基于电力系统的某110KV线路微机综合自动重合闸设计

1、基于电力系统的某110KV线路微机综合自动重合闸设计摘 要本文设计了基于电力系统继电保护的微机综合自动重合闸，包括综合重合闸的工作原理、综合重合闸的构成、重合闸与继电保护的配合，装置的硬件部分设计及软件部分设计。并详细介绍了单相自动重合闸，三相自动重合闸，综合自动重合闸，并依据选型针对某110KV线路进行微机综合自动重合闸设计重合闸装置有重合闸和选相两个功能，可工作在“单相自动重合闸”、“三相自动重合闸”、“综合自动重合闸”及“停用”四种方式。单相跳闸后，单相重合闸不检查同期，在三相重合闸方式下，有检查同期、检查无压及不检查同期等逻辑。重合闸采用“后加速”方式与继电保护配合。微机综合自动重合闸

2、是微机继电保护装置的重要组成部分，自动重合闸与继电保护之间密切良好的配合可以较迅速地切除多数情况下的故障，提高供电可靠性，对系统的安全稳定运行产生极其重要的作用。关键词：110KV继电保护线路 综合自动重合闸Abstract In this paper, based on the design of the power system protection of computer integrated automatic reclosing, including integrated reclosing the principle of integrated reclosing the comp

3、osition, reclosing relay and the co-ordination, installation of hardware and software design part of the design. And details on the single-phase automatic reclosing, the three-phase automatic reclosing, integrated automatic reclosing, and the basis for selection of a 110 KV line to automatically swi

4、tch on Computer Integrated Design Reclosing installations reclosing and the election of the two functions, can work in the single-phase automatic reclosing, three-phase automatic reclosing, Comprehensive automatically switch on and disabled in four ways. Trip after the single-phase, single-phase rec

5、losing not check the same period, in the three-phase reclosing under way, check the same period, non-pressure check and not check the same period, and so logical. Reclosing of accelerated after the manner and relay meet. Computer Integrated Computer automatically reclosing relay device is an importa

6、nt component of the automatic reclosing relay between closely with the good cooperation can be more quickly removed most cases the failure to improve power supply reliability, the system Safe and stable operation to have an extremely important role. Keywords: 110KV lines relay integrated automatic r

7、eclosing目 录第1章 绪论11.1 电力系统继电保护的作用11.2 微机保护21.2.1 微机保护概念21.2.2 微机保护发展现状21.2.3 微机保护的构成2第2章 自动重合闸32.1 自动重合闸在电力系统中的作用32.2 对自动重合闸装置的基本要求42.3 重合闸与继电保护的配合52.4 单相自动重合闸72.5 三相自动重合闸132.6 综合重合闸简介13第3章 110KV线路继电保护及自动重合闸153.1 概述153.1.1 微机自动重合闸的硬件系统153.1.2 微机保护的硬件特点153.2 数据采集系统的特点163.3 CPU主系统设计173.4 开关整定183.5 距离保

8、护243.6 电力系统主接线图28第4章 重合闸软件流程图304.1 QDB和ZDB对中断服务程序的控制304.2 三跳启动重合闸部分324.3 单跳启动重合闸344.4 不对应启动重合闸35第5章 结 论37参考文献38致谢39附录40第1章 绪论1.1 电力系统继电保护的作用微机自动重合闸是继电保护的组成部分，电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种形式的短路。在发生短路时可能产生以下后果，1通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧；使故障元件损坏2短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损害或缩短它们的使用寿命；3电力系统

9、中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；4破坏电力 系统并例运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统瓦解。电力系统中电器元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。，例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高一般又称过负荷，就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件截流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生震荡等，都属于不正常运行状态。故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故，事故，就是指系统或其中一

10、部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。系统事故的发生除了 由于自然条件的因素如遭受雷击等以外，一般都是由于设备制造上的缺陷，设计和安装上的错误。检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要发挥人的主观能动性，正常地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可以大大减少事故发生的机率把事故发生消灭在发生之前在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切处故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在

11、每个电气元件的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，古称为继电保护装置。在电子式静态保护装置 数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电力部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的急电保护系统。继电保护装置词则指各种具体的装置。1.2 微机保护1.2.1 微机保护概念微机保护是指以微型机、微处理器为技术手段构成的继电保护 1.2.2 微机保护发展现状上世纪60年代末期已经提出用计算机构成保护装置的倡议，代表人物任务是Rockeffeller；70年代掀起了研究高潮；

