電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 第3版 課件 第6章輸電線路自動重合閘_第1頁
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文檔簡介

6.1

重合閘的作用、分類及基本要求6.1重合閘的作用、分類及基本要求

(1)瞬時性故障在電力系統(tǒng)中,輸電(配電)線路,特別是架空線路是發(fā)生故障幾率最多的元件。因此,如何提高輸電線路工作可靠性,對電力系統(tǒng)的安全運行具有重要的意義。

在輸電線路的故障中,約有90%以上是瞬時性故障。原因:1、由雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò);2、線路對樹枝放電;3、大風(fēng)引起的碰線;4、鳥害和樹枝等物掉落在導(dǎo)線上以及絕緣子表面閃污等原因引起。

(2)自動重合閘對于瞬時性故障,如在線路故障被斷開以后,把斷開的斷路器再次合上,就能恢復(fù)供電,從而減少停電時間,提高供電可靠性。由運行人員手動合閘,固然也能實現(xiàn)上述目的,但停電時間過長,用戶電動機多數(shù)已經(jīng)停轉(zhuǎn),效果很差。為此,在輸電線路中廣泛采用了自動重合閘裝置(簡稱ARC裝置)。自動重合閘裝置屬于自動裝置。其本身不能判斷故障是瞬時還是永久性故障。6.1重合閘的作用、分類及基本要求

如圖所示饋線,正常時負(fù)荷得電,正常工作,如此時線路上發(fā)生瞬時性故障。(2)自動重合閘6.1重合閘的作用、分類及基本要求

保護(hù)裝置動作,跳開斷路器,負(fù)荷失電。(2)自動重合閘6.1重合閘的作用、分類及基本要求

經(jīng)一定延時后,重合閘裝置動作,發(fā)出合閘命令重合閘裝置

合閘命令(2)自動重合閘6.1重合閘的作用、分類及基本要求

斷路器閉合,此時故障已消失,線路恢復(fù)供電,負(fù)荷重新得電。(2)自動重合閘6.1重合閘的作用、分類及基本要求(3)配置重合閘的意義1)提高供電可靠性,減少線路停電次數(shù),對單側(cè)電源的供電線路尤其顯著。2)提高電力系統(tǒng)并列運行穩(wěn)定性,提高輸電線路的傳輸容量。3)可糾正斷路器本身機構(gòu)不良、繼電保護(hù)誤動作以及誤碰引起的誤跳閘6.1重合閘的作用、分類及基本要求(4)重合閘的分類對線路ARC,按作用于斷路器的方式,可分為:1)三相重合閘;2)單相重合閘;3)綜合重合閘。三相重合閘是指線路上發(fā)生任何形式的故障時,均實行三相自動重合。當(dāng)重合閘到永久性故障時,斷開三相并不再重合單相重合閘指的是線路上發(fā)生單相故障時,實行單相自動重合(斷路器可分相操作)。當(dāng)重合閘到永久性故障時,一般是斷開三相并不再進(jìn)行重合;線路上發(fā)生相間故障時,則斷開三相并不再重合。6.1重合閘的作用、分類及基本要求綜合重合閘指的是線路上發(fā)生單相故障時,實行單相自動重合(斷路器可分相操作)。當(dāng)重合閘到永久性故障時,一般是斷開三相并不再進(jìn)行重合;線路上發(fā)生相間故障時,實行三相自動重合,當(dāng)重合到永久性故障時,斷開三相不再進(jìn)行自動重合。按重合閘動作次數(shù),可分為一次重合閘和二次重合閘。按重合閘使用的條件,可分為單側(cè)電源線路重合閘和雙側(cè)電源線路重合閘。單側(cè)電源線路中又有順序重合閘;雙側(cè)電源線路重合閘可分為檢無壓和檢同期重合閘、解列重合閘和自同步重合閘。6.1重合閘的作用、分類及基本要求1)ARC可按控制開關(guān)與斷路器位置不對應(yīng)原理起動。對綜合重合閘裝置,尚應(yīng)實現(xiàn)由保護(hù)起動的方式。2)用控制開關(guān)或通過遙控裝置將斷路器斷開;或?qū)嗦菲魍队诠收暇€路上而立即由保護(hù)裝置將其斷開時,ARC均不應(yīng)動作。這就是手動跳閘閉鎖重合閘,或手動和閘閉鎖重合閘。3)在任何情況下(包括裝置元件損壞以及ARC輸出觸點粘?。?,ARC的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。4)ARC動作后經(jīng)整定的時間能自動復(fù)歸,準(zhǔn)備好再次動作。(5)對重合閘的要求6.1重合閘的作用、分類及基本要求5)ARC應(yīng)能在重合閘后加速繼電保護(hù)的動作,必要時還應(yīng)能在重合閘前加速繼電保護(hù)的動作。6)ARC應(yīng)具有接收外來閉鎖信號的功能。由于手動跳閘、手動合閘于故障線路、遙控操作斷路器、按頻率自動減負(fù)荷裝置動作將斷路器跳閘、低氣壓、線路故障斷路器拒跳等產(chǎn)生的閉鎖信號,ARC能自動接收,使ARC不動作。6.1重合閘的作用、分類及基本要求

