第9章 输电线路的自动重合闸201405

1、l9.1 自动重合闸的作用及要求l9.2 单侧电源线路三相一次重合闸l9.3 双侧电源线路三相一次重合闸l9.4 单相自动重合闸与综合自动重合闸瞬时性故障瞬时性故障：线路被继电保护迅速断开后，电弧即行熄灭，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，把断开的线路断路器再合上，就能恢复正常的失，此时，把断开的线路断路器再合上，就能恢复正常的供电，称这类故障为供电，称这类故障为“瞬时性故障瞬时性故障”。一、基本概念9.1 自动重合闸的作用及要求绝缘子表面闪络（雷电）绝缘子表面闪络（雷电） 短时

2、碰线（大风）短时碰线（大风）鸟类（或树枝）放电。鸟类（或树枝）放电。（6090）倒杆、断线、绝缘子击穿倒杆、断线、绝缘子击穿（10）二、自动重合闸在电力系统中的作用二、自动重合闸在电力系统中的作用l自动重合闸（AAR）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。l运行经验表明，架空线路大多数故障是瞬时性的，l此时，若保护动作熄弧故障消除合断路器恢复供电。l手动（停电时间长）效果不显著，自动重合效果明显。三、重合闸在电力系统中的作用三、重合闸在电力系统中的作用 1.1.大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数。大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数。2.2.在高压输电线路上采用重

3、合闸，可以提高电力系在高压输电线路上采用重合闸，可以提高电力系统并列运行的稳定性。统并列运行的稳定性。 3.3.在架空线路上采用重合闸，可以暂缓架设双回线在架空线路上采用重合闸，可以暂缓架设双回线路，以节约投资。路，以节约投资。4.4.对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而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，也能起到纠正的作用。引起的误跳闸，也能起到纠正的作用。 但是，但是，AAR本身不能判断故障是瞬时性的，还是永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：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

4、冲击；）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）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）。续两次切断短路电流）。据运行资料统计，据运行资料统计，AAR成功率成功率6090%，经济效益很，经济效益很高高广泛应用广泛应用。 但是，当重合于永久性故障上时，但是，当重合于永久性故障上时，自自动重合闸动重合闸将带来哪些不利的影响？将带来哪些不利的影响？l（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。l（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。l（3）可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。l

5、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AAR。 （1）动作迅速，）动作迅速，ttu+tz一般一般0.5”1.5”。 tu故障点去游离，故障点去游离，tz断路器消弧室及传动断路器消弧室及传动机构准备好再次动作。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）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。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。）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）手动跳闸时不应重合（手动操作或遥控操作）。作）。l（5）手动合闸

6、于故障线路，继电保护动作使）手动合闸于故障线路，继电保护动作使断路器跳闸后，不重合（多属于永久性故断路器跳闸后，不重合（多属于永久性故障）。障）。l（6）用不对应原则启动：一般自动重合闸可）用不对应原则启动：一般自动重合闸可采用控制开关位置与断路器位置不对应原则采用控制开关位置与断路器位置不对应原则启动，对综合重合闸，宜采用不对应原则和启动，对综合重合闸，宜采用不对应原则和保护同时启动。保护同时启动。l（7）与继电保护相配合：在重合闸前或重合）与继电保护相配合：在重合闸前或重合闸后加速继电保护动作，以便更好地与继电闸后加速继电保护动作，以便更好地与继电保护相配合，加速故障切除时间，提高供电保护

7、相配合，加速故障切除时间，提高供电可靠性。可靠性。六、重合闸的分类六、重合闸的分类9.2 单侧电源线路三相一次自动重合闸单侧电源线路三相一次自动重合闸 三相一次自动重合闸就是三相一次自动重合闸就是若为瞬时性故障，则重若为瞬时性故障，则重合成功，线路继续运行；若为永久性故障，则继合成功，线路继续运行；若为永久性故障，则继电保护再次动作将三相断路器断开，不再重合。电保护再次动作将三相断路器断开，不再重合。l目前我国动力系统中的重合闸装置有目前我国动力系统中的重合闸装置有电磁型、电磁型、晶体管型和集成电路型晶体管型和集成电路型三种。l（1）起动元件：当QF跳闸之后，使延时元件起动。起动方式有两种，a