12、70年代出现了实际应用的微机保护装置，我国于70年代后期开始研究，84年杨奇逊研制出第一套微机保护装置，所使用的微处理器是6809。1.2.3 微机保护的构成微机保护由两部分构成：微机保护硬件系统和运行于其中的软件。1. 微机保护的硬件系统包括以下三大部分：1）数据采集系统（或称模拟量输入系统）：包括电压形成、采样保持、多路开关及数模转换2）微型机（或微处理器）主系统：包括微处理器、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、定时器、并串接口等3）开关量输入输出系统：由微型机的并行接口、光电隔离器件及有触点的中间继电器等组成。完成保护需要的外部触点接入、出口跳闸、人机对话等功能。2. 微机保护

13、的软件包括1) 数字滤波器，像有些不便于采用模拟滤波器的场合，如傅立叶滤波、小波变换等2) 继电器算法，像幅值和相位计算、选相算法、滤序算法等3) 保护动作判据，保护基本原理的具体体现4) 逻辑输出，执行跳闸、告警等数字信号输出。第2章 自动重合闸2.1 自动重合闸在电力系统中的作用在电力系统的故障中，大多数是送电线路（特别是架空线路）的故障，因此，如何提高送电线路工作的可靠性，就成为电力系统中的重要任务之一。电力系统的运行经验表明，架空线路故障大都是“瞬时性”的，例如，由雷电引起的绝缘子表面闪络，大风引起的碰线，通过鸟类以及树枝等物掉落在导线上引起的短路等，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧

14、即行熄火，故障点的绝缘强度重新恢复，外界物体咖树枝、鸟类等）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，就能够恢复正常的供电，因此，称这类故障是“瞬时性故障”。除此之外，也有“永久性故障”，例如由于线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏等引起的故障，在线路被断开之后，它们仍然是存在的。这时，即使再合上电源，由于故障依然存在，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。由于送电线路上的故障具有以上的性质，因此，在线路被断开以后再进行一次合闸，就有可能大大提高供电的可靠性。由运行人员手动进行合闸，固然也能够实现上述作用，但由于停电时间过长，用户电动机多数已经停转，因此，其效果就不显

15、著。为此在电办系统中采用了自动重合闸（缩写为ZCH ) ，即当断路器跳闸之后，能够自动地将断路器重新合闸的装置。在线路上装设重合闸以后，由于它并不能够判断是瞬时性故障还是永久性故障，因此，在重合以后可能成功（指恢复供电不再断开），也可能不成功。用重合成功的次数与总动作次数之比来表示重合闸的成功率，根据运行资料的统计，成功率一般在60% - 90之间在电力系统中采用重合闸的技术经济效果，主要地可归纳如下： ( 1 ）大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数，特别是对单侧电源的单回线路尤为显著；( 2 ）在高压输电线路上采用重合闸，还可以提高电力系统并列运行的稳定性( 3 ）在电网的设计与建设过程

16、中，有些情况下由于考虑重合闸的作用，即可以暂缓架设双回线路，以节约投资；( 4 ）对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起纠正的对于重合闸的经济效益，应该用无重合闸时，因停电而造成的国民经济损失来衡量。由于重合闸装置本身的投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中获得了广泛的应用。对IkV 及以上的架空线路和电缆与架空的混合线路，当其上有断路器时，就应装设自动重合闸；在用高压熔断器保护的线路上，一般采用自动重合熔断器；此外，在供电给地区负荷的电力变压器上，以及发电厂和变电所的母线上，必要时也可以装设自动重合闸。但事物都是一分为二的，在采用重合闸以后，当重合于永久性故障上时，它

17、也将带来一些不利的影响，如：( 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变得更加严重，因为它要在很短的时间内，连续切断两次短路电流。这种情况对于油断路器必须加以考虑，因为在第一次跳闸时，由于电弧的作用，已使油的绝缘强度降低，在重合后第二次跳闸时，是在绝缘已经降低的不利条件下进行的，因此，油断路器在采用了重合闸以后，其遮断容量也要有不同程度的降低（一般约降低到80 左右）。因而，在短路容量比较大的电力系统中，上述不利条件往往限制了重合闸的使用。2.2 对自动重合闸装置的基本要求( l ）在下列情况下，重合闸不应动作：由值班人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时；手动投

18、入断路器，由于线路上有故障，而随即被继电保护将其断开时。因为在这种情况下，故障是属于永久性的，它可能是由于检修质量不合格、隐患未消除或者保安的接地线忘记拆除等原因所产生，因此再重合一次也不可能成功。( 2 ）除上述条件外，当断路器由继电保护动作或其它原因而跳闸后，重合闸均应动作，使断路器重新合闸。( 3 ）为了能够满足第（1 ）、（2 ）项所提出的要求，应优先采用由控制开关的位置与断路器位置不对应的原则来起动重合闸，即当控制开关在合闸位置而断路器实际上在断开位置的情况下，使重合闸起动，这样就可以保证不论是任何原因使断路器跳闸以后，都可以进行一次重合。当用手动操作控制开关使断路器跳闸以后，控制开

