开关保护原理及应用

1、开关保护的原理与应用开关保护的原理与应用开关保护的范围开关保护的范围l自动重合闸l断路器失灵保护l短引线保护自动重合闸自动重合闸l自动重合闸的作用l自动重合闸的重合方式l单重与三重的比较l单相重合闸与潜供电流l顺序重合闸lOCO接点与闭锁重合闸l重合闸与线路保护的配合l前加速与后加速l电厂配出线的重合闸问题l重合闸的试验方法自动重合闸的作用自动重合闸的作用l提高供电可靠性，减少线路停电次数l对高压电网而言，可以提高系统动态稳定，增加线路输送功率l对断路器本身原因造成的偷跳或继电保护误动作起到部分纠正的作用自动重合闸的重合方式自动重合闸的重合方式l单重：单相故障，单跳单重，相间故障，三跳不重l三

2、重：单相或相间故障均三跳三重l综重：单相故障单跳单重，相间故障三跳三重l华东500kV系统：单重方式l上海220kV电网：单相故障三跳三重，相间故障三跳不重单重与三重比较单重与三重比较l高压电网架空线路线间距离大，单相故障概率高，采用单重方式优势较大。l单重的优点：单重方式提高供电可靠性；对于双侧电源的联络线则可以加强联络，提高动态稳定，避免系统解列。l三重的优点：实现简单。l单重的缺点：断路器按相操作；需要选相元件；单重过程中可能会使其他保护误动。l三重的缺点：需要检同期，对于弱联系系统有可能三相切除后很难恢复同步。单相重合闸与潜供电流单相重合闸与潜供电流三相输电线路电气参数图单相重合闸与潜

3、供电流单相重合闸与潜供电流潜供电流产生原理潜供电流：非故障相A,B通过相间电容CAC，CBC感应的电容电流 非故障相A,B流过的负荷电流在C相互感电势通过故障点和C相 对地电容产生的电磁电流单相重合闸与潜供电流单相重合闸与潜供电流l潜供电流电容分量与故障点无关，只与线路参数有关l电磁分量则与线路参数、无功潮流及故障点位置有关。l潜供电流对重合闸时间的影响：线路越长，潜供电流越大，消弧时间越长，重合闸时间也越长。潜供电流影响单相重合闸的成功率重合闸与潜供电流重合闸与潜供电流lt00s系统发生单相故障时刻lt1 0.02s保护动作，开关跳圈受电lt20.040.06s开关分闸，主触头分开，熄弧，故

4、障切除lt30.02s开关分闸电阻断开，潜供电弧进入自灭时期lt40.2s潜供电弧熄灭lt50.06s潜供电弧弧道去游离lt60.1s开关接到重合命令lt70.20.25s开关合闸，主触头击穿，合闸电阻投入lt80.02s开关主触头闭合，合闸电阻被短路退出单相重合闸与潜供电流单相重合闸与潜供电流l提高长线路单相重合闸成功率装设快速地刀补偿潜供电流l在线路上接角型连接电抗器以补偿电容分量l在线路两端接星型连接电抗器补偿电磁分量l综合以上两组补偿，用中性点通过小电抗接地的星型连接并联电抗器。单相重合闸与潜供电流单相重合闸与潜供电流潜供电流补偿电抗器接线顺序重合闸顺序重合闸l顺序重合闸的意义：2/3

5、接线方式下，避免两个开关重合于故障。l实现方式：采用不同整定时间，通过定值切换；通过设定主从方式实现。OCO接点与闭锁重合闸接点与闭锁重合闸l开关压力低的几种情况lOCO接点的含义重合闸的前加速与后加速重合闸的前加速与后加速l前加速特点：快速切除瞬时故障可能使瞬时故障来不及发展成永久故障，提高重合闸成功率能维持发电厂与重要变电所母线电压，保证重要负荷供电实现简单，应用于35kV及以下。断路器工作条件恶劣，动作次数多重合于永久故障，切除时间长如果重合闸拒动，则可能扩大特点范围。前加速与后加速前加速与后加速l后加速特点：有选择动作，不会扩大停电范围。永久故障瞬时切除不受网络结构和负荷条件限制每个断

6、路器安装重合闸后加速应用于高压电网。重合闸与线路保护的配合重合闸与线路保护的配合l单相重合闸动作期间，闭锁线路保护方向零流l三相重合闸合闸时由于三相开关不同期，也会短时出现零流。电厂配出线的重合闸问题电厂配出线的重合闸问题l故障及重合冲击对机组的影响（发电机轴系扭转振荡）l单重方式对机组冲击小于三重方式l对侧先重合，本侧检有压后重合。重合闸装置的现场试验重合闸装置的现场试验l试验时必须要求模拟开关接点的变化，采用试验仪辅助接点或外接模拟断路器方式实现。l实际带开关动作，应注意跳合闸回路的相互影响。断路器失灵保护断路器失灵保护l失灵保护的动作逻辑与动作时序l启动失灵条件l失灵保护的实现方式l电磁

7、式失灵保护与微机失灵保护l发变组开关失灵保护l失灵保护的试验方法失灵保护动作逻辑与动作时序失灵保护动作逻辑与动作时序l瞬时重跳本开关，延时跳相邻开关。l瞬时重跳及延时后备跳均经电流判别。启动失灵的条件启动失灵的条件l电气量保护动作启动失灵，非电量保护不启动失灵。非电量保护动作后返回较慢，不能满足失灵保护启动量快速返回的要求。失灵保护的实现方式失灵保护的实现方式l500kV电网按断路器配置独立的失灵保护装置，带完备的电流判别及延时功能，失灵动作后直接跳开相邻断路器并跳母差l220kV电网按断路器配置失灵启动元件，动作后启动母差，由母差完成延时出口功能（与母差公用复压闭锁，部分厂站将闸刀辅接点串接

8、在启动回路中）。电磁式失灵保护与微机失灵保护电磁式失灵保护与微机失灵保护l电磁式电流继电器结构简单，无需外加工作电源，但存在接点粘连及抖动的问题。延时继电器的接线也可能存在问题。l新版18项反措建议宜采用微机式失灵保护。发变组开关失灵保护发变组开关失灵保护l增加负序电流判据，与发电机负序反时限保护配合，保护转子过热。l发变组保护配置种类繁多，动作及返回时间有快有慢，另外发变组为三相联动开关，动作速度较线路单相开关慢。l发变组的后备保护（电气量）动作后启动程序跳闸，动作时间较长，也不宜直接启动失灵，而是通过逆功率保护出口启动失灵。l发变组主变内部故障时，由于发电机灭磁有一定时间，造成主变高压开关跳开但发电机仍然向故障点提供短路电流，使得差动元件不返回。另外，发电机内部近中性点侧故障，高压开关失灵时，失灵保护感受的电流可能很小。失灵保护试验方法失灵保护试验方法l先通故障电流，再加启动信号l失灵重跳及后备跳信号均上两个跳圈，后备跳时也重跳本开关l对于线路保护启动失灵信号不经负序电流判据，而发变组保护启动信号则还要同时经过负序电流