關(guān)于自動重合閘問題的探討
| 摘要：據(jù)統(tǒng)計，系統(tǒng)中永久性故障一般不到10%，其余故障都是由于雷擊過電壓引起的絕緣子表面閃絡(luò)，大風(fēng)時的短時碰線，樹枝落在導(dǎo)線上等引起的瞬時故障。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，保護立刻動作是線路或設(shè)備斷電，在非常短暫的時間內(nèi)，故障點的電弧就會自動熄滅，是絕緣得以恢復(fù)。此時自動重合閘裝置動作，自動將斷路器合上，恢復(fù)系統(tǒng)正常運行 關(guān)鍵詞：自動重合閘 斷路器 系統(tǒng)運行 引言： （1）瞬時性故障：在線路被繼電保護迅速斷開后，電弧即行熄滅，故障點的絕緣強度重新恢復(fù)，外界物體也被電弧燒掉而消失，此時，如果把斷開的線路斷路器再合上，就能恢復(fù)正常的供電，因此稱這類故障為“瞬時性故障”。 （2）永久性故障：在線路被斷開以后，故障仍然存在，這時即使再合上電源，由于故障仍然存在，線路還要被繼電保護再次斷開，因而就不能恢復(fù)正常的供電。此類故障稱為“永久性故障”。 據(jù)統(tǒng)計，系統(tǒng)中永久性故障一般不到10%，其余故障都是由于雷擊過電壓引起的絕緣子表面閃絡(luò)，大風(fēng)時的短時碰線，樹枝落在導(dǎo)線上等引起的瞬時故障。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，保護立刻動作是線路或設(shè)備斷電，在非常短暫的時間內(nèi)，故障點的電弧就會自動熄滅，是絕緣得以恢復(fù)。此時自動重合閘裝置動作，自動將斷路器合上，恢復(fù)系統(tǒng)正常運行。 一、自動重合閘在電力系統(tǒng)中的作用 自動重合閘（ZCH）裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動投入的一種自動裝置。 運行經(jīng)驗表明，架空線路大多數(shù)故障是瞬時性的，如： （1）雷擊過電壓引起絕緣子表面閃絡(luò)。 （2）大風(fēng)時的短時碰線。 （3）通過鳥類身體（或樹枝）放電。 此時，若保護動——>熄弧——>故障消除——>合斷路器——>恢復(fù)供電。 手動（停電時間長）效果不顯著，自動重合（1”）效果明顯。 作用：（P153） （1）對暫時性故障，可迅速恢復(fù)供電，從而能提高供電的可靠性。 （2）對兩側(cè)電源線路，可提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，從而提高線路的輸送容量。 （3）可以糾正由于斷路器或繼電保護誤動作引起的誤跳閘。 應(yīng)用：1KV及以上電壓的架空線路或電纜與架空線路的混合線路上，只要裝有斷路器，一般應(yīng)裝設(shè)ZCH（P153，最后一段）。 但是，ZCH本身不能判斷故障是瞬時性的，還是永久性的。所以若重合于永久性故障時，其不利影響： （1）使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊； （2）使斷路器的工作條件惡化（因為在短時間內(nèi)連續(xù)兩次切斷短路電流）。 據(jù)運行資料統(tǒng)計，ZCH成功率60~90%，經(jīng)濟效益很高——>廣泛應(yīng)用。 二、對自動重合閘的基本要求： （1）動作迅速。 ，一般0.5”~1.5”。 tu——故障點去游離，tz——斷路器消弧室及傳動機構(gòu)準(zhǔn)備好再次動作。 （2）不允許任意多次重合，即動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，如一次或兩次。 （3）動作后應(yīng)能自動復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動作。 （4）手動跳閘時不應(yīng)重合（手動操作或遙控操作）。 （5）手動合閘于故障線路不重合（多屬于永久性故障）。 三、三相自動重合閘： （一）單側(cè)電源線路的三相一次重合閘： 當(dāng)線路上故障（單相接地短路、相間短路）——>保護動作跳開三相——>重合閘起動——>合三相：故障是瞬時性的，重合成功；故障是永久性的，保護再次跳開三相，不再重合。 通常三相一次自動重合閘裝置由起動元件、延時元件、一次合閘脈沖元件和執(zhí)行元件四部分組成。 放電 （1）起動元件：當(dāng)DL跳閘之后，使延時元件起動。 起動方式：兩種，1、控制開關(guān)KK位置與斷路器位置不對應(yīng)（優(yōu)先采用），2、保護裝置起動。 （2）延時元件： 。 （3）一次合閘脈沖元件：保證重合閘裝置只重合一次。 （4）執(zhí)行元件：啟動合閘回路和信號回路，還可與保護配合，實現(xiàn)重合閘后加速保護。 （二）兩側(cè)電源線路三相一次重合閘： 1、應(yīng)考慮的兩個問題： （1）時間的配合：考慮兩側(cè)保護可能以不同的延時跳閘，此時須保證兩側(cè)均跳閘后，故障點有足夠的去游離時間。 （2）同期問題：重合時兩側(cè)系統(tǒng)是否同步的問題以及是否允許非同步合閘的問題。 2、兩側(cè)電源線路上的主要合閘方式： （1）快速自動重合方式： 當(dāng)線路上發(fā)生故障時，繼電保護快速動作而后進行自動重合。其特點是快速，須具備下列條件： a、線路兩側(cè)均裝有全線瞬時保護。 b、有快速動作的DL，如快速空氣斷路器。 c、沖擊電流<允許值。（P158，下表） （2）非同期重合閘方式： 就是不考慮系統(tǒng)是否同步而進行自動重合閘的方式（期望系統(tǒng)自動拉入同步，須校驗沖擊電流，防止保護誤動）。 （3）檢查雙回線另一回線電流的重合閘方式：（P159，圖5-4） （4）自動解列重合閘方式： 雙側(cè)電源單回線上（P159，圖5-5） d點短路，保護1動——>1DL跳閘，小電源側(cè)保護動——>跳3DL，1DL處ZCH檢無壓后重合，若成功，恢復(fù)對非重要負(fù)荷供電，在解列點實行同步并列——>恢復(fù)正常供電。 （5）具有同步檢定和無壓檢定的重合閘： 具同步檢定和無壓檢定的重合閘方式示意圖 在兩側(cè)的斷路器上，除裝有單側(cè)電源線路的ZCH外，在一側(cè)（M側(cè)）裝有低電壓繼電器，用以檢查線路上有無電壓（檢無壓側(cè)），在另一側(cè)（N側(cè)）裝有同步檢定繼電器，進行同步檢定（檢同步側(cè)）。 1）工作過程： 當(dāng)線路短路時，兩側(cè)DL斷開，線路失去電壓，M側(cè)低電壓繼電器動作，經(jīng)ZCH重合。a、重合成功，N側(cè)同步檢定繼電器在兩側(cè)電源符合同步條件后再進行重合，恢復(fù)正常供電；b、重合不成功，保護再次動作，跳開M側(cè)DL不再重合，N側(cè)不重合。 2）兩點說明： a、有上述分析可見，M側(cè)DL如重合于永久性故障，就將連續(xù)兩次切斷短路電流，所以工作條件比N側(cè)惡劣，為此，通常兩側(cè)都裝設(shè)低電壓繼電器和同步檢定繼電器，利用連結(jié)片定期切換其工作方式，以使兩側(cè)工作條件接近相同。 b、在正常工作情況下，由于某種原因（保護誤動、誤碰跳閘機構(gòu)等）使檢無壓側(cè)（M側(cè)）誤跳閘時，因線路上仍有電壓，無法進行重合（缺陷），為此，在檢無壓側(cè)也同時投入同步檢定繼電器，使兩者的觸點并聯(lián)工作。這樣，在上述情況下，同步檢定繼電器工作，可將誤跳閘的DL重新合閘。 