8、、控制开关KK位置与断路器位置不对应（优先采用），b、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。l继电保护与重合闸装置配合可以简化保护装置，加速切除故障，提高供电可靠性。一般有如下两种配合方式：l1.1.自动重合闸前加速（简称自动重合闸前加速（简称“前加速前加速”）l2.2.自动重合闸后加速（简称自动重合闸后加速（简称“后加速后加速”）1.自动重合闸前加速（l“前加速”是指当线路发生短路时，第一次由无选择性电流速断保护瞬时切除故障，然后再重合闸，如果是暂时性故障，则重合闸后恢复了

9、供电，如果是永久性故障，第二次保护动作按有选择性方式切除故障。l“前加速”由无选择性电流速断保护配合组成。下图每条线路都装有电流速断保护和定时限过电流保护，下图每条线路都装有电流速断保护和定时限过电流保护，其动作时间按阶梯原则选择。保护其动作时间按阶梯原则选择。保护3 3处装设处装设AARAAR，为使无，为使无选择性电流速断保护不至于扩展太大，其动作电流按躲选择性电流速断保护不至于扩展太大，其动作电流按躲过相邻变电站低压侧的最大电路电流来整定。过相邻变电站低压侧的最大电路电流来整定。当任一线路短路时当任一线路短路时 保护的无时限速断保护动作，瞬时跳闸保护的无时限速断保护动作，瞬时跳闸切除故障，

10、重合闸后第二次切除故障按照保护切除故障，重合闸后第二次切除故障按照保护3 3整定时限有选整定时限有选择地切除故障。择地切除故障。若重合不成功，过电流保护再次动作，这时继电保护是若重合不成功，过电流保护再次动作，这时继电保护是有选择性地切除故障，还是瞬时切除故障？有选择性地切除故障，还是瞬时切除故障？思考：思考：自动重合闸前加速自动重合闸前加速 应用应用: :主要用于主要用于35KV35KV以下由发电厂或重要变电站引以下由发电厂或重要变电站引出的直配线上。出的直配线上。采用前加速保护的优点：采用前加速保护的优点： （1 1） 能快速地切除瞬时性故障。能快速地切除瞬时性故障。（2 2）使瞬时性故障

11、不至于发展成永久性故障。从而提高重）使瞬时性故障不至于发展成永久性故障。从而提高重合闸的成功率。合闸的成功率。（3 3）使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。）使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。 采用前加速保护的缺点：采用前加速保护的缺点： （1 1）断路器）断路器3QF3QF的工作条件恶劣，动作次数增多。的工作条件恶劣，动作次数增多。（2 2）对永久性故障，故障切除时间可能很长。）对永久性故障，故障切除时间可能很长。（3 3）如果重合闸或断路器）如果重合闸或断路器3QF3QF拒绝合闸，将扩大停电范围。拒绝合闸，将扩大停电范围。一、自动重合闸前加速一、自动重合闸前加速

12、l特点：每条线路上均装有选择性的保护和AAR。l第一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸，若重合于永久性故障，第二次跳闸按无选择性方式跳闸（加速保护动作），切除故障。l优点：第一次跳闸时有选择性的，再次切除故障的时间加快，有利于系统并列运行的稳定性。l缺点：第一次动作时间可能较长。2.自动重合闸后加速（思考：思考：若发生的是永久性故障，则若发生的是永久性故障，则过电流保护再次起动，这时过电流保护再次起动，这时继电保护是有选择性地切除继电保护是有选择性地切除故障，还是瞬时切除故障？故障，还是瞬时切除故障？35KV35KV以上的网络及对重要负荷供电的送电线路以上的网络及对重要负荷供电的送电线路。

13、 后加速保护的的优点：后加速保护的的优点：应用：应用：（1 1）第一次有选择性的切除故障，不会扩大停电范围。）第一次有选择性的切除故障，不会扩大停电范围。 （2 2）保证永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的。）保证永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的。（3 3）和前加速保护相比，使用中不受网络结构和负荷条）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。件的限制。后加速保护的的缺点后加速保护的的缺点： （1 1）每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前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。加速相比较为复杂。（2 2）第一次切除故障可能带有延时。）第一次切除故障可能

