论自动重合闸和继电保护的配合

论自动重合闸和继电保护的配合【摘要】在电力系统中，自动重合闸和继电保护的配合工作，在很多情况下能够使故障加速切除，供电可靠性得到了很大地提高，对保证电力系统安全运行起着十分重要的作用。目前在电力系统中，自动重合闸和继电保护配合方式主要有重合闸前加速保护和重合闸后加速保护两种。本文主要对上述配合方式进行讨论，指出了它们的优、缺点及其实现配合的方法，进而明确了它们在电力系统中的适用场合。【关键词】自动重合闸；继电保护；重合闸前加速保护；重合闸后加速保护0前言电力系统的运行经验表明，架空线路故障大多数是瞬时性故障，比如树枝或鸟类等物掉落在导线上引起的短路、由大风引起的短时碰线、雷电引起的绝缘子表面闪络等，在线路被继电保护迅速动作使断路器跳闸后，故障点的绝缘水平能够自行恢复，故障也随即消失。此时，如果把断开的线路断路器重新闭合，就可以使供电恢复正常，从而使供电的可靠性得到了大大地提高。操作人员手动合闸，也可以实现上述功能，但由于停电时间较长，用户电动机大多已停止旋转，所以其效果不显著。为此在电力系统中采用了自动重合闸（ARD）装置，即能自动迅速地将断开的线路断路器重新合闸的一种装置。在线路上装设自动重合闸装置以后，重合闸本身是不能够判断故障是属于瞬时性故障还是属于永久性故障。因此，若故障是瞬时性的，则重合闸能够成功；若故障是永久性的，则重合后又由此继电保护动作断路器再次跳闸，则重合不成功。统计资料表明，输电线路自动重合闸装置的动作成功率大约是60%～90%。可见采用自动重合闸装置的效益是非常可观的。又由于重合闸装置本身的投资不高，工作可靠，因此在电力系统中被广泛应用。1对输电线路自动重合闸装置的基本要求1）重合闸的起动方式。在断路器正常跳闸时，重合闸应闭锁；事故跳闸时，重合闸应能起动。为了区分正常跳闸和事故跳闸，一般有保护起动和不对应起动两种起动方式。（1）保护起动方式。这种起动方式是利用线路保护动作于断路器跳闸的同时，使自动重合闸装置起动。它对断路器误跳闸不能起纠正作用，适用于遥控的线路。（2）不对应起动方式。这种起动方式是指断路器在“跳后”位置，而控制开关在“合后”位置，两个位置是不对应的，表明断路器误动作或者因继电保护动作而跳闸，重合闸装置起动。该起动方式适用于有人值班就地控制的变电所或者水电厂，不适用于遥控场合。2）在正常跳闸时，应将自动重合闸装置闭锁。其中：（1）由操作人员通过遥控装置或手动操作将断路器断开时，重合闸不应起动；（2）按频率自动减负荷装置动作使断路器跳闸后，应将重合闸闭锁；（3）当投入断路器时，如果线路上有故障，随即被继电保护将其断开时，重合闸不应起动；（4）桥形接线的主变差动保护或母线保护动作使断路器跳闸，因不属于线路故障，所以重合闸装置也应该闭锁。3）动作次数应和预先的规定相符合。如一次自动重合闸就只应该动作一次，若重合于永久性故障而再次使断路器跳闸后，ARD装置不应该再次动作；对于二次自动重合闸就应动作两次，当第二次重合于永久性故障而跳闸后，则不应再次动作。4）动作后应能够自动复位，为下一次动作做好准备；重合闸装置在输电线路运行的时候应能方便退出或进行完好性试验，动作后应发出信号。5）动作时间应尽可能地短些。继电保护动作将故障切除以后，在满足故障点绝缘恢复以及断路器的操作机构已经准备好重合的前提下，重合闸装置应尽快发出重合闸脉冲，以缩短停电时间。6）当断路器处于不正常状态（如操作机构中使用的液压、气压降低等）而不允许重合闸的时候，自动重合闸装置应被闭锁。7）应和继电保护相配合。重合闸装置应有可能在重合闸之前或重合闸之后加速继电保护的动作，以便加速故障的切除，提高输电线路的供电可靠性。2自动重合闸和继电保护的配合在电力系统中，自动重合闸应和继电保护配合，以便加快故障的切除、提高供电的可靠性，在某些情况下还可以使继电保护得到简化，使系统的安全可靠运行得到保证。目前，自动重合闸和继电保护配合的方式有重合闸前加速保护和重合闸后加速保护两种。