电力系统自动装置 课件 第3章输电线路自动重合闸装置1

电力系统自动装置福建水利电力职业技术学院第3章

输电线路自动重合闸装置教学要求：了解自动重合闸装置的作用和要求；掌握单侧电源线路的三相一次重合闸的接线及工作原理，双侧电源线路自动重合闸应考虑的问题，无电压检定和同步检定的三相自动重合闸的工作原理；了解继电保护与自动重合闸的配合工作方式；了解综合重合闸的特殊问题、构成原则要求；了解重合器与分段器的功能特点。同时通过工程案例分析，培养学生科学严谨的工作态度和精益求精的工匠精神。3.1自动重合闸装置的作用和要求3.1.1自动重合闸装置的作用1.自动重合闸装置（简称AAR装置）：

指输电线路在发生故障而使被跳闸的断路器自动、迅速地重新自动投入的一种自动装置。2.自动重合闸的作用提高输电线路供电可靠对断路器的误跳闸能起纠正作用提高系统并列运行的稳定性弥补输电线路耐雷水平降低的影响加快事故处理后电力系统电压恢复速度自动重合闸的作用01020304053.采用自动重合闸的不利因素BA使电力系统又一次受到故障的冲击，可能引起电力系统的振荡使断路器工作条件恶化，因在很短时间内断路器要连续两次切断短路电流，即增加断路器检修机会、降低断路器遮断容量3.1.2自动重合闸装置的分类1.按组成元件的动作原理分类2.按动作次数3.按运用的线路结构4.按作用于断路器的方式分机械式、电气式、晶体管式、集成电路式分一次AAR、二次AAR、多次AAR分单侧电源线路AAR、双侧电源线路AAR分单相AAR、三相AAR、综合AAR3.1.3对自动重合闸装置的基本要求

考虑保护装置的复归、故障点去游离后绝缘强度的恢复、断路器操动机构的复归及其准备好再次合闸的时间1.自动重合闸装置动作应迅速

线路检修后进行试送电，若不成功，则说明线路故障多属于检修质量不合格或忘拆接地线等原因造成的永久性故障，即使重合也不会成功。3.手动合闸于故障线路时，AAR应闭锁当运行人员手动操作SA或通过遥控使QF跳闸时，是属于正常运行操作，AAR装置不应动作。2.手动跳闸时AAR装置不应重合4.在断路器事故跳闸时，AAR装置应启动ABC重合闸的启动方式:位置不对应启动方式、保护启动方式位置不对应启动方式:指控制开关在“合后”位置，而断路器在“跳闸”位置，两个位置不相符，表明断路器因保护动作或误动而跳闸保护启动方式:利用线路保护动作于断路器跳闸的同时，使AAR起动。但这种起动方式对误碰跳闸不能起纠正作用3.1.3对自动重合闸装置的基本要求5.应预先规定自动重合闸装置的动作次数6.AAR装置动作后，应自动复归7.AAR装置应与继电保护配合动作8.AAR装置应方便调试和监视

当多次重合于永久性故障后，系统遭受多次冲击，断路器可能损坏，并会发生扩大事故。

装置动作后自动复归，为下一次动作做好准备。这对于雷击机会较多的线路必要的。AAR装置应能在重合闸动作后或重合闸动作前，加速继电保护的动作。AAR装置在线路运行时应方便退出或进行完好性试验3.2单侧电源线路的三相一次自动重合闸三相一次自动重合闸方式三相一次重合闸方式：指输电线路上发生相间短路或单相接地短路，继电保护装置动作将线路三相断路器同时断开，然后由AAR动作，将三相断路器重新合上的重合闸方式。当线路发生瞬时性故障时，重合成功；当线路发生永久性故障时，则继电保护再次将三相断路器同时断开，不再重合。定义特点3.2.1单侧电源三相一次自动重合闸装置用以起动重合闸时间元件的回路，一般按控制开关与断路器位置不对应方式启动用来保证断路器断开之后，故障点有足够的去游离时间和断路器操动机构复归所需的时间，以使重合闸成功用来将重合闸动作信号送至合闸回路和信号回路，使断路器重合及发出重合闸动作信号

重合闸起动回路重合闸时间元件执行元件(一)装置组成用以保证重合闸装置只重合一次，通常利用电容放电来获得重合闸脉冲

一次合闸脉冲元件

主要有重合闸继电器（由时间继电器KT、中间继电器KM、电容C、充电电阻R4、放电电阻R6及信号灯HL组成）、断路器跳闸位置继电器KTP、防跳继电器KCF、加速保护动作的中间继电器KAC、表示重合闸动作的信号继电器KS、手动操作的控制开关SA、投入或退出重合闸装置的控制开关SA等组成单侧电源线路的AAR原理接线

