第六章自动重合闸 自动重合闸在电力系统中的作用 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。 运行经验表明,架空线路大多数故障是瞬时性的,如 (1)雷击过电压引起绝缘子表面闪络 (2)大风时的短时碰线。 (3)通过鸟类身体(或树枝)放电 此时,若保护动——>熄弧——>故障消除—>合断路器——>恢复供电 手动(停电时间长)效果不显著,自动重合(”)效果明显 作用:(P153) (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。 (3)可以纠正山于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。 应用:IK及以上电压的架空线路或电缆与架空线路的混合线路上,只要装有断路器 般应装设ZCH(P153,最后一段)。 但是,ZCH本身个能判断故障是瞬时性的,还是永久性的。所以若重合于永久性故障 时,其不利影响 (1)使电力系统又一次受到故障的冲击; (2)使断路器的工作条件恶化(因为在短时间内连续两次切断短路电流) 据运行资料统计,ZCH成功率60~90%,经济效益很高—>广泛应用 对自动重合闸的基本要求 1)动作迅速。t>tu+t2,一般0.5”-1.5” tu—故障点去游离,t—一断路器消弧室及传动机构准备好再次动作。 (2)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。 (3)动作后应能自动复归,准备好再次动作 (4)手动跳闸时不应重合(手动操作或遥控操作) (5)手动合闸于故障线路不重合(多属于水久性故障)。 三、三相自动重合闸 (一)单侧电源线路的三相一次重合闸: 当线路上故障(单相接地短路、相间短路)—>护动作跳开三相—>重合闸起动 →>合三相: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,不再重 通常三相一次自动重合闸装置山起动元件、延时元件、一次合闸脉冲元件和执行元件四 部分组成
重合闸 ZcH 次合闸 起动 脉冲元件 执行元件 掉制开 (1)起动元件:当DL跳闸之后,使延时元件起动。 起动方式:两种,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 (2)延时元件:tzCH>tu+tz (3)一次合闸脉冲元件:保证重合闸装置只重合一次。 (4)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 (二)两侧电源线路三相一次重合闸: 1、应考虑的两个问题 (1)时间的配合: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 (2)同期问题:重合时两侧系统是香同步的问题以及是否允许非同步合闸的问题 2、两侧电源线路上的主要合闸方式: (1)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 a、线路两侧均装有全线瞬时保护 b、有快速动作的DL,如快速空气断路器。 c、冲击电流1DL跳闸,小电源侧保护动—>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 (5)具有同步检定和无压检定的重合闸:
具同步检定和无压检定的重合闸方式示意图 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) 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 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 b、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 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,山于某种原因(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 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 四、重合闸动作时限的选择原则 1、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: (1)故障点电弧熄灭、绝缘恢复 (2)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,杳则可能发生DL爆炸,如果采用侏护装置起动方式,还应加上DL跳闸时 根据运行经验,采用1”左右 2、两侧电源线路的二相重合闸 除上述要求外,还须考虑时间配合,按最不利情况考虑:本侧先跳,对侧后跳。 动作时限配合示意图
个对应起动方式 zch=thh 2 +lpL2-thh, 1-toLI +t 保护起动 zch=tm2+tp2 - ttn 五、自动重合闸与继电保护的配合 两者关系极为密切,保护可利用重合闸提供的便利条件,加速切出故障,一般有如下两 种配合方式 1、重合闸前加速保护(简称“前加速”) L1、L2、L3上任一点故障,保护1速断动,跳1DL—>ZCH重合,若成功,恢复正 常供电;若不成功,按选择性动作。 优点:快速切出故障,设备少。 缺点:永久性故障,再次切除故障的时间可能很长;装ZCH的DL动作次数多,若DL 拒动,将扩大停电范围 主要用于35KV以下的网络 2、重合闸后加速保护(简称“后加速”) 每条线路上均装有选择性的休护和ZCH 第一次故障时,保护按有选择性的方式动作跳闸,若是永久性故障,重合后则加速保护 动作,切除故障 第一次短路时,保护1Ⅱ段动,ZCH重合,之后保护1瞬时动。 优点:第一次跳闸时有选择性的,再次切除故障的时间加快,有利于系统并联运行的稳 定性 缺点:第一次动作时间可能带时限 应用于35KV以上的高压网络中。 六、单相自动重合闸 220KV-500KV系统中,山于线间距离大,经验表明,绝大多数故障为单相接地故障d)。 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:d1 护动,跳故障相—>单相重合 成功,恢复二相供电。 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—再次跳三相个重合 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: 判別元件一般I、U。相间短路无、Uω,直接跳三相。接地短路,再山选相元件判別 选相元件:在d1时,选出故障相。 2、应考虑潜供电流的影响: 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 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侏护的影响:保护性能变坏,甚全不能正确动作。对会误 动的保护采取闭锁措施等 七、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)>跳单相—>合单相。(单重方式) 相间d>跳三相—>合三相。(二重方式) 四种运行方式:单重、三重、综重、直跳 构成原则及要求:P169