第六章 自动重合闸

1、2022-6-5电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理 主讲教师主讲教师:焦彦军焦彦军华北电力大学电自教研室华北电力大学电自教研室2022-6-5第六章 自动重合闸6-16-1概述概述6-2 6-2 输电线路的三相一次自动重合闸输电线路的三相一次自动重合闸6-36-3单相自动重合闸单相自动重合闸2022-6-56-16-1概述概述QF1QF2瞬时性瞬时性故障故障故障故障合闸恢复供电合闸恢复供电（自动重合闸）才有意义（自动重合闸）才有意义2022-6-56-16-1概述概述QF1QF2瞬时性瞬时性故障故障永久性永久性故障故障故障故障合闸恢复供电合闸恢复供电（自动重合闸）才有意义（自动重合闸）才

2、有意义合闸合闸跳闸跳闸2022-6-56-16-1概述概述采用自动重合闸的技术经济效果： F 大大提高供电的可靠性F 提高系统并列运行的稳定性F 纠正断路器的误跳闸当重合于永久性故障上时的不利影响： F 使电力系统又一次受到故障的冲击F 使断路器的工作条件恶化1. 自动重合闸的作用2022-6-52. 对自动重合闸的基本要求（1）重合闸不应动作的情况用控制开关或通过遥控装置将断路器跳开手动合闸于故障线路（2）动作次数应符合预先的规定（3）动作后应能自动复归（4）应能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作（5）应具有接收外来闭锁信号的功能2022-6-53.自动重合闸的分类（1）按动作次数

3、一次重合闸、多次重合闸（2）按应用场合 单侧电源重合闸、双侧电源重合闸（3）按控制断路器的方式 单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸、分相顺序重合闸2022-6-54.自动重合闸方式及动作过程自动重合闸方式及动作过程F瞬时性故障 重合成功F永久性故障 跳三相，不再重合1） 三相重合闸方式三相重合闸方式短路 保护动作跳三相 三相重合F瞬时性故障 重合成功F永久性故障 跳三相，不再重合p相间故障跳三相不重合2） 单相重合闸方式单相重合闸方式p单相接地短路 保护动作跳故障相 重合单相2022-6-53） 综合重合闸方式综合重合闸方式F瞬时性故障 重合成功F永久性故障 跳三相，不再重合p相间故障保护动作

4、跳三相三相重合p单相接地短路 保护动作跳故障单相 重合单相F瞬时性故障 重合成功F永久性故障 跳三相，不再重合2022-6-5 1 1）自动重合闸一般仅用于输电线路。）自动重合闸一般仅用于输电线路。 2 2）110kV及以下电压等级的输电线路均采用三相重合闸方及以下电压等级的输电线路均采用三相重合闸方式。式。 3 3）220kV及以上电压等级的输电线路上可选用三相重合及以上电压等级的输电线路上可选用三相重合闸、单相重合闸、禁用重合闸和停用重合闸。闸、单相重合闸、禁用重合闸和停用重合闸。 4）凡是选用简单的三相重合闸方式能满足系统实际需要凡是选用简单的三相重合闸方式能满足系统实际需要的，都应当选

5、用三相重合闸方式。的，都应当选用三相重合闸方式。 5）当发生单相接地故障时，如果使用三相重合闸不能保当发生单相接地故障时，如果使用三相重合闸不能保证系统稳定，或者地区系统会出现大面积停电，或者重要负荷证系统稳定，或者地区系统会出现大面积停电，或者重要负荷停电的线路上，应当选用单相重合闸方式。停电的线路上，应当选用单相重合闸方式。 6 6）在大机组出口线路上一般不使用三相重合闸。）在大机组出口线路上一般不使用三相重合闸。5.自动重合闸自动重合闸的使用原则的使用原则2022-6-51.单侧电源线路的三相一次自动重合闸6-2 6-2 输电线路的三相一次自动重合闸输电线路的三相一次自动重合闸充放电元件

6、充放电元件重合闸起动元件重合闸起动元件&重合闸延时元件重合闸延时元件执行元件执行元件2022-6-52.双侧电源线路的三相一次自动重合闸1）应考虑的两个问题 F 时间的配合：线路两侧的重合闸必须保证在两侧的断路器都跳闸后再进行重合F 同期问题：重合闸时两侧电源是否同步以及是否允许非同步合闸2022-6-5（1）快速自动重合闸方式0.50.6s内重合 1 1）线路两侧都装有保护整条线路的快速保护；）线路两侧都装有保护整条线路的快速保护； 2 2）线路两侧必须采用可以进行快速重合闸的断路器；）线路两侧必须采用可以进行快速重合闸的断路器； 3 3）线路两侧断路器合闸的瞬间，产生的冲击电流，均