19、关与断路器的位置仍然是对应的。因此，重合闸就不会起动。在某些情况下（如使用单相重合闸时），当利用保护装置来起动重合闸时，由于保护装置动作很快，可能使重合闸来不及起动，因此，必须采取措施（如用自保持回路、记忆回路等），来保证重合闸能可靠动作。( 4 ）自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定。如一次式重合闸就应该只动作一次，当重合于永久性故障而再次跳闸以后，就不应该再动作；对二次式重合闸就应该能够动作两次，当第二次重合于永久性故障而跳闸以后，它不应该再动作。在任何情况下，例如装置本身的元件损坏，继电器触点粘住或拒动等，重合闸均不应使断路器多次地重合到永久故障上去。( 5 ）自动重合闸在动作以后，

20、一般应能自动复归，准备好下一次再动作。但对10 kv 及以下电压的线路，如当地有值班人员时，为简化重合闸的实现，也可以采用手动复归的方式。采用手动复归的缺点是，当重合闸动作后，在值班人员未及时复归以前，而又一次发生故障时，重合闸将拒绝动作，这在雷雨季节，雷害活动较多的地方尤其可能发生。便更好地和继电保护相配合，加速故障的切除。如用控制开关手动合闸并合于永久性故障上时，也宜于采用加速继电保护动作的措施，因为这种情况与实现重合闸后加速的要求是安全一样的。当采用重合闸后加速保护时，如果合闸瞬间所产生的冲击电流或断路器三相触头不同时合闸所产生的零序电流有可能引起继电保护误动作时，则应采取措施予以防止。

21、( 7 ）在双侧电源的线路上实现重合闸时，应考虑合闸时两侧电源间的同步问题，并满足所提出的要求。( 8 ）当断路器处于不正常状态（例如操作机构中使用的气压、液压降低等）而不允许实现重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。2.3 重合闸与继电保护的配合为了能尽量利用重合闸所提供的条件以加速切除故障，继电保护与之配合时，一般采用如下两种方式：1 重合闸前加速保护重合闸前加速保护一般又简称为“前加速”。如图2.1所示的网络接线。图2.1重合闸前加速网络接线假定在每条线路上均装设过电流保护，其动作时限按阶梯型原则来配合。因而，在靠近电源端保护3 处的时限就很长。为了能加速故障的切除，可在保护3 处采用前加速

22、的方式，即当任何一条线路上发生故障时，第一次都由保护3 瞬时动作予以切除。如果故障是在线路A-B 以外（如dl 点），则保护3 的动作都是无选择性的。但断路器3 跳闸后，即起动重合闸重新恢复供电，从而纠正了上述无选择性的动作。如果此时的故障是瞬时性的，则在重合闸以后就恢复了供电。如果故障是永久性的，则故障由保护1 或2 切除，当保护2 拒动时，则保护3 第二次就按有选择性的时限13 动作于跳闸。为了使无选择性的动作范围不扩展的太长，一般规定当变压器低压侧短路时，保护3 不应动作。因此，其起动电流还应按照躲开相邻变压器低压侧的短路来整定。采用前加速的优点是：( 1 ）能够快速地切除瞬时性故障；(

23、 2 ）可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，从而提高重合闸的成功率；( 3 ）能保证发电厂和重要变电所的母线电压在0 . 60 . 7 倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量；( 4 ）使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。前加速的缺点是：( 1 ）断路器工作条件恶劣，动作次数较多；( 2 ）重合于永久性故障上时，故障切除的时间可能较长；( 3 ）如果重合闸装置或断路器3 拒绝合闸，则将扩大停电范围。甚至在最末一级线路上故障时，都会使连接在这条线路上的所有用户停电。前加速保护主要用于35kV 以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上，以便快速切除故障，保证母线电压。在

24、这些线路上一般只装设简单的电流保护。2 重合闸后加速保护重合闸后加速保护一般又简称为“后加速”，所谓后加速就是当线路第一次故障时，保护有选择性动作，然后，进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作，瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。“后加速”的配合方式广泛应用于35kV 以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上。因为，在这些线路上一般都装有性能比较完善的保护装置，例如，三段式电流保护、距离保护等，因此，第一次有选择性地切除故障的时间（瞬时动作或具有0 . 55 的延时）均为系统运行所允许，而在重合闸以后加速保护的动作（一般是加速第H 段的动作，有时也可以加速第