6.2

110KV及以下電壓等級線路三相自動重合閘110kV及以下電壓等級的輸電線路,其斷路器不能進(jìn)行分相操作,所以只能實行三相重合閘。三相重合閘一般統(tǒng)一設(shè)計成檢無壓、檢同步重合。單電源線路是指單側(cè)電源輻射形單回線路、平行線路和環(huán)形線路,因為這種線路只有一個電源供電,不存在非同步重合的問題。在數(shù)字式保護(hù)中,重合閘部分設(shè)計在保護(hù)裝置中,或設(shè)計成單獨插件與保護(hù)部分同置于一個機箱內(nèi)。三相重合閘統(tǒng)一設(shè)計成檢無壓、檢同步重合,可滿足不同的需要。簡介6.2.1檢無壓、檢同步重合閘基本原理設(shè)定M側(cè)為檢無壓側(cè),N側(cè)為檢同步側(cè)。當(dāng)線路兩側(cè)斷路器跳閘后,先重合側(cè)檢定線路無電壓而重合,后重合側(cè)檢定同步再進(jìn)行重合。這種重合方式,不會產(chǎn)生危及電氣設(shè)備安全的沖擊電流,也不會引起系統(tǒng)振蕩。6.2.1檢無壓、檢同步重合閘基本原理無壓側(cè)邏輯:無壓可重合,同步也可重合。6.2.1檢無壓、檢同步重合閘基本原理同步側(cè)邏輯:無壓不可重合,同步可重合6.2.1檢無壓、檢同步重合閘基本原理KCT:跳閘位置繼電器。KKQ:控制開關(guān)處“合閘后”位置時動作的雙位置繼電器,只有KCT為“0”,KKQ為“1”時,重合閘才有可能充電。BC:閉鎖重合閘。6.2.2檢無壓、檢同步重合閘動作邏輯KCT:跳閘位置繼電器。TGABC:三相跳閘固定動作。SW5:重合閘起動方式軟壓板(內(nèi)部控制字),置“1”時。斷路器和控制開關(guān)不對應(yīng)起動重合閘投入。此時,只有斷路器跳閘或保護(hù)有跳閘命令發(fā)出,則H1門(邏輯“或”門)輸出1,重合閘“起動。6.2.2檢無壓、檢同步重合閘動作邏輯LA、LB、LC:分別為A相、B相、C相低定值(6%IN,IN為電流互感器二次額定電流)過流元件。該元件在電流低于定值時,置“1”。設(shè)置該元件是判斷線路上是否真正因跳閘而“無電流”,防止H1門誤輸出為“1”造成重合閘誤起動。6.2.2檢無壓、檢同步重合閘動作邏輯SW1:重合閘投入與退出選擇控制字,置“1”,表示投入,邏輯圖上顯示為導(dǎo)通。置“0”表示退出;“RDY”為“1”時,Y4(與門)有一條件滿足,當(dāng)Y3輸出為“1”時,說明重合閘符合起動條件,Y4(與門)兩條件滿足。6.2.2檢無壓、檢同步重合閘動作邏輯SW2:重合閘方式選擇之“不檢”控制字,置“1”表示ARC不檢無壓、不檢同步,即不檢定重合;置“0”表示不檢定功能退出;當(dāng)Y4輸出為“1”時,H3直接輸出為“1”,經(jīng)重合閘延時直接重合,這種邏輯適用于單電源線路,不需要檢無壓,也不需要檢同期,直接重合。6.2.2檢無壓、檢同步重合閘動作邏輯SW3:重合閘方式選擇之“檢無壓”控制字,置“1”表示ARC檢查線路無壓重合,置“0”表示檢查線路無壓功能退出;UL為線路低電壓啟動元件(說明線路是否無壓),無壓時輸出為“0”,經(jīng)邏輯非處理(圖中小圓圈)。JZ1輸出為“1”。6.2.2檢無壓、檢同步重合閘動作邏輯SW4:重合閘方式選擇之“檢同期”控制字,置“1”表示ARC檢查線路同期重合;UH為線路高電壓啟動元件(說明線路有電壓),線路有電壓時輸出為“1”,SYN(