7、）线路两侧断路器合闸的瞬间，产生的冲击电流，均未超过电力设备所规定的允许值。未超过电力设备所规定的允许值。QF1QF21EjjEeeEE1222 sinZEI Z2022-6-5（2）非同期重合闸：合闸后期待系统自动拉入同步。1 1）非同期重合闸时，流过发电机、同步调相机或变压）非同期重合闸时，流过发电机、同步调相机或变压器的冲击电流未超过规定的允许值。器的冲击电流未超过规定的允许值。2）在非同期重合闸所产生的振荡过程中，对重要负荷）在非同期重合闸所产生的振荡过程中，对重要负荷的影响较小。的影响较小。3）躲过非同期重合闸对继电保护产生的影响。）躲过非同期重合闸对继电保护产生的影响。2022-6

8、-5（3）不检同步重合闸QF1QF2QF3QF4QF7QF8QF5QF6QF9QF102022-6-5（4）解列重合闸与自同期重合闸 QFQF1QF2QF3QF5QF4解列点解列点重要负荷重要负荷非重要负荷非重要负荷U&AR小电源小电源2022-6-5（4）解列重合闸与自同期重合闸 QFQF1QF2QF3QF5QF4解列点解列点重要负荷重要负荷非重要负荷非重要负荷U&AR小电源小电源 解列点的选择原则：尽量使发电厂的容量与其所带的负荷接近平衡2022-6-5（4）解列重合闸与自同期重合闸 QF1QF2QF3QF4地区负地区负荷荷U&AR水电厂水电厂自同期并列自同期并列2

9、022-6-5（5）检查双回线另一回线电流的重合闸QF1QF2&ARQF3QF4I&ARI2022-6-5（6）具有同期检定和无压检定的重合闸QF1QF2UARUU UARUU +瞬时性故障时的保护与重合闸动作过程瞬时性故障时的保护与重合闸动作过程2022-6-5（6）具有同期检定和无压检定的重合闸QF1QF2UARUU UARUU +永久性故障时的保护与重合闸动作过程永久性故障时的保护与重合闸动作过程2022-6-5（6）具有同期检定和无压检定的重合闸QF1QF2UARUU UARUU +检无压侧与检同期侧的定期切换检无压侧与检同期侧的定期切换2022-6-5（6）具有同期检

10、定和无压检定的重合闸QF1QF2UARUU UARUU +偷跳偷跳偷跳偷跳2022-6-5（6）具有同期检定和无压检定的重合闸QF1QF2UARUU UARUU +检无压侧需要投入检同期检无压侧需要投入检同期2022-6-53.重合闸时限的整定 （1）故障点的电弧熄灭和周围介质恢复绝缘强度所需时间。）故障点的电弧熄灭和周围介质恢复绝缘强度所需时间。（2）断路器触头周围绝缘强度的恢复以及消弧室准备好具）断路器触头周围绝缘强度的恢复以及消弧室准备好具有一定开断容量的再操作所需时间。有一定开断容量的再操作所需时间。（3）裕度。）裕度。1）单侧电源线路的三相重合闸故障时刻故障时刻0t保护发跳令保护发跳

11、令断路器跳开断路器跳开断路器合闸断路器合闸断路器闭合断路器闭合rtTQFt.CQFt.ARCtutytyutt CQFyuARCtttt.不对应起动不对应起动2022-6-53.重合闸时限的整定 1）单侧电源线路的三相重合闸故障时刻故障时刻0t保护发跳令保护发跳令断路器跳开断路器跳开断路器合闸断路器合闸断路器闭合断路器闭合rtTQFt.CQFt.ARCtyutt CQFyuTQFARCttttt.保护起动保护起动2022-6-53.重合闸时限的整定 2）双侧电源线路的三相重合闸故障故障时刻时刻0tARCtyutt QF1QF2保护保护1发跳令发跳令1 . rt断路器断路器1跳开跳开TQFt.