25、111 段的动作），就可以更快地切除永久性故障。后加速保护的优点是：( 1 ）第一次是有选择性的切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性的动作而后以重合闸来纠正（即前加速的方式）; ( 2 ）保证了永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的；( 3 ）和前加速保护相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制，一般说来是有利而无害的。后加速的缺点是：( 1 ）每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比较为复杂；( 2 ）第一次切除故障可能带有延时。重合闸后加速过电流保护的原理接线如图2.2 所示。图2.2 加速过电流保护的原理接线图中LJ 为过电流继电器的触点，

26、当线路发生故障时，它起动时间继电器SJ ，然后经整定的时限后SJZ 触点闭合，起动出口继电器ZJ 而跳闸。当重合闸以后，如前分析，JSJ 的触点将闭合1s 的时间，如果重合于永久性故障上，则LJ 再次动作，此时即可由时间继电器的瞬时常开触点Sjl 、压板L 尸和JSJ 的触点串联而立即起动ZJ 动作于跳闸，从而实现了重合闸以后使过电流保护加速的要求。2.4 单相自动重合闸三相式的自动重合闸，即不论送电线路上发生单相接地短路还是相间短路，继电保护动作后均使断路器三相断开，然后重合闸再将三相投入。但是，在220 一500kv 的架空线路上，由于线间距离大，运行经验表明，其中绝大部分故障都是单相接地

27、短路。在这种情况下，如果只把发生故障的一相断开，然后再进行单相重合，而未发生故障的两相仍然继续运行，就能够大大提高供电的可靠性和系统并列运行的稳定性。这种方式的重合闸就是单相重合闸。如果线路发生的是瞬时性故障，则单相重合成功，即恢复三相的正常运行。如果是永久性故障，单相重合不成功，则需根据系统的具体情况，如不允许长期非全相运行时，即应切除三相并不再进行重合；如需要转入非全相运行时，则应再次切除单相并不再进行重合。目前一般都是采用重合不成功时跳开三相的方式。现就几个主要问题，简要说明如下。1 故障相选择元件为实现单相重合闸，首先就必须有故障相的选择元件（简称选相元件）。对选相元件的基本要求如下。

28、( 1 ）应保证选择性，即选相元件与继电保护相配合只跳开发生故障的一相，而接于另外两相上的选相元件不应动作；( 2 ）在故障相末端发生单相接地短路时，接于该相上的选相元件应保证足够的灵敏性。根据网络接线和运行的特点，常用的选相元件有如下几种：( 1 ）电流选相元件：在每相上装设一个过电流继电器，其起动电流按照大于最大负荷电流的原则进行整定，以保证动作的选择性。这种选相元件适于装设在电源端、且短路电流比较大的情况，它是根据故障相短路电流增大的原理而动作的。( 2 ）低电压选相元件：用三个低电压继电器分别接于三相的相电压上，低电压继电器是根据故障相电压降低的原理而动作。它的起动电压应小于正常运行以

29、及非全相运行时可能出现的最低电压。这种选相元件一般适于装设在小电源侧或单侧电源线路的受电侧，因为在这一侧如用电流选相元件，则往往不能满足选择性和灵敏性的要求。( 3 ）阻抗选相元件：用三个低阻抗继电器分别接于三个相电压和经过零序补偿的相电流上，以保证继电器的测量阻抗与短路点到保护安装地点之间的正序阻抗成正比。阻抗选相元件比以上两种选相元件具有更高的选择性和灵敏性，因而在复杂网络的接线中获得了较广泛的应用。至于阻抗继电器的特性，根据需要可以采用全阻抗继电器、方向阻抗继电器或偏移特性的阻抗继电器。在有些情况下也可以考虑采用透镜特性或四边形特性的阻抗继电器。对阻抗选相元件的整定值应考虑满足以下要求：

30、1 ）当本线路末端短路时，保证故障相选相元件具有足够的灵敏度；2 ）当本线路上发生单相接地时，保证非故障相选相元件可靠不动作；3 ）当本线路上发生单相接地短路而两侧的保护相继动作时，在一侧断开以后，另一侧将出现一相短路接地加同名相断线的复故障型式。此时仍要求故障相选相元件应正确动作，而非故障相的选相元件应可靠不动作。为此就需要计算在上述复故障情况下，故障相和非故障相选相元件的测量阻抗，然后加以验算；4 ）在非全相运行时，如果需要选相元件能独立工作，则非断线相的选相元件应可靠不动作，而在非全相运行时又发生故障，则应可靠动作。为此就需要计算在这种复故障情况下选相元件的测量阻抗并加以验算； 5 ）若

