页数：44页文件大小：121.4 KB来源： 电力系统继电保护原理ppt课件
本课件讲解自动重合闸，先说明暂时性故障的特点与重合闸的作用、不利影响和七项基本要求，再介绍重合闸的分类与选用原则，随后展开单侧电源与双侧电源线路三相一次重合闸的构成、时限整定与最佳重合时间，以及重合闸前加速与后加速保护的配合方式，最后讲解高压线路单相自动重合闸的选相元件与综合重合闸。
第5章 自动重合闸
第1节 自动重合闸的作用及基本要求
电力系统的实际运行经验表明，输电网中发生的故障大多是暂时性的，如雷击过电压引起的绝缘子表面闪络、树枝落在导线上引起的短路、大风时的短时碰线、通过鸟类的身体放电等。
发生此类故障时，继电保护若能迅速使断路器跳开电源，故障点的电弧即可熄灭，绝缘强度重新恢复，原来引起故障的树枝、鸟类等也被电弧烧掉而消失，这时若重新合上断路器往往能恢复供电，因此常称这类故障为暂时性故障。
由于重合闸装置本身投资很低、工作可靠，因此在电力系统中获得广泛的应用。
在输电线路上采用自动重合闸的作用：
采用自动重合闸后，当重合于永久性故障时也将带来一些不利影响：
对自动重合闸的基本要求：
1. 动作迅速：为尽可能缩短电源中断时间，在满足故障点电弧熄灭并使周围介质恢复绝缘强度所需时间、以及断路器灭弧室与传动机构准备好再次动作所必需时间的条件下，重合闸动作时间应尽可能短，一般采用 0.5 s～1 s。
2. 在下列情况下自动重合闸装置不应动作：
3. 动作的次数应符合预先的规定：不允许自动重合闸装置任意多次重合，如一次重合闸就只能重合一次，当重合于永久性故障而断路器再次跳闸后就不应再重合。
4. 动作后应能自动复归：自动重合闸装置成功动作一次后应能自动复归，为下一次动作做好准备。
5. 重合闸时间应能整定，并有可能在重合闸以前或以后加速继电保护的动作，以便更好地与继电保护配合，加速故障的切除。
6. 双侧电源线路上实现自动重合闸时，应考虑合闸时两侧电源间同步的问题。
7. 采用不对应原则启动：当控制开关在合闸位置而断路器实际在断开位置时使重合闸启动，这样可以保证不论什么原因使断路器跳闸后都可以进行一次重合。
自动重合闸的分类：采用重合闸的目的有两点：一是保证并列运行系统的稳定性；二是尽快恢复瞬时故障元件的供电，从而自动恢复整个系统的正常运行。
按照自动重合闸装置作用于断路器的方式可分为三相重合闸、单相重合闸和综合重合闸。对一个具体线路究竟使用何种重合闸方式，要结合系统稳定性分析，选取对系统稳定最有利的方式，一般遵循下列原则：
第2节 输电线路的三相一次自动重合闸——单侧电源线路：
单侧电源线路的三相一次自动重合闸由于下列原因实现较为简单：
单侧电源送电线路三相一次重合闸主要由重合闸启动、重合闸时间、一次合闸脉冲、手动跳闸后闭锁、手动合闸于故障时保护加速跳闸等元件组成。
单侧电源送电线路三相一次重合闸的工作原理框图
（1）重合闸启动：当断路器由继电保护动作跳闸或其他非手动原因而跳闸后，重合闸均应启动；在正常情况下，当断路器由合闸位置变为分闸位置时，立即发出启动指令。
双侧电源线路自动重合闸的特点：
因此双电源线路上的重合闸应根据电网接线方式和运行情况，在单侧电源重合闸的基础上采取一些附加措施。
双侧电源线路三相一次自动重合闸的主要方式：
3. 检同期自动重合闸：当必须满足同期条件才能合闸时需要使用检同期重合闸，主要方法之一是依靠系统结构保证线路两侧不会失去同步。
电力系统之间在电气上有紧密联系时，由于同时断开所有联系的可能性几乎不存在，因此当任一条线路断开后又进行重合闸时都不会出现非同步合闸的问题，在这种情况下可以采用不检查同步的自动重合闸。
具有同步检定和无电压检定的重合闸：除在线路两侧均装设重合闸装置外，在线路一侧装设检定线路无电压的继电器，另一侧装设检定同步的继电器。
在检定线路无电压一侧的断路器如果重合不成功，就要连续两次切断短路电流，因此该断路器的工作条件比同步检定一侧恶劣。为解决这一问题，通常在每一侧都装设同步检定和无电压检定的继电器，利用连片进行切换，使两侧断路器轮换使用每种检定方式的重合闸，使两侧断路器工作条件接近相同。
在使用检查线路无电压方式的重合闸一侧，当其断路器在正常运行情况下由于某种原因（如误碰跳闸机构、保护误动等）而跳闸时，由于对侧并未动作，线路上有电压，因而就不能实现重合，这是一个很大的缺陷。
为此通常都是在检定无电压的一侧也同时投入同步检定继电器，两者触点并联工作；如遇上述情况，同步检定继电器就能起作用，当符合同步条件时即可将误跳闸的断路器重新合上。但在使用同步检定的另一侧，其无电压检定是绝对不允许同时投入的。
重合闸时限的整定原则：现在电力系统广泛使用的重合闸都不区分故障是瞬时性的还是永久性的。
按以上原则确定的最小时间称为最小合闸时间，实际使用的重合闸时间必须大于这个时间，并根据重合闸在系统中的主要作用计算确定。
单侧电源线路的三相重合闸最小时间按下述原则确定：
根据我国一些电力系统的运行经验，重合闸的最小时间是 0.3～0.4 s。