14、带有延时。二、二、自动重合闸后加速自动重合闸后加速按最不利情况：本侧保护先跳，对侧保护后跳来考虑，按最不利情况：本侧保护先跳，对侧保护后跳来考虑，故障点电弧熄灭及周围介质绝缘强度的恢复时间故障点电弧熄灭及周围介质绝缘强度的恢复时间t u； 断路器（触头恢复绝缘强度及灭弧室充满油）及操作断路器（触头恢复绝缘强度及灭弧室充满油）及操作 机构复原准备好再次动作的时间。机构复原准备好再次动作的时间。 若由保护起动重合闸，还应加上保护动作时间。若由保护起动重合闸，还应加上保护动作时间。2.prt2.QFtut1.prt1 .QFtARCtMN12k t ARC . 1=t pr .2+t QF .2 -

15、 t pr . 1 - t QF . 1+ t u9.3 双侧电源线路的三相一次重合闸双侧电源线路的三相一次重合闸一、一、 双侧电源线路重合闸的特点双侧电源线路重合闸的特点（1 1）当线路上发生故障时，两侧的保护装置可能以不同的）当线路上发生故障时，两侧的保护装置可能以不同的时限动作于跳闸，例如一侧为第时限动作于跳闸，例如一侧为第I I段动作，而另一侧为第段动作，而另一侧为第IIII段动作，此时为了保证故障点电弧的熄灭和绝缘强度的恢复，段动作，此时为了保证故障点电弧的熄灭和绝缘强度的恢复，以使重合闸有可能成功，线路两侧的重合闸必须保证在两侧以使重合闸有可能成功，线路两侧的重合闸必须保证在两侧的

16、断路器都跳闸以后，再进行重合；的断路器都跳闸以后，再进行重合；（2 2）当线路上发生故障跳闸以后，常常存在着重合闸时两）当线路上发生故障跳闸以后，常常存在着重合闸时两侧电源是否同步，以及是否允许非同步合闸的问题。侧电源是否同步，以及是否允许非同步合闸的问题。双侧电源线路的三相一次重合闸双侧电源线路的三相一次重合闸 l1、应考虑的两个问题：l（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。l（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。l（1）快速自动重合方式：l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

17、。其特点是快速，须具备下列条件：la、线路两侧均装有全线瞬时保护。lb、有快速动作的QF，如快速空气断路器。lc、冲击电流 保护动作，跳故障相保护动作，跳故障相单单相重合成功，恢复三相供电。相重合成功，恢复三相供电。l不成功，允许非全相运行不成功，允许非全相运行再次跳故障相不重合。再次跳故障相不重合。l 不允许非全相运行不允许非全相运行再次跳三相不重合。再次跳三相不重合。l若是相间短路，跳三相不重合。若是相间短路，跳三相不重合。 需有按相操作的断路器； 需专门的选相元件与继电保护相配合，接线比较复杂； 在单相重合闸过程中，由于非全相运行引起本线路和电网中其它线路的保护误动作，需要根据实际情况采

18、取预防措施。缺点： 在大多数故障情况下保证对用户连续供电，提高供电可靠性。由单侧电源单回路向重要负荷供电时保证不间断供电。 在双侧电源联络线上采用单相重合闸，可在故障时大大加强两个系统的联系，提高系统并列运行的动态稳定。 在220-500kV架空线路上，线间距离大，运行经验表明绝大部分故障是单相接地短路。此时，如只把发生故障的一相断开，进行单相重合，发生故障的两相仍然继续运行，可大大提高供电可靠性和系统并列运行的稳定性。这就是单相重合闸。单相自动重合闸优点：潜供电流潜供电流：当故障相线路自两侧切除后，如当故障相线路自两侧切除后，如图图，非故障相与断开相之间，非故障相与断开相之间存在有静电（通过电容）和电磁（通过）联系，虽然短路电流已被切断，存在有静电（通过电容）和电磁（通过）联系，虽然短路电流已被切断，但在故障点的弧光通道中仍有：但在故障点的弧光通道中仍有： 1 1）非故障）非故障A A通过通过A-CA-C相间的相间的C CACAC供给的电流；供给的电流； 2 2）非故障相）非故障相B B通过通过B-CB-C相间的电容相间的电容C