31、在非全相运行时发生故障的情况下或进行重合之后，选相元件尚需独立工作，则其整定值必须躲开全相运行中发生振荡时继电器的测量阻抗。继电器的原理接线如图2.3 所示，在电抗互感器DKB 的原边反应两相电流之差，其副边输出接图2.3 两相电流差突变原理接线图于由R 、L 、C 组成的突变量电桥。L 、C 的参数调谐至对工频产生并联谐振，由于电感线圈内阻尸的存在，其等效阻抗为一数值很高的纯电阻，它们组成了电桥的两个对角臂。电桥的另外两个对角臂是电阻R ，设计时应选取其阻值与L 、C 并联回路的等效阻抗相等。在正常运行以及短路后的稳态情况五，由于突变量电桥的四臂平衡，因此其输出端的电压Um 。0 。在短路发

32、生的初瞬间，由于突变量电桥中c 两端的电压不能突变，而R 两端的电压则随着DKB 原边电流幅值和相位的改变而变化，因此破坏了电桥的平衡，使U 二。增大。突变量电桥的输出电压Um 。经全波整流后，接入由C ，、R ：组成的增量电路（可参考图371 ) ，使触发器（或极化继电器）翻转。由于突变量继电器在动作时只能输出很短的脉冲，因此在触发器后应加脉冲展宽回路。采用增量回路，对躲开正常运行情况下由于运行频率变化、桥回路调谐不准确以及电流中的其它谐波分量在桥回路输出端产生的不平衡输出等都是有禾吐的。在各种故障情况下，相电流差突变量选相元件的动作情况如表2-1 所示。由表可见，在单相接地故障时，反应非故

33、障相电流差突变量的继电器不动作，而在其他故障情况下有三个继电器都动作。选相元件。为此，采用如图2.4所示的逻辑方框图，即可构成单相接地故障的图2.4 逻辑方框图除以上常用的选相元件以外，近年来还出现了一些新原理的选相元件，如反应于故障相和非故障相电压比值的选相元件，反应于各对称分量（11 、12 、10 ）电流间相位的选相元件等。 2 动作时限的选择当采用单相重合闸时，其动作时限的选择除应满足三相重合闸时所提出的要求（即大于故障点灭弧时间及周围介质去游离的时间，大于断路器及其操作机构复归原状准备好再次动作的时间）以外，还应考虑下列问题。( 1 ）不论是单侧电源还是双侧电源，均应考虑两侧选相元件

34、与继电保护以不同时限切除故障的可能性。图2.5 C项接示意图( 2 ）潜供电流对灭弧所产生的影响。这是指当故障相线路自两侧切除后，如图2-5所示，由于非故障相与断开相之间存在有静电（通过电容）和电磁（通过互感）的联系，因此，虽然短路电流已被切断，但在故障点的弧光通道中，仍然流有如下的电流：l ）非故障相A 通过A -C 相间的电容CAc 供给的电流；2 ）非故障相B 通过B-C 相间的电容C 砚供给的电流；3 ）继续运行的两相中，由于流过负荷电流I 月和存，而在C 相中产生互感电势EM , 此电势通过故障点和该相对地电容C 。而产生的电流。这些电流的总和就称为潜供电流。由于潜供电流的影响，将使

35、短路时弧光通道的去游离受到严重阻碍，而自动重合闸只有在故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复以后才有可能成功，因此，单相重合闸的时间还必须考虑潜供电流的影响。一般线路的电压越高，线路越长，则潜供电流就越大。潜供电流的持续时间不仅与其大小有关，而且也与故障电流的大小、故障切除的时间、弧光的长度以及故障点的风速等因素有关。因此，为了正确地整定单相重合闸的时间，国内外许多电力系统都是由实测来确定熄弧时间。如我国某电力系统中，在220kv 的线路上，根据实测确定保证单相重合闸期间的熄弧时间应在0 . 65 以上。3 保护装置、选相元件与重合闸回路的配合关系图2.6 所示为保护装置、选相元件与重合闸回路之间相互配

36、合的方框结构示意图。图2.6结构示意图在单相重合闸过程中，由于出现纵向不对称，因此将产生负序和零序分量，这就可能引起本线路保护以及系统中的其它保护的误动作。对于可能误动作的保护，应在单相重合闸动作时予以闭锁或整定保护的动作时限大于单相重合闸的周期，以躲开之。为了实现对误动作保护的闭锁，在单相重合闸与继电保护相连接的输入端都设有两个端子，一个端子接入在非全相运行中仍然单相重合闸回路的内部接线，此处从略。4 对单相重合闸的评价采用单相重合闸的主要优点是：( 1 ）能在绝大多数的故障情况下保证对用户的连续供电，从而提高供电的可靠性。当由单侧电源单回线路向重要负荷供电时，对保证不间断地供电更有显著的优