2.1重合闸前加速保护2.1.1工作原理重合闸前加速保护是指当输电线路上发生故障的时候，靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作，跳开靠近电源侧的断路器，而后再借助重合闸来纠正这种无选择性的动作。图1重合闸前加速保护动作原理说明图图1所示的是单电源辐射形电网，线路AB、BC、CD段装设了按时限阶梯原则整定的过电流保护2、4、5，条件是t2t4t5。同时，线路AB段靠电源侧还装设有无选择性电流速断保护1和自动重合闸装置3。当线路AB、BC或CD段上发生故障的时候，线路AB段上的电流速断保护1瞬时使QF1跳闸，之后自动重合闸装置3将QF1合上。若故障是瞬时性的，则重合成功，恢复供电；若故障是永久性的，则将QF1上的保护1退出工作，由过电流保护有选择性地将故障切除。2.1.2前加速保护的优缺点及适用场合1）优点：（1）能够快速地将瞬时性故障切除，有可能避免瞬时性故障发展成永久性故障，从而使重合闸的成功率得到了提高；（2）使用设备少，只需要装设一套自动重合闸装置，简单、经济。2）缺点：（1）装有重合闸装置的断路器QF1的工作条件恶劣，动作次数过多，缩短了该断路器的使用寿命。若自动重合闸装置或者断路器QF1误动或者拒动，则将使停电范围扩大，甚至在最后一级线路上的故障，也有可能造成全线停电；（2）重合于永久性故障的时候，再次将故障切除的时间可能较长。3）适用场合：重合闸前加速保护主要适用于35kV以下的发电厂或变电所引出的直配线路上，以便快速地将故障切除，进而保证母线电压。2.2重合闸后加速保护2.2.1工作原理重合闸后加速保护是指当输电线路上发生故障的时候，保护首先有选择性的动作跳闸，之后自动重合闸动作使跳闸的断路器闭合。如果重合于永久性故障，则加速保护动作，使故障瞬时被切除。要实现重合闸后加速保护，则需要在每条输电线路上装设有选择性的保护和自动重合闸装置。图2重合闸后加速保护的原理接线图图2所示的是重合闸后加速保护的原理接线图。图中1KM是手动合闸继电器，2KM是后加速继电器。当输电线路发生故障的时候，因重合闸还没有动作，2KM线圈失电。这时，相应的保护使1KT延时触点闭合，使出口继电器KOU起动，相应的断路器跳闸，这样就保证了有选择性将故障切除。断路器跳闸以后，自动重合闸起动，其触点ARD闭合。后加速时间继电器KT被起动，并通过KT4自保持，KT3闭合，使2KM动作。如果重合于永久性故障，则通过KA（距离保护触头或零序电流保护）和2KM触点瞬时起动KOU将故障切除，实现了重合闸后加速保护的要求。然后由KT2闭合短接KT，使2KM返回。2.2.2后加速保护的优缺点及适用场合1）优点：（1）第一次有选择性地将故障切除，不会扩大停电的范围；（2）重合于永久性故障，仍然能够快速、有选择性地切除故障；（3）和前加速保护相比，后加速保护在使用中不受网络结构、负荷条件及运行方式的限制。2）缺点：（1）每条输电线路上都需要装设一套自动重合闸，和前加速保护相比较为复杂；（2）第一次故障保护动作带有时限，当主保护拒动，而后备保护跳闸时，时间较长，因而也影响了自动重合闸的动作效果。3）适用场合：在35kV以上的网络中，通常都装设有性能较好的保护，第一次有选择性的跳闸延时不会很长（瞬时或带一个Δt延时）。另外，在高电压网络中，一般不允许保护无选择性动作而后用重合闸来纠正。因此重合闸后加速保护在35kV以上的网络中得到了广泛应用。3结束语自动重合闸装置与继电保护的配合在输电线路上的被广泛采用，加快故障的切除，使输电线路的供电可靠性和稳定性得到了提高，暂缓了一些双回线路的架设，节约了成本。通过自动重合闸装置对断路器自身误动的纠正作用，减少了很多因断路器本身的缺陷而造成的损失。自动重合闸装置的成本较低，但其经济效益是非常明显的。【参考文献】[1]温克利.自动重合闸与线路保护装置的配合研究[J].科技风，2010，12.[2]李方永.自动重合闸在输电线路上的运用[J].中国高新技术企业，2010（24）：95-96.[3]王体奎，郭建强，高晓蓉，等.自适应自动重合闸与继电保护的组合研究[J].现代电子技术，2011，8（16）：126-130.