)為檢同步元件,當(dāng)線路有壓且同步條件滿足時,JZ1輸出為“1”。6.2.2檢無壓、檢同步重合閘動作邏輯重合閘延時到后,發(fā)出合閘命令,加速保護(hù),并對充電部分進(jìn)行“放電”。只有重合成功后,充電回路才再次進(jìn)行充電,約15~20s后,重合閘再次“準(zhǔn)備好”。6.2.2檢無壓、檢同步重合閘動作邏輯6.2.3同步檢定原理(1)單側(cè)電源線路三相自動重合閘充電時間,整定時間。(2)雙側(cè)電源線路三相自動重合閘充電時間,整定時間,有壓,無壓,檢同步角。6.2.4參數(shù)整定

6.3

220KV及以上電壓等級線路綜合自動重合閘在輸電線路數(shù)字式重合閘中,將三相重合閘方式、單相重合閘方式、綜合重合閘方式、重合閘停用方式四種工作方式集成為一個裝置(或邏輯)中,通過切換開關(guān)或控制字獲得不同的重合閘方式和重合閘功能,通常稱為綜合自動重合閘。由于我國220kV及以上線路斷路器可以進(jìn)行分相操作,所以一般采用這種類型重合閘。本節(jié)重點介紹的內(nèi)容是單相重合閘的實現(xiàn)方法。簡介6.3.1功能邏輯重合閘啟動該部分為位置不對應(yīng)啟動部分。KCT=“1”代表著三相斷路器中至少有一相已跳開,當(dāng)SW5=“1”,JZ5和Y7才有可能輸出為“1”,代表不對應(yīng)啟動。H6=“1”表示從三相確定有一相無電流,從另一方面證明有一相已經(jīng)跳閘成功,

Y7=“1”。而當(dāng)三相同時跳閘時,

Y6=“0”,

JZ5=“1”。(原書上有一處錯誤,少根連線)單重三重6.3.1功能邏輯6.3.1功能邏輯單相重合閘與三相重合閘該部分含有單相重合閘部分,

TGφ:任意一相跳閘固定動作,代表某一相已跳閘成功H6=“1”表示從三相確定有一相無電流。Y7=“1”代表不對應(yīng)啟動不動,H7=“1”,如此時RDY=“1”,則經(jīng)過重合閘延時,將實施重合閘操作。Y7H6“RDY”6.3.1功能邏輯JZ5“RDY”該部分含有三相重合閘部分,

TGABC:三相跳閘固定動作。代表三相已跳閘成功,JZ5=“1”表示不對應(yīng)起動,注意兩者都可實現(xiàn)起動。

如選擇三重方式,則H4=“1”,Y4=“1”,如此時RDY=“1”,則Y1=“1”,之后同三相重合閘之“不檢”、“檢無壓”、“檢同期”方式選擇。再經(jīng)過重合閘延時,將實施重合閘操作。6.3.1功能邏輯6.3.1功能邏輯重合閘方式選擇該部分為重合閘起動方式,選單重方式時,H4,Y5,JZ2輸出均為“0”,三相重合閘邏輯無法實現(xiàn),選三重方式時,H4=“1”,Y5=“0”,JZ2=“1”,繼電保護(hù)將固定實施三相跳閘方式。單相重合閘邏輯無法實現(xiàn)。單重三重綜重停用CH10101CH200116.3.1功能邏輯選綜合重方式時,H4=“1”,Y5=“0”,JZ2=“0”,繼電保護(hù)將未固定實施三相跳閘方式。單相重合閘邏輯、三相重合閘邏輯都有可能實現(xiàn)。選停用方式時,H4=“1”,Y5=“1”,JZ2=“0”,此時通過H11門直接放電。閉鎖重合閘。單重三重綜重停用CH10101CH200116.3.1功能邏輯6.3.1功能邏輯重合閘的閉鎖與充電斷路器壓力閉鎖H4來斷路器壓力閉鎖重合閘,選擇單相重合閘方式時,出現(xiàn)斷路器三相跳閘時閉鎖重合閘。外部閉鎖重合閘,內(nèi)部閉鎖重合閘。重合閘充電部分。6.3.1功能邏輯充電時間,整定時間,有壓,無壓,檢同步角。6.3.2參數(shù)整定

6.4

重合閘相關(guān)問題6.1重合閘的作用、分類及基本要求

(1)瞬時性故障在電力系統(tǒng)中,輸電(配電)線路,特別是架空線路是發(fā)生故障幾率最多的元件。因此,如何提高輸電線路工作可靠性,對電力系統(tǒng)的安全運行具有重要的意義。

在輸電線路的故障中,約有90%以上是瞬時性故障。原因:1、由雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò);2、線路對樹枝放電;3、大風(fēng)引起的碰線;4、鳥害和樹枝等物掉落在導(dǎo)線上以及絕緣子表面閃污等原因引起。

