)償﹑組合補(bǔ)償?shù)茸R(shí)別元件。第四節(jié)綜合重合閘簡(jiǎn)介?實(shí)現(xiàn)綜合重合閘的邏輯時(shí)，應(yīng)考慮一些基本原則：(1)單相接地短路時(shí)跳開(kāi)單相，然后進(jìn)行單相重合，如果重合不成功則跳開(kāi)三相而不再進(jìn)行重合。(2)各種相間短路時(shí)跳開(kāi)三相，然后進(jìn)行三相重合。如重合不成功，仍跳開(kāi)三相，而不再進(jìn)行重合。(3)當(dāng)選相元件拒絕動(dòng)作時(shí)，應(yīng)能跳開(kāi)三相并進(jìn)行三相重合。(4)對(duì)非全相運(yùn)行中可能誤動(dòng)作的保護(hù)，應(yīng)進(jìn)行可靠的閉鎖，對(duì)在單相接地時(shí)可能誤動(dòng)作的相間保護(hù)，應(yīng)有防止單相接地誤跳三相的措施。(5)當(dāng)一相跳開(kāi)后重合閘拒絕動(dòng)作時(shí)，為了防止線路長(zhǎng)期出現(xiàn)非全相運(yùn)行，應(yīng)將其他兩相自動(dòng)斷開(kāi)。(6)任意兩相的分相跳閘繼電器動(dòng)作后，應(yīng)聯(lián)跳第三相，使三相斷路器均跳閘。(7)無(wú)論單相或三相重合閘，在重合不成功之后，均應(yīng)考慮能加速切除三相，即實(shí)現(xiàn)重合閘后加速。(8)在非全相運(yùn)行過(guò)程中，如又發(fā)生另一相或兩相的故障，保護(hù)應(yīng)能有選擇性地予以切除。(9)對(duì)空氣斷路器或液壓傳動(dòng)的斷路器，當(dāng)氣壓或者液壓低至不允許實(shí)行重合閘時(shí)，應(yīng)將重合閘回路自動(dòng)閉鎖；但如果在重合閘過(guò)程中下降到低于允許值時(shí)，則應(yīng)保證重合閘動(dòng)作的完成。?系統(tǒng)中通過(guò)切換方式能實(shí)現(xiàn)綜合重合閘﹑單相

重合閘﹑三相重合閘和停用四種運(yùn)行方式。第五節(jié)重合閘動(dòng)作時(shí)限的整定原則1．單側(cè)電源線路三相重合閘的動(dòng)作時(shí)限重合閘為何又要帶有時(shí)限？其原因如下：(1)斷路器跳閘后，要使故障點(diǎn)的電弧熄滅并使周?chē)橘|(zhì)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度是需要一定時(shí)間的，必須在這個(gè)時(shí)間以后進(jìn)行合閘才有可能成功。(2)在斷路器動(dòng)作跳閘以后，其觸頭周?chē)^緣強(qiáng)度的恢復(fù)以及滅弧室的滅弧介質(zhì)性能恢復(fù)需要一定的時(shí)間，同時(shí)其操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀準(zhǔn)備好再次動(dòng)作也需要一定的時(shí)間。重合閘的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)在滿足以上兩個(gè)要求的前提下，力求縮短。如果重合閘是利用繼電保護(hù)來(lái)起動(dòng)，則動(dòng)作時(shí)限還應(yīng)該加上斷路器的跳閘時(shí)間。圖6-7雙側(cè)電源線路重合閘動(dòng)作時(shí)限配合的示意圖?雙側(cè)電源線路三相重合閘的動(dòng)作時(shí)限除滿足以上2個(gè)要求外，還應(yīng)該考慮線路兩側(cè)繼電保護(hù)以不同時(shí)限切除故障的可能性。?先跳閘一側(cè)重合閘的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)該整定為：tARD=tPD.2+tQF

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