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重合閘知識解讀

發布時間:2019-05-05 點擊數:1042

概述

在電力系統中,輸電線路是發生故障最多的元件,因此,如何提高輸電線路工作的可靠性,對電力系統的安全運行具有重大意義。

輸電線路故障的性質,大多數屬瞬時性故障,約占總故障次數的80%~90%以上,這些瞬時性故障多數由雷電引起的絕緣子表面閃絡、線路對樹枝放電、大風引起的碰線、鳥害和樹枝等物掉落在導線上以及絕緣子表面污染等原因引起,這些故障被繼電保護動作斷開斷路器后,故障點去游離,電弧熄滅,絕緣強度恢復,故障自行消除。

此時,如把輸電線路的斷路器合上,就能恢復供電,從而減少停電時間,提高供電可靠性。當然,輸電線路也有少數由線路倒桿、短線、絕緣子擊穿或損壞等原因引起的永久性故障,在線路被斷開之后,這些故障仍然存在。此時,如把線路斷路器合上,線路還要被繼電保護動作斷路器再次斷開。

由輸電線路故障的性質可以看出,線路被斷開之后再進行一次重合,其成功的可能性是相當大的,這種合閘固然可以由我們手動進行,但由于停電時間長,效果并不十分顯著。為此,采用自動重合閘裝置將被切除的線路重新投入運行,來代替我們的手動合閘。

線路上裝設重合閘后,重合閘本身不能判斷故障是否屬瞬時性,因此,如果故障是瞬時性的,則重合閘能成功;如果故障是永久性的,則重合后由繼電保護再次動作斷路器跳閘,重合不成功。運行實踐表明,線路重合閘的動作成功率約在60%~90%之間??梢?,采用自動重合閘的效益很可觀。

在輸電線路上采用自動重合閘后,不僅提高了供電可靠性,而且可提高系統并列運行的穩定性和線路輸送容量,還可以糾正斷路器本身機構不良、繼電保護誤動以及誤碰引起的誤跳閘。由于自動重合閘本身費用低,工作可靠,作用大,故在電力系統中獲得廣泛應用。但是,采用自動重合閘后,對電力系統也帶來某些不利影響,如重合于永久性故障時,系統將再次受到短路電流的沖擊可能引起系統振蕩;同時使斷路器工作條件惡化。

輸電線路的重合閘,??梢苑譃閱蜗嘀睾祥l、三相重合閘及綜合重合閘;或者分為一次動作的重合閘和兩次動作的重合閘;還可以分為單側電源重合閘和雙側電源重合閘。此外,還可以分機械式、電氣式和晶體管式重合閘。


自動重合閘裝置應符合下列基本要求:

1、自動重合閘可按控制開關位置與斷路器位置不對應的原理起動。

2、用控制開關或通過遙控裝置將斷路器斷開,或將斷路器投于故障線路上而隨即由保護裝置將其斷開時,自動重合閘均不應動作。

3、在任何情況下,自動重合閘的動作次數應符合預先的規定。

4、自動重合閘動作后應自動復歸。

5、自動重合閘應能在重合閘后加速繼電保護的動作。必要時,還應能在重合閘前加速其動作。當用控制開關合閘時,應采用加速繼電保護動作的措施。

6、當斷路器處于不允許實現自動重合閘的不正常狀態時,應將自動重合閘閉鎖。


重合閘“十問”

1:自動重合閘裝置是什么

自動重合閘裝置就是線路發生故障保護動作使斷路器跳閘后按需要自動再將斷路器投入的裝置。


2:為什么要設置自動重合閘裝置

架空輸電線路上有約90%的故障是瞬時性的故障,這些故障在繼電保護動作切除輸電線路后,短路電流消失,空氣的絕緣水平將會恢復到故障前的水平,如果此時通過自動重合閘裝置將斷路器重新合閘就可以使線路立即恢復運行,保證系統的安全穩定。


3:自動重合閘方式有哪些

·綜重:

單相故障,單相重合,重合于永久性故障后跳三相;相間故障跳三相,三相重合,重合于永久性故障后跳三相。

·三重:

任何類型故障跳三相,三相重合,重合永久性故障后跳三相。

·單重:

單相故障,單相重合,重合永久性故障后跳三相。相間故障,跳開三相后不重合。

·停用:

任何故障跳三相,不重合。

重合閘又分為一次重合閘、多次重合閘,我國基本上采用一次重合閘,110kV及以下的斷路器重合閘都是三相重合閘,在220kV及以上電壓因為斷路器有分相跳閘,故而又有單相重合閘、三相重合閘和綜合重合閘之分,不同的運行情況需要有選擇性的采用不同的重合閘方式。


4:自動重合閘的起動方式有哪些

·位置不對應起動方式

跳閘繼電器動作后(TWJ=1),證明斷路器處于斷開位置,若此時控制開關在合閘后狀態(KKJ=1)則說明斷路器之前一直處于合閘狀態,通過這兩個位置不對應起動重合閘的方式稱為位置不對應起動重合閘。

該方式不僅可以在保護將斷路器跳開后起動重合閘,也可以在斷路器“偷跳”時起動重合閘。

·保護起動

絕大多數情況都是先由保護動作發出跳閘命令后才需要重合閘發出合閘命令的,因此重合閘可由保護來起動。

當保護裝置發出單相跳閘命令且檢查該相線路無電流或者三相跳閘且三相線路均無流時起動重合閘,這種起動方式是保護自身通過內部軟件實現的。用保護起動重合閘方式在斷路器偷跳時無法起動重合閘。


5:自動重合閘動作時間如何整定

重合閘時間是從斷路器主觸頭斷開、線路無流后開始到重合閘發出合閘脈沖之間的時間。

1)單側電源線路上通常采用三相重合閘方式,重合閘時間應為斷電時間加上裕度時間減去斷路器固有合閘時間。

其中斷電時間為電弧熄滅時間和短路點去游離時間,而固有合閘時間為斷路器收到合閘脈沖到斷路器主觸頭閉合的這段時間,該時間與故障點去游離時間同時進行,在計算重合閘時間需去除。

2)雙側電源線路上線路上有縱聯保護將可以瞬間切除本線路全長范圍內的故障,如果只有反應一側電氣量的距離、零序保護,對側保護動作的時間將有可能大于本測,重合閘要將對側的延時考慮進去。

同時,雙側電源線路在使用單相重合閘和綜合重合閘方式時,若出現線路單相跳閘的情況時還要考慮潛供電流的影響。

延伸:線路上發生單相接地故障,繼電保護通過選相元件只將故障相自線路兩側斷開,非故障相仍然繼續運行,非故障兩相電壓通過相間電容與另外兩相電流通過相間互感向短路點提供短路電流,使故障點弧光通道中仍有一定數值的電流通過,此電流稱為潛供電流。

它的大小與線路的參數有關,線路電壓越高,線路越長,負荷電流越大,潛供電流就越大。

由于潛供電流的影響,一般單相重合閘時間要比三相重合的時間長,以便熄弧。


6:重合閘的“加速”是什么

如果線路發生永久性故障,重合閘動作后系統將再一次受到故障的沖擊,這對系統的穩定運行是極為不利的,通過重合閘的“加速”可以有效減少重合于永久性故障對系統的沖擊。重合閘加速分為前加速和后加速:

·重合閘前加速

當線路上發生故障時,靠近電源側的保護先無選擇性地瞬時動作于跳閘,而后再靠重合閘來糾正這種非選擇性動作,重合于故障線路后它的動作時限才是按階梯時限特性配合的時限,前加速一般用于具有幾段串聯的輻射線路中,重合閘裝置僅裝在靠近電源的一段線路上。

由于第一次跳閘雖然快但有可能是非選擇性跳閘,造成停電范圍擴大,所以這種加速方式只在不重要用戶的直配線路上使用。

·重合閘后加速

當線路發生故障后,保護有選擇性地動作切除故障,重合閘進行一次重合后恢復供電。若重合于永久性故障時,保護裝置不帶時限無選擇性的動作跳開斷路器,這種方式稱為重合閘后加速。