37、越性。( 2 ）在双侧电源的联络线上采用单相重合闸，就可以在故障时大大加强两个系统之间的联系，从而提高系统并列运行的动态稳定。对于联系比较薄弱的系统，当三相切除并继之以三相重合闸而很难再恢复同步时，采用单相重合闸就能避免两系统的解列。采用单相重合闸的缺点是：( 1 ）需要有按相操作的断路器。( 2 ）需要专门的选相元件与继电保护相配合，再考虑一些特殊的要求后，使重合闸回路的接线比较复杂。( 3 ）在单相重合闸过程中，由于非全相运行能引起本线路和电网中其他线路的保护误动作，因此，就需要根据实际情况采取措施予以防止。这将使保护的接线，整定计算和调试工作复杂化。由于单相重合闸具有以上特点，并在实践中

38、证明了它的优越性。因此，已在220-500 kv 的线路上获得了广泛的应用。对于no 千伏的电力网，一般不推荐这种重合闸方式，只在由单侧电源向重要负荷供电的某些线路及根据系统运行需要装设单相重合闸的某些重要线路上，才考虑使用。2.5 三相自动重合闸 1、 三相重合闸方式 考虑到本系统110KV网络上的发电机均为中小型汽轮发电机，在电气联系上不甚紧密，同时结合三相重合闸各种方式的特点，经分析，110KV的三相重合闸采用：具有同步检定和无压的重合闸。2、 重合闸动作时限 整定原则：考虑到线路两侧的保护可能以不同时限切除故障，并从最不利的情况出发，每一侧的重合闸都应该以本侧先跳闸、对侧后跳闸来作为整

39、定时间的依据。一般公式：Tzch= Tbh.2+Tdl.2-Tbh.1-Tdl.1+Tu Tbh.2：对侧距离保护二段或三段的动作时间，本系统取其二段动作时间，取0.5秒； Tdl.2：对侧断路器的动作时间，取0.06秒 Tbh.1：本侧距离保护一段的动作时间，取0秒 Tdl.1：本侧断路器的动作时间，取0.06秒； Tu： 故障点灭弧和周围介质去游离时间，取0.5秒 对于开关9，考虑其特殊情况，重合闸时间整定为故障点灭弧和周围介质去游离时间，即：Tzch=0.5秒 对于其他线路上的开关重合闸时间：Tzch=1秒 2.6 综合重合闸简介以上分别讨论了三相重合闸和单相重合闸的基本原理和实现中需要

40、考虑的一些问题。在采用单相重合闸以后，如果发生各种相间故障时仍然需要切除三相，然后再进行三相重合闸，如重合不成功则再次断开三相而不再进行重合。因此，实际上在实现单相重合闸时，也总是把实现三相重合闸的间题结合在一起考虑，故称它为“综合重合闸”。在综合重合闸的接线中，应考虑能实现综合重合闸、只进行单相重合闸或三相重合闸以及停用重合闸的各种可能性。实现综合重合闸回路接线时，应考虑的一些基本原则如下：( 1 ）单相接地短路时跳开单相，然后进行单相重合，如重合不成功则跳开三相而不再进行重合。( 2 ）各种相间短路时跳开三相，然后进行三相重合。如重合不成功，仍跳开三相，而不再进行重合。( 3 ）当选相元件

41、拒绝动作时，应能跳开三相并进行三相重合。( 4 ）对于非全相运行中可能误动作的保护，应进行可靠的闭锁；对于在单相接地时可能误动作的相间保护（如距离保护），应有防止单相接地误跳三相的措施。( 5 ）当一相跳开后重合闸拒绝动作时，为防止线路长期出现非全相运行，应将其他两相自动断开。( 6 ）任两相的分相跳闸继电器动作后，应联跳第三相，使三相断路器均跳闸。( 7 ）无论单相或三相重合闸，在重合不成功之后，均应考虑能加速切除三相，即实现重合闸后加速。( 8 ）在非全相运行过程中，如又发生另一相或两相的故障，保护应能有选择性地予以切除，上述故障如发生在单相重合闸的脉冲发出以前，则在故障切除后能进行三相重

42、合。如发生在重合闸脉冲发出以后，则切除三相不再进行重合。(9）对空气断路器或液压传动的油断路器，当气压或液压低至不允许实行重合闸时，应将重合闸回路自动闭锁；但如果在重合闸过程中下降到低于允许值时，则应保证重合闸动作的完成。第3章 110KV线路继电保护及自动重合闸3.1 概述3.1.1 微机自动重合闸的硬件系统数据采集系统（或称模拟量输入系统）：包括电压形成、采样保持、多路开关及数模转换。微型机（或微处理器）主系统：包括微处理器、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、定时器、并串接口等。开关量输入输出系统：由微型机的并行接口、光电隔离器件及有触点的中间继电器等组成。完成保护需要的外部触点