双侧电源线路的三相重合闸：其时限除满足以上要求外，还应考虑线路两侧继电保护以不同时限切除故障的可能性。从最不利的情况出发，每一侧的重合闸都应该以本侧先跳闸而对侧后跳闸作为考虑整定时间的依据。
先跳闸一侧重合闸的动作时限应整定为：tset = tPD2 + tQF2 − tPD1 − tQF1 + tu。
当线路上装设三段式电流或距离保护时，tPD1 应采用本侧 I 段保护的动作时间，而 tPD2 一般采用对侧 II 段（或 III 段）保护的动作时间。
说明：原页公式为图形化排版，此处按教材整定关系式给出文字表述。
双侧电源线路三相重合闸最佳重合时间：重合闸对系统稳定性的影响主要取决于重合闸方式和重合时间，前者根据系统条件在配置重合闸时确定，后者在整定重合闸时间时计算确定。
现场应用的重合闸时间元件是简单计时元件，只能整定一个固定的时间，不能随故障情况实时捕捉最佳时刻。现在一般只能按照对稳定性影响最严重的故障条件计算并整定最佳重合时刻，保证重合于严重永久故障时对系统的再次冲击最小；在其他故障形态下重合时尽管不是最佳，但可能是次佳，不会是最坏。
自动重合闸与继电保护的配合：为尽可能利用自动重合闸所提供的条件以加速切除故障，继电保护与之配合时一般采用重合闸前加速保护和重合闸后加速保护两种方式。
重合闸前加速保护一般又简称「前加速」：假设系统每条线路上均装设过电流保护，其动作时限按阶梯形原则配合，则在靠近电源端保护处的时限最长。
图示自动重合闸前加速保护方式下各线路过电流保护与重合闸装置的配合关系。
说明：本页源文件主要为接线示意图，文字版给出图示说明，具体接线请对照原课件图片。
为加速故障的切除，可在保护 3 处采用自动重合闸前加速保护动作方式：当任一线路发生故障时，第一次都是由保护 3 瞬时动作予以切除，重合以后保护第二次动作切除故障是有选择性的。
保护 3 的第一次动作是无选择性的，但断路器 QF3 跳闸后，如果故障是瞬时性的，则重合闸以后就恢复了供电；如果故障是永久性的，则保护 3 第二次就按有选择性的时限动作。
采用「前加速」的优点：
采用「前加速」的缺点：
因此「前加速」方式主要用于 35 kV 以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上，以便快速切除故障、保证母线电压。
重合闸后加速保护一般又简称为「后加速」：当线路第一次故障时保护有选择性动作，然后进行重合；如果重合于永久性故障，则在断路器合闸后再加速保护动作，瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。
「后加速」的配合方式广泛应用于 35 kV 以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上，因为在这些线路上一般都装有性能比较完善的保护装置。
采用后加速的优点：
缺点：第一次切除故障可能带时限；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。
第3节 高压输电线路的单相自动重合闸：运行经验表明，在 220 kV～500 kV 的架空线路上，由于线间距离大，绝大部分短路故障都是单相接地短路。在这种情况下，如果只断开故障的一相而未发生故障的两相仍然继续运行，然后再进行单相重合，就能大大提高供电的可靠性和系统并列运行的稳定性。
如果线路发生的是瞬时性故障，则单相重合成功即恢复三相正常运行；如果是永久性故障，单相重合不成功，则需要根据系统具体情况切除三相或单相并不再重合，目前一般都采用重合不成功时跳开三相的方式。
单相自动重合闸的特点——1. 故障选相元件：为实现单相重合闸，首先须有故障选相元件，对选相元件的基本要求有：
常用选相元件：
低电压选相元件：用三个低电压继电器分别接于三相的相电压上，根据故障相电压降低的原理而动作，其启动电压应小于正常运行时以及非全相运行时可能出现的最低电压。
这种选相元件一般适于装设在小电源侧或单侧电源线路的受电侧，因为在这一侧如用电流选相元件往往不能满足选择性和灵敏性的要求。
2. 动作时限的选择：当采用单相重合闸时，其动作时限的选择除应满足三相重合闸所提出的要求外，还应考虑：
为正确整定单相重合闸的时间，国内外许多电力系统都由实测来确定灭弧时间。
3. 对单相重合闸的评价——主要优点：
采用单相重合闸的缺点：
单相重合闸已在 220 kV～500 kV 线路上获得广泛应用，对于 110 kV 电力网只在由单侧电源向重要负荷供电的某些线路上才考虑使用。
第4节 高压输电线综合重合闸简介：对有些线路，在采用单相重合闸以后，如果发生各种相间故障时仍然需要切除三相，然后再进行三相重合闸，如重合不成功则再次断开三相而不再进行重合。
因此，实际上在实现单相重合闸时，也总是把实现三相重合闸的问题结合在一起考虑，故称为「综合重合闸」。在综合重合闸的接线中，应考虑能实现综合重合闸、只进行单相重合闸或三相重合闸以及停用重合闸的各种可能性。
思考题：
思考题（续）：
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