7:重合閘充放電的原理是什么

在模擬型保護中是用電阻、電容來實現充、放電的,重合閘發合閘命令時利用電容器上的電壓對出口繼電器放電,從而完成斷路器的合閘過程。充電時間只有超過15s,電容器上的電壓才足以使繼電器動作。

在微機保護中的重合閘程序中有一個計數器,通過計數器的不斷計數和清零來模擬電容器的充、放電。


8:重合閘充放電的條件是什么

為了保證重合閘能夠正常重合并且只重合一次,只有在充電完成的前提下,才允許重合,保護裝置只有同時滿足以下條件重合閘才允許充電。

1)重合閘壓板在投入狀態;

2)三相跳位繼電器均為動作,即斷路器在合閘位置;

3)沒有斷路器壓力低閉鎖重合閘以及其他外部閉鎖重合閘的輸入;

4)當采用綜合重合閘或三相重合閘方式時,沒有線路TV斷線的信號輸入。當三相跳閘使用檢線路無壓或檢同期重合閘時要用到線路TV。

而當正常運行和短路故障運行狀態下出現不允許重合閘的情況時,應立即放電,將計數器清零,閉鎖重合閘,重合閘的放電條件較多,這里就不一一贅述。


9:自動重合閘的檢查條件

單側電源線路上電源側保護中的重合閘不存在同期問題。

雙側電源線路上使用單相重合閘方式或綜合重合閘方式時,單相跳閘后兩側系統通過正常運行的兩相一直聯系著,此時也不需要考慮同期問題。

而在雙側電源線路上發生三相跳閘后,兩側系統可能無任何聯系,重合閘在合閘時就需要考慮同期問題,在這種情況下重合閘的檢查條件如下:

·檢查線路無壓和檢查同期重合閘

線路兩側分別裝設檢查線路無壓和檢查同期重合閘,線路發生短路三相跳閘后,三相無壓,檢查線路無壓重合閘側率先達到合閘條件,經三相重合閘動作時間后發出合閘命令,隨后檢查線路同期重合閘側檢查到線路、母線有壓且達到同期合閘條件時經三相重合閘動作時間發出合閘命令。

檢查線路無壓側可以將檢查同期功能投入,在斷路器“偷跳”后重合閘也可以發出合閘命令;而檢查線路同期側不能將檢查線路無壓功能投入,否則兩側將可能同時合閘造成非同期合閘。

·檢線有壓母無壓、線無壓母有壓、線無壓母無壓

110kV線路和110kV以下小接地電流系統線路上使用的微機保護中增加了這三種重合閘檢查方式以適應不同運行方式的需求,而且這三種方式還可以組合應用。

·檢相鄰線有電流方式

這種重合閘檢查條件用在雙回線路上。當雙回線路中某一回線發生短路兩側三相跳開后,只要檢查另一回線有電流,說明兩側系統還通過另一回線聯系在一起,即滿足合閘條件。


10:3/2接線下對重合閘有何特殊要求

3/2接線方式線路保護發出跳閘命令要跳兩個斷路器,兩個斷路器的重合順序是先合邊斷路器,后合中斷路器。若邊斷路器重合不成功,合于故障線路,保護再次將邊斷路器跳開,中斷路器就不再重合且發三跳命令。

在此接線方式下,重合閘和斷路器失靈保護做在單獨的斷路器保護裝置中。

若是先合中斷路器,重合于永久故障,保護再跳中斷路器,此時中斷路器失靈,將向兩側邊斷路器發出跳閘命令,導致相鄰運行間隔失電。

若是先合邊斷路器,重合于永久故障,保護再跳邊斷路器,此時邊斷路器失靈,將向中斷路器和所在母線上所有斷路器發出跳閘命令,母線停電但不影響所有運行間隔正常送電。


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