注：在使用同步檢定的一側(cè)，絕對不允許同時投入無壓檢定繼電器 四、重合閘動作時限的選擇原則 1、單側(cè)電源線路的三相重合閘： 原則上越短越好，但應(yīng)力爭重合成功，保證： （1）故障點電弧熄滅、絕緣恢復(fù)； （2）斷路器觸頭周圍絕緣強度的恢復(fù)及消弧室重新充滿油，準(zhǔn)備好重合于永久性故障時能再次跳閘，否則可能發(fā)生DL爆炸，如果采用保護裝置起動方式，還應(yīng)加上DL跳閘時間。 根據(jù)運行經(jīng)驗，采用1”左右。 2、兩側(cè)電源線路的三相重合閘： 除上述要求外，還須考慮時間配合，按最不利情況考慮：本側(cè)先跳，對側(cè)后跳。 動作時限配合示意圖 不對應(yīng)起動方式 保護起動 五、自動重合閘與繼電保護的配合 兩者關(guān)系極為密切，保護可利用重合閘提供的便利條件，加速切出故障，一般有如下兩種配合方式： 1、重合閘前加速保護（簡稱“前加速”） L1、L2、L3上任一點故障，保護1速斷動，跳1DL——>ZCH重合，若成功，恢復(fù)正常供電；若不成功，按選擇性動作。 優(yōu)點：快速切出故障，設(shè)備少。 缺點：永久性故障，再次切除故障的時間可能很長；裝ZCH的DL動作次數(shù)多，若DL拒動，將擴大停電范圍。 主要用于35KV以下的網(wǎng)絡(luò)。 2、重合閘后加速保護（簡稱“后加速”） 每條線路上均裝有選擇性的保護和ZCH。 第一次故障時，保護按有選擇性的方式動作跳閘，若是永久性故障，重合后則加速保護動作，切除故障。 例： 第一次短路時，保護1 II段動，ZCH重合，之后保護1瞬時動。 優(yōu)點：第一次跳閘時有選擇性的，再次切除故障的時間加快，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性。 缺點：第一次動作時間可能對時限。 應(yīng)用于35KV以上的高壓網(wǎng)絡(luò)中。 六、單相自動重合閘： 220KV~500KV系統(tǒng)中，由于線間距離大，經(jīng)驗表明，絕大多數(shù)故障為單相接地故障d(1)。此時，若只跳開故障相，其余兩相仍繼續(xù)運行，可提高供電的可靠性和系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，還可減少相間故障的發(fā)生。 單相自動重合閘：d(1)——> 保護動，跳故障相——>單相重合 成功，恢復(fù)三相供電。 不成功，允許非全相運行——再次跳故障相不重合。 不允許非全相運行——再次跳三相不重合。 若是相間短路，跳三相不重合。 特點： 1、需裝設(shè)故障判別元件和故障選相元件： 判別元件一般I0、U0。相間短路無I0、U0，直接三相。接地短路，再由選相元件判別d(1)、d(2.0)。 選相元件：在d(1)時，選出故障相。 2、應(yīng)考慮潛供電流的影響： 相間電容、相間電感提供潛供電流，使熄弧時間長，所以單相重合閘動作時間一般應(yīng)比三相重合閘的動作時間長。 3、應(yīng)考慮非全相運行狀態(tài)的影響： 此時將出現(xiàn)負(fù)序和零序分量的電流和電壓，其影響： （1）I2對發(fā)電機的影響：在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生倍頻交流分量，產(chǎn)生附加發(fā)熱。轉(zhuǎn)子中的偶次諧波也將在定子繞組中感應(yīng)出偶次電動勢，與基波疊加，有可能產(chǎn)生危險的高電壓，允許長期非全相運行的系統(tǒng)應(yīng)考慮其影響。 （2）零序電流對通信的影響：對鄰近的通信線路直接產(chǎn)生干擾，可能造成通信設(shè)備的過電壓，對鐵路閉塞信號也會產(chǎn)生影響。 （3）非全相運行狀態(tài)對繼電保護的影響：保護性能變壞，甚至不能正確動作。對會誤動的保護采取閉鎖措施等。 |
