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1关于自动重合闸问题的探讨摘要:据统计,系统中永久性故障一般不到 10%,其余故障都是由于雷击过电压引起的绝缘子表面闪络,大风时的短时碰线,树枝落在导线上等引起的瞬时故障。当系统出现故障时,保护立刻动作是线路或设备断电,在非常短暂的时间内,故障点的电弧就会自动熄灭,是绝缘得以恢复。此时自动重合闸装置动作,自动将断路器合上,恢复系统正常运行 关键词:自动重合闸 断路器 系统运行 引言:(1)瞬时性故障:在线路被继电保护迅速断开后,电弧即行熄灭,故障点的绝缘强度重新恢复,外界物体也被电弧烧掉而消失,此时,如果把断开的线路断路器再合上,就能恢复正常的供电,因此称这类故障为“瞬时性故障”。(2)永久性故障:在线路被断开以后,故障仍然存在,这时即使再合上电源,由于故障仍然存在,线路还要被继电保护再次断开,因而就不能恢复正常的供电。此类故障称为“永久性故障”。据统计,系统中永久性故障一般不到 10%,其余故障都是由于雷击过电压引起的绝缘子表面闪络,大风时的短时碰线,树枝落在导线上等引起的瞬时故障。当系统出现故障时,保护立刻动作是线路或设备断电,在非常短暂的时间内,故障点的电弧就会自动熄灭,是绝缘得以恢复。此时自动重合闸装置动作,自动将断路器合2上,恢复系统正常运行。一、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(1”)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)可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。应用:1KV 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,一般应装设 ZCH(P153,最后一段)。3但是,ZCH 本身不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 6090%,经济效益很高广泛应用。二、对自动重合闸的基本要求:(1)动作迅速。 ,一般 0.5”1.5”。tu故障点去游离,tz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(多属于永久性故障)。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)保护动作跳开三相重4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,不再重合。通常三相一次自动重合闸装置由起动元件、延时元件、一次合闸脉冲元件和执行元件四部分组成。放电 (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:。(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。5(2)同期问题:重合时两侧系统是否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、冲击电流允许值。 (P158,下表)(2)非同期重合闸方式:就是不考虑系统是否同步而进行自动重合闸的方式(期望系统自动拉入同步,须校验冲击电流,防止保护误动)。(3)检查双回线另一回线电流的重合闸方式:(P159,图 5-4)(4)自动解列重合闸方式:双侧电源单回线上(P159,图 5-5)d 点短路,保护 1 动1DL 跳闸,小电源侧保护动跳 3DL,1DL 处6ZCH 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,由于某种原因(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7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。注: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,否则可能发生 DL 爆炸,如果采用保护装置起动方式,还应加上 DL 跳闸时间。根据运行经验,采用 1”左右。2、两侧电源线路的三相重合闸: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不对应起动方式保护起动8五、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 1DLZCH 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保护和 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。例:第一次短路时,保护 1 II 段动,ZCH 重合,之后保护 1 瞬时动。9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对时限。应用于 35KV 以上的高压网络中。六、单相自动重合闸:220KV500KV 系统中,由于线间距离大,经验表明,绝大多数故障为单相接地故障 d(1)。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:d(1) 保护动,跳故障相单相重合成功,恢复三相供电。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不重合。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:判别元件一般 I0、U0。相间短路无 I0、U0,直接三相。接地短路,再由选相元件判10别 d(1)、d(2.0)。选相元件:在 d(1)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三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)I2 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保护的影响:保护性能变坏,甚至不能正确动作。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。11d(1)跳单相合单相。 (单重方式)相间 d跳三相合三相。 (三重方式)四种运行方式:单重、三重、综重、直跳。
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