自動重合閘與繼電保護(hù)配合,可加快切除故障,提高供電可靠性,對保持系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定有利。自動重合閘與繼電保護(hù)的配合,主要有重合閘前加速和重合閘后加速保護(hù)。加速合閘6.4.1自動重合閘與繼電保護(hù)的配合加速或門與門或門與門距離保護(hù)II段常規(guī)經(jīng)0.5s動作經(jīng)25ms即動作“加速”即是縮短繼電保護(hù)的整定延時,加速保護(hù)動作。目前常用的是重合后加速。6.4.1自動重合閘與繼電保護(hù)的配合前加速:重合閘前加速就是當(dāng)線路上(包括鄰線及以外的線路)發(fā)生故障時,靠近電源側(cè)的保護(hù)首先瞬時無選擇性動作跳閘,而后借住ARC來糾正這種非選擇性動作。當(dāng)重合于故障時,無選擇性的保護(hù)自動解除,保護(hù)按原有選擇性要求動作。后加速:重合閘后加速保護(hù)就是當(dāng)線路上發(fā)生故障時,保護(hù)首先按有選擇性的方式動作跳閘。當(dāng)ARC動作重合于永久性故障上時,保護(hù)得到加速,快速切除故障,與第一次切除故障是否帶有時限無關(guān)。6.4.1自動重合閘與繼電保護(hù)的配合后加速優(yōu)點:1)故障首次切除是有選擇性的,不會擴大停電范圍。2)重合于永久性故障,仍能快速、有選擇性地將故障切除。3)應(yīng)用不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和符合條件限制。后加速保護(hù)缺點:1)首次故障的切除可能帶有時限,但對裝有縱聯(lián)保護(hù)的線路上發(fā)生的故障,兩側(cè)保護(hù)均可瞬時動作跳閘,該缺點并不存在。2)每條線路的斷路器上都應(yīng)設(shè)ARC,這對數(shù)字式保護(hù)來說并不增加多大的復(fù)雜性。6.4.1自動重合閘與繼電保護(hù)的配合6.4.2分相跳閘邏輯對“保護(hù)I”的理解,以RCS901型繼電保護(hù)為例,在其跳閘邏輯中,保護(hù)接入縱聯(lián)保護(hù),工頻變化量距離、距離主保護(hù),零序II段保護(hù)等快速保護(hù),即接入值得實施單相跳閘的保護(hù)。6.4.2分相跳閘邏輯對“保護(hù)II”的理解,以RCS901型繼電保護(hù)為例,一種情況是永久性故障,只需要三相跳閘;一種情況是人為設(shè)定三相跳閘,一種情況是跳閘異常。6.4.2分相跳閘邏輯保護(hù)I選A相A相有電流自保持跳A相6.4.2分相跳閘邏輯保護(hù)I任一相有流三跳無單跳來信號選相元件拒動三相跳閘邏輯6.4.2分相跳閘邏輯非全相運行是分相操動斷路器在合閘、跳閘過程中,由于某種原因造成一相或兩相開關(guān)未合好或未跳開的一種異常現(xiàn)象。當(dāng)實施單相重合閘時,將會短時出現(xiàn)非全相運行狀態(tài),該狀態(tài)對于保護(hù)的動作行為將產(chǎn)生一定的影響,嚴(yán)重時,有可能引起繼電保護(hù)的誤動作。本節(jié)重點討論非全相運行對于輸電線路典型保護(hù)的影響。6.4.3非全相運行對零序方向電流保護(hù)的影響零序電流非全相運行較大時,零序電流可到較大數(shù)值;當(dāng)角為180°時,零序電流有最大值。當(dāng)=0°時(線路空載),非全相運行不會產(chǎn)生零序電流。非全相運行伴隨系統(tǒng)振蕩時,零序電流隨角的變大可達(dá)到很大的數(shù)值。當(dāng)超過零序電流元件定值時,該元件動作。6.4.3非全相運行對零序方向電流保護(hù)的影響對于非全相線路,以保護(hù)1為例:有零序電流,零序方向元件處于動作狀態(tài)。對于全相線路,如圖示線路的平行雙回線,也有零序電流,零序方向元件也有可能動作。6.4.3非全相運行對零序方向電流保護(hù)的影響對策:(1)非全相線路對策1)設(shè)置不靈敏I段時,非全相時退靈敏I段與零序II段;

2)未設(shè)置不靈敏I段時,非全相時退零序I、II、III段。(2)全相線路對策II段有可能動作,但經(jīng)選相元件閉鎖,可防止誤動作。6.4.3非全相運行對零序方向電流保護(hù)的影響對阻抗元件有影響非全相運行期間或非全相運行系統(tǒng)發(fā)生振蕩,健全相上的距離保護(hù)不開放,但當(dāng)健全相發(fā)生短路故障時,保護(hù)可靠開放,加速切除健全相上的短路故障。非全相運行期間,接在健全相的接地、相間工頻變化量阻抗

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