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浅谈火力发电厂自动重合闸与继电保护的配合徐雄威

发表时间：2020/6/30 来源：《电力设备》2020年第5期作者：徐雄威

[导读] 摘要：就目前电力系统的发展来看，自动重合闸与继电保护配合的方式主要包括两种，分别是：重合闸前加速保护和重合闸后加速保护。

        （广东拓奇电力技术发展有限公司湖北省麻城 438300）
        摘要：就目前电力系统的发展来看，自动重合闸与继电保护配合的方式主要包括两种，分别是：重合闸前加速保护和重合闸后加速保护。自动重合闸和继电保护的相互配合在目前的电力系统正得到广泛应用，能够准确快速有效的切除输电线路的故障，很大程度上保证了电力系统安全性与可靠性，不断提高电力企业的经济效益，促进了我国电力系统的不断进步与发展。
        关键词：火力发电厂；自动重合闸；继电保护；配合
        引言：在电网建设规模与数量日益增大与增多的情况下，我国在继电保护系统的维护和检验方面，早已积累了比较成熟的理论知识和实践技术。但随着科学技术的不断开发、更新及应用，社会对电能的需求也日益加大，对继电保护系统的检测与维修提出了更高的要求，这需要维护人员继续努力，积极寻找解决新出现问题的方法，让继电保护系统更好地保证火电厂的安全稳定运行。
        1自动重合闸概况
        1.1自动重合闸的作用
        当电力系统输电线路发生故障导致线路开关跳闸时，自动重合闸会立刻启动，将断路器自动重合，从而快速恢复电力系统的正常运行，对电力系统起到一个快速保护的作用。总而言之，自动重合闸就是一种在电力系统出现故障时保障电力系统快速恢复正常运行的保护功能，主要配置在高压输电线路保护装置上，保证电力系统能在稳定的状态下持续运行。自动重合闸除了输电线路发生故障时发挥作用，还可以在电力系统其他保护装置发生错误跳闸之后发挥纠正辅助作用。这个作用同样不能忽视。在电力系统中，时常会出现继电保护装置误动导致开关跳闸或者发生断路器偷跳的情况；另外，输电线路运行超出寿命，不可避免会出现质量上的问题，一旦输电线路元件因为质量问题而发生跳闸，自动重合闸也会做出相应的重合行为，保护电力系统继续安全稳定的运行。由此可见自动重合闸对电力系统的安全稳定起到了不可忽视的作用，给电力系统创造了更多的经济效益。
        1.2自动重合闸的使用要求
        对于处在正常工作状态的自动重合闸而言，在电力系统遇到紧急跳闸情况导致电力系统瘫痪时，自动重合闸都应该迅速发挥其作用。如果是人为正常操作将断路器闸断开，或者是人为合闸于故障线路时保护跳闸，这两种情况下自动重合闸不应动作。自动重合闸的动作次数应符合预先的规定，如一次重合闸就只应实现一次重合，不允许第二次重合。重合闸在动作后，一般应能自动复归，准备好下一次故障跳闸的再重合。当断路器处于不正常状态（如气压或液压过低等）而不允许实现重合闸时，应自动地将自动重合闸闭锁。
        1.3自动重合闸的启动方式
        重合闸的启动方式主要包括保护动作启动和开关位置不对应启动。首先对于保护动作启动重合闸的方式而言，主要有两种作用：第一种就是作为不对应启动方式的补充，即保护动作跳开开关之后再启动重合闸；第二种就是在线路故障中固定逻辑回路的故障相。如果判断的故障相为单相的，就需要一个启动元件来启动重合闸，但是保护启动的方法依旧存在不能纠正断路器误动的缺陷。其次对于不对应启动而言，优点是简单可靠，还可以纠正断路器误碰或偷跳，可提高供电可靠性和系统运行的稳定性，在各级电网中具有良好运行效果，是所有重合闸的基本启动方式。但是，要保证控制开关位置和断路器开关的位置不对应，只有两个开关的位置错开才能够接通重合闸回路。特殊情况，当开关元件质量不好，出现自动跳闸的情况，从而造成开关位置不对应，就会启动重合闸，这种情况则不能够采用加速启动方式。此外，当断路器辅助触点接触不良时，不对应启动方式将失效。
        2火电厂自动重合闸和继电保护的相互配合
        2.1合闸前保护
        在重合闸以前进行加速保护指的是一旦线路有故障产生，则电源侧保护最先动作，在跳开断路器以后通过重合闸进行动作纠正。

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        对于合闸前保护，主要具有以下优势：
        1）可以在最短的时间内将故障切除，防止那些瞬时性故障演变为永久性故障，提高重合闸成功率；
        2）需要使用的设备相对较少，仅安装一套设备即可，操作简单，经济合理。
        但也存在以下缺点和不足：
        1）采用自动重合闸的系统断路器往往处在恶劣的环境中，其动作次数相对较多，导致断路器提前损坏。此外，如果断路器或者是重合闸装置发生误动、拒动，则会增大停电的范围，尽管故障发生在最后一级的线路，也同样会造成停电；
        2）对永久性故障而言，对其进行第二次切除时，可能需要更长的时间，降低了故障切除的及时性。就目前来看，此方式在35kV及以下电厂应用较多，能帮助系统快速切除故障，使母线侧电压能够保持稳定。
        2.2合闸后保护
        在重合闸以后进行加速保护指的是线路中有故障产生时，继电保护先完成动作跳闸，此时具有一定选择性，然后重合闸发生的动作能使断路器进入闭合状态。若因永久性的故障而发生重合，则对保护动作进行加速，从而在很短的时间内完成故障切除。实现这一加速保护的前提是在线路上同时设置重合闸与继电保护装置。
        对于合闸后保护，主要具有以下优势：
        1）能有选择的对故障进行切除，避免了停电范围不断扩大；
        2）因永久性的故障而发生重合时，依然可以迅速完成故障切除；
        3）相较于合闸前的保护，该方法受运行方式、网络结构与负荷条件等因素的限制较小。
        该配合方法也存在以下缺点和不足：
        1）各线路均需安装重合闸装置，相较于合闸前的保护，操作过程比较复杂，且成本也很高；
        2）故障保护动作往往带有一定时限，如果主保护发生拒动，则保护跳闸需要很长的时间，对最终的重合闸效果有较大的影响。此方式在35kV及以上电厂应用较多，具有较快的跳闸反应速度，使故障得以快速准确的切除。
        2.3重合闸后加速保护的优势
        首先，和前加速保护方式相比，该加速保护方式在使用的过程中不受负荷条件、运行方式和网络结构的制约；其次，该保护方式第一次跳闸是有选择性的，一般不会扩大停电的范围；最后，对于重合于永久性故障仍可以有选择性的加速进行故障切除。
        结束语：虽然继电保护已经在电力系统中广泛应用，但在处理个别保护配合关系时依旧存在一些问题，比如重合闸与线路保护配合方式不合适，将会导致跳闸范围扩大或故障切除时间较长，因此需要对自动重合闸与继电保护的配合关系进行深入探讨研究。对于不同的输电线路、输电电压大小以及故障类型而言，自动重合闸起到的作用是不一样的。自动重合闸的出现以及和继电保护的良好配合，保障了电力系统的正常运行，但是输电电压不同的电力系统使用的自动重合闸与继电保护相互配合的方法不尽相同。
        参考文献：
        [1]那仁图雅. 输电线路自动重合闸与继电保护配合技术研究[D].长春理工大学,2019.
        [2]王茹玉,张治国.自动重合闸概述[J].科技风,2019(14):145.