43、接入、与继电保护的配合、出口合闸、人机对话等功能。如图3.1图3.1微机自动重合闸硬件构成框图3.1.2 微机保护的硬件特点集成微处理器（MPU）、只读存储器(ROM)、随即存取存储器(RAM)、定时器、模数转换器(AD)、并行接口(PIO)、闪存单元(FLASH)、数字信号处理器(DSP)，通信接口等多种功能集成在一个芯片内的单片机系统。把所有总线连同单片机都集成在一个芯片内的总线不出片技术。不区分微机、单片机、微处理器3.2 数据采集系统的特点1. 为模数转换（AD）做准备、转换模拟量为数字量2. 适应电力系统故障信号特点3. 动态范围宽广：从正常运行的几十安培到短路状态下的几万安培甚至几

44、十万安培4. 适应继电保护特点要求5. 模拟量设置应满足继电保护功能要求为准则6. 高压线路保护需要：三相电流、零序电流；三相电压、线路侧线间电压；因此，微机保护是一个多模拟量输入系统3.3 CPU主系统设计 图3.2 CPU主系统接线图该回路如图3.2所示。D14为两端口与非门。输出端KAH6在CPUl、CPU2、CPU3中用于驱动巡检中断告警继电器KAH6(告警插件上)。在预定时间内某个CPU收不到巡检命令就驱动该继电器；CPU4的“KAH6端用于驱动加速继电器KCP(逻辑插杵上)，以加速其他保护(本装置内务保护均利用电流判别，不需要后加速信号)。正常情况下，8031的P1.2和P1.6均

45、为低电平，要驱动巡检中断继电器KAH6或加速继电器KCP时，由软件使P1.2置1，P1.6仍为低电平，光藕D16导通，驱动三极管V2，正24V电源通过V2加于告警插件的KSH6继电器或逻辑插件的继电器KCP上，前者发“巡检中断”信号，后者发后开关量KAHn回路与KAH6回路完全一样，它由口线P1.5驱动。KAHn的n分别为1、2、3、4，对应CPU1CPU4四个插件，用于驱动告警插件中的KAH1四个告警继电器，发出“保护n异常”信号（n=1,2,3,4）。正常时，P1.5、P1.6均为低电平,若某CPU插件有硬件损坏,自诊断检出后,由软件将P1.5置1，P1.6仍为0，驱动相应的告警继电器。另

46、外，8031的P1.3、P1.4分别驱动一个发光二极管，用于“有报告”和“运行”指示。3.4 开关整定一开关9的整定 由于线路L7是终端线路，开关9的零序保护按足够的灵敏度整定。 1 .零序I段： Idz.I=3*Imin/KLm=3*267*1.3=1041.3A Idz.I.j=Idz.I/n L=1041.3/60=17.36A tdz.I=0s 2 . 零序II段：按三倍最小零序电流整定，灵敏度按2整定 Idz.II=3*259/2=388.5A Idz.II.j=Idz.II/n L=388.5/60=6.48A tdz.II=0.5s 3 .零序III段：按三倍最小零序电流整定，灵

47、敏度按1.3整定 Idz.III=3*259/1.3=597.7A Idz.III.j=Idz.III/n L=597.7/60=9.96A 同时校验当变压器低压侧三相短路时，保护能否躲过由此产生的不平衡电流。Ibp.max=0.1*Id.max=0.1*1.848*40000/（3*115）=37.1A Idz.III1.3Ibp.max tdz.III=1s 4 .零序IV段：按三倍最小零序电流整定，灵敏度按1.1整定 Idz.IV=3*259/1.1=706.4A Idz.IV.j=Idz.IV/n L=706.4/60=11.77A 二、开关8的整定 1 .零序I段：按躲线路末端短路时

48、流过该开关的最大三倍零序电流整定 Idz.I=3*Imax*Kk =3*887*1.3=3459.3A Idz.I.j=Idz&I/n L=3459.3/60=57.66A tdz.I=0s 2 .零序II段：（与开关9零序I段配合配合） Idz.II=Kk*Kfz*Idz.I=1.1*0.75*1041.3=862.5A Idz.II.j=Idz.II/n L=862.5/60=14.38A KLm=3Imin/Idz.II=3*655/862.52.281.5 tdz.II=1s 和开关9二段配合 3 .零序III段：（与开关9零序II段配合） Idz.III=Kk*Kfz*Idz.II