12、12 . rt保护保护2发跳令发跳令TQFt. 2断路器断路器2跳开跳开断路器断路器1闭合闭合CQFt. 1断路器断路器1合闸合闸ARCt保护起动保护起动不对应起动不对应起动2022-6-54.自动重合闸与继电保护的配合 QF1QF2QF3QF4ItItIt1）重合闸前加速第一次切除故障快速、无选择性。 加速切除故障是在重合闸动作前进行的。 ItARI2022-6-54.自动重合闸与继电保护的配合 QF1QF2QF3QF4ItItIt1）重合闸前加速（1）能够快速切除瞬时性故障，使瞬时性故障来不及发）能够快速切除瞬时性故障，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；展成永久性

13、故障，从而提高重合闸的成功率； （2）能保证发电厂和重要变电所的母线电压在）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；倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量； （3）只需装设一套重合闸装置，简单、经济。）只需装设一套重合闸装置，简单、经济。ItARI2022-6-54.自动重合闸与继电保护的配合 QF1QF2QF3QF4ItItIt1）重合闸前加速（1）装有重合闸线路的断路器动作次数多；）装有重合闸线路的断路器动作次数多；（2）切除永久性故障的时间可能较长；）切除永久性故障的时间可能较长；（3）重合闸装置或装有重合闸线路的断

14、路器拒绝合闸，）重合闸装置或装有重合闸线路的断路器拒绝合闸，则将扩大停电范围。则将扩大停电范围。ItARI2022-6-54.自动重合闸与继电保护的配合 QF1QF2QF3QF4ItARIItItIt1）重合闸前加速 重合闸前加速方式主要用于重合闸前加速方式主要用于35kV以下由发电厂以下由发电厂或重要变电站引出的直配线路上，以便快速切除故或重要变电站引出的直配线路上，以便快速切除故障，保证母线电压。障，保证母线电压。2022-6-54.自动重合闸与继电保护的配合 QF1QF2QF3QF4ItARIItItIt1）重合闸后加速ARIARIARI第一次切除故障有选择性、可能带延时。 重合于永久性

15、故障可加速跳闸。 加速加速II段段加速加速III段段专设加速段专设加速段2022-6-54.自动重合闸与继电保护的配合 QF1QF2QF3QF4ItARIItItIt1）重合闸后加速ARIARIARI（1）第一次跳闸是有选择性的，不会扩大停电范围，特）第一次跳闸是有选择性的，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地动作别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性地动作后以重合闸来纠正（即前加速）。后以重合闸来纠正（即前加速）。 （2）使再次断开永久性故障的时间缩短，有利于系统）使再次断开永久性故障的时间缩短，有利于系统并列运行的稳定性。并列运行的稳定性。2022-

16、6-54.自动重合闸与继电保护的配合 QF1QF2QF3QF4ItARIItItIt1）重合闸后加速ARIARIARI（1）每一个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速）每一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。相比较为复杂。（2）第一次切除故障可能带有延时。）第一次切除故障可能带有延时。2022-6-54.自动重合闸与继电保护的配合 QF1QF2QF3QF4ItARIItItIt1）重合闸后加速ARIARIARI 重合闸后加速方式广泛应用于重合闸后加速方式广泛应用于110kV及以上电及以上电网中。网中。2022-6-56-36-3单相自动重合闸单相自动重合闸1.1.单相重合闸

17、需要考虑的问题单相重合闸需要考虑的问题 （1） 故障相判别故障相判别选相。选相。（2） 未断开相的电压、电流产生的潜供电流和恢复电未断开相的电压、电流产生的潜供电流和恢复电压对单相重合闸的影响。压对单相重合闸的影响。（3） 非全相运行对继电保护的影响，对通信系统和铁非全相运行对继电保护的影响，对通信系统和铁道号志系统的影响。道号志系统的影响。2022-6-56-36-3单相自动重合闸单相自动重合闸2.2.故障选相故障选相电流突变量选相元件电流突变量选相元件gR| 0 |FUUISZmnffI2022-6-5可以证明：当可以证明：当 时时单相接地故障单相接地故障以以A相单相接地故障为例相单相接地

18、故障为例113fammbmaabICIII0mcmbbcIII113fammamccaICIIImmCC212022-6-5两相短路以BC两相短路为例113fammbmaabICjIII1132fammcmbbcICjIII113fammamccaICjIII2022-6-5两相接地短路以BC两相接地短路为例)(3)(3)(300000012021201190290113023011jfajfammamccajfajfammcmbbcjfajfammbmaabeIeICIIIeIeICIIIeIeICIII1faI2faI0IabcabcIII2022-6-5三相短路030113jammbmaabeICIII030113jbmmcmbbceICIII030113jcmmamccaeICIII2022-6-5 各种故障下相间电流的突变量各种故障下相间电流的突变量IAB、IBC 和和ICA，的大小如下表所示（表中，的大小如下表所示（表中“”表示较表示较大，大，“”表示很大，表示很大，“”表示较小）。将表示较小）。将IAB、IBC 和和ICA 按大、中、小排序，按表示按大、中、小排序