原理接线1.线路正常运行时控制开关SA、断路器QF位置对应，QF1断,QF2断，SA21-23通,SA2-4断。Ｃ充电，HL亮单侧电源线路的AAR原理接线

工作原理2.线路发生瞬时性故障或断路器误跳时SA合后、QF分后即位置不对应，QF1通，KTP动作，KT励磁，经延时KT1闭合，Ｃ对KM放电，常开接点KM1-3闭合，KMC通电，合上断路器。单侧电源线路的AAR原理接线

3.线路发生永久性故障时

保护再次动作，使断路器跳闸，KT再起动，C对KM电压线圈放电，但因C充电时间短，AAR不再动作。二、单侧电源线路的AAR原理接线

4.手动跳闸时

利用SA2-4在跳后时闭合，构成Ｃ经R6和SA2-4放电回路，实现AAR闭锁单侧电源线路的AAR原理接线

5.手动合闸于故障线路时

线路在合闸前已存在故障，则手动合上断路器后，保护经KAC使断路器加速跳闸，此时因电容充电时间短，所以AAR不会动作，断路器也不重合。单侧电源线路的AAR原理接线

6.闭锁AAR装置动作时AFL装置或母线差动保护BB动作时，其出口触点将SA2-4短接，接通了电对R6的放电回路，AAR装置无法动作，以达到闭锁重合闸的目的。单侧电源线路的AAR原理接线

7.防止多次重合于永久性故障的措施

线路发生永久性故障时，重合闸第一次动作时就出现KM触点粘牢或卡住，保护将再次动作跳闸，因KM触点闭合但有接入KCF触点，避免断路器多次重合。单侧电源线路的AAR原理接线3.2.2软件实现的重合闸1.重合闸充电

线路发生故障时,AAR动作一次,表示断路器进行了一次“跳闸—合闸”过程。为保证断路器切断能力的恢复,断路器进入第二次“跳闸—合闸”过程须有足够的时间,否则切断能力会下降。为此,一般这一间隔时间取15~25s。另外,线路上发生永久性故障时,AAR动作后,也应经一定时间后AAR才能再次动作,以免AAR的多次动作。故重合闸充电时间取15~25s。3.2.2软件实现的重合闸1.重合闸充电（1）重合闸投入运行处正常工作状态,说明保护装置未启动。（2）在重合闸未启动情况下,三相断路器处于合闸状态,断路器跳闸位置继电器未动作。重合闸的充电条件：（3）在重合闸未启动情况下,断路器正常状态下的气压正常,这说明断路器可以进行跳合闸,允许充电。（4）没有闭锁重合闸的输入信号。（5）在重合闸未启动情况下,没有TV断线失压信号。3.2.2软件实现的重合闸三相一次重合闸的程序流程图2.三相一次重合闸的程序流程图

在数字式重合闸中,模拟电容器充电是用一个计数器来完成的,计数器计数相当于电容器充电,计数器清零相当于电容器放电。

在微机保护测控装置中,常采用一个计数器计时是否满20s来表明重合闸是否已准备就绪。当计数器计时满20s时,表明重合闸已准备就绪,允许重合闸。否则,当计数器计时未满20s时,即使其他条件满足,也不允许重合闸。如果在计数器计时的过程中,或计数器计时已满20s后,有闭锁重合闸的条件出现,程序会将计数器清零,并禁止计数。程序检测到计数器计时未满,则禁止重合。

重合闸启动后,并不立即发合闸命令,而是当重合闸动作时限的延时结束后才发合闸命令。在发合闸命令的同时,还要发加速保护的命令。3.2.2软件实现的重合闸3.软件重合闸的动作逻辑

为了保证重合闸的可靠性和稳定性,设置了充电条件,只有充电条件满足后,才可能启动重合闸。

充电条件完成的动作逻辑如图示3.2.2软件实现的重合闸重合闸保护元件的动作逻辑如图示

重合闸检同步元件动作判据:线路抽取线电压和母线电压满足相位差在允许范围内。

重合闸检无压元件动作判据:(线路抽取线电压)UXAB≤Uset(检无压电压定值)。3.2.2软件实现的重合闸后加速保护元件的动作逻辑如图示Iset为过电流保护定值;Tset为后加速保护时限定值;In为任一相保护电流。4.自动重合闸的闭锁重合闸闭锁就是将重合闸“充电”计数器瞬间清零(使电容器放电)。（1）手动或遥控跳闸。当手动合闸时,若合的是故障线路,保护会立刻动作将QF跳闸,此时重合闸不允许启动。（2）按频率自动减负荷动作跳闸、低电压保护动作跳闸、过负荷保护动作跳闸、母线保护动作跳闸。

闭锁重合闸主要用于：（3）当选择检无压或检同步工作时,检测到母线TV、线路侧TV二次回路断线失压。（4）检线路无压或检同步不成功时。（5）断路器液(气)压操作机构的液(气)压降低到不允许合闸的程度,或断路器弹簧操作机构的弹簧未储能。（6）断路器控制回路发生断线。（7）重合闸停用断路器跳闸。重合闸动作时间(1)大于故障点去游离时间(2)AAR动作时，继电保护应返回,