49、=1.1*0.75*388.5=321.8A Idz.III.j=Idz.III/n L=321.8/60=5.36A KLm=3Imin/Idz.III=3*655/321.8 =6.111.2 tdz.III=1.5s 4 .零序IV段：（与开关9零序III段配合） Idz.IV=Kk*Kfz*Idz.III =1.1*0.75*597.7=495.1A Idz.IV.j=Idz.III/n L=495.1/60=8.25A KLm=3Imin/Idz.III=3*655/495.1 =3.971.1 tdz.IV=2s 三、开关7的整定： 1 .零序I段：按躲过被保护线路，末端接地短路时

50、，流过保护的最大零序电流整定 Idz.I= Kk*3*Io.max =3*1.3*1246=4859.4A Idz&I.j=Idz.I/n L=4859.4/60=80.99A tdz.I=0s 2 .零序II段：因此应与相邻线路零序I段配合 Idz.II=1.1*0.75*3459=2853.9A Idz.II.j=Idz.II/n L=2853.9/60=47.57A KLm=3Imin/Idz.II=3*646/2853.9 =0.681.5 tdz.II=1.5s 3 .零序III段：（与开关8零序III段配合） Idz.III=1.1*0.75/321.8=265.5A Idz.II

51、I.j=Idz.III/n L=265.5/60=4.42A KLm=3Imin/Idz.II=3*646/265.5 =7.31.2 tdz.III=2s 四、开关6的整定 1 .零序I段：按躲过保护线路末端接地短路，流经保护的最大三倍零序电流整定 Idz.I= Kk*3*Io.max =3*1.3*1762=6871.8A Idz.I.j=Idz.I/n L=6871.8/60=114.53A tdz.I=0s 2 .零序II段：与开关7零序I段配合 Idz.II=kk *Kfz* Idz.I =1.1*0.85*4859.4=4543.5A Idz.II.j=Idz.II/n L=454

52、3.5/60=75.73A KLm=3Imin/Idz.II=3*519/4543.5=0.341.5 tdz.II=2s 3 .零序III段：Idz.III=Kk *Kfz* Idz.II =1.1*0.85*265.5=248.2A Idz.III.j=Idz.III/n L=248.2/60=4.14A KLm=3Imin/Idz.III=3*519/248.2 =6.271.2 tdz.III=2.5s 五、开关5的整定 1 .零序I段：按躲过被保护线路，末端接地短路时，流过保护的最大零序电流整宒 Idz.I= Kk*3*Io.max =3*1.3*1584=6177.6A Idz.I

53、.j=Idz.I/n L=6177.6/60=102.96A tdz.I=0s 2 .零序II段（与相邻线路的II段配合）： Idz.II=1.1*0.8*665.3=585.5A Idz.II.j=Idz.II/n L=585.5/60=9.76A KLm=3Imin/Idz.II=3*1157/585.5 =5.931.5 3 .零序III段：（与相邻线路III段配合） Idz.III=1.1*0.8*248.2=218.4A Idz.III.j=Idz.III/n L=218.4/60=3.64A KLm=3Imin/Idz.II=3*1157/218.4 =15.891.2 tdz.I

54、II=3s 六、开关1#、2#的整定 1 .零序I段：按躲过被保护线路，末端接地短路时，流过保护的最大零序电流整宒 Idz.I= Kk*3*Io.max =3*1.3*1584=6177.6A Idz.I.j=Idz.I/n L=11723.4/60=195.39A tdz.I=0s 按躲一回线路发生接地短路时 流过保护的最大零序电流计算 Idz.II= KkI0.max1.3*736956.8AIdz.II.j=Idz.II/n L=956.8/60=15.95A 按躲一回线路检修两侧接地时流过保护的最大零序电流 Idz.II= KkI0.max1.3*28533708.9A Idz.II.

55、j=Idz.II/n L=3708.9/60=61.82A 三种方式取最大值，即 Idz.I= 6177.6A Idz.I.j=195.39A tdz.I=0s2 .零序II段：与相邻开关 5零序II段配合 Idz.II= 1.1*0.85*585.5547.4A Idz.II.j=Idz.II/n L=547.4/60=9.12A KLm=3Imin/Idz.II=3*1278/547.4 =71.5 按躲一回线路发生接地短路时 流过保护的最大零序电流计算 Idz.II= KkI0.max1.3*736956.8A Idz.II.j=Idz.II/n L=956.8/60=15.95A KLm=3Imin/Idz.II=3*552/956.8=1.731.5 按躲一回线路检修两侧接地时流过保护的最大零序电流计算 Idz.II= KkKfzIdz.0.I1.1*0.85*6177.65776.1A Idz.II.j=Idz.II/n L=5776.1/60=96.27A KLm=3Imin/Idz.II=3*1287/5776.1=0.661.5 tdz.I