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摘要:电力工业是国民经济发展的基础,保障电力系统安全稳定运行就显得尤为重要。西南地区夏季雷雨时间较长,输电线路常常因为雷击而跳闸。如果自动重合闸装置判断出瞬时性故障就迅速恢复输电线路运行,如果判断出永久性故障就切除故障线路。本文由此分析线路保护重合闸配置原则、配置要求,提出改进措施,完善线路保护功能。
关键词:重合闸;作用;配置
线路上发生暂时性故障时,重合闸能迅速恢复供电,从而可提高供电的可靠性。对于有双侧电源高压输电线路,可以提高系统并列运行的稳定性;可以纠正由于断路器机构不良,或继电保护误动作引起的误跳闸;采用自动重合闸ARD后,当重合于永久性故障时,系统将再次受到短路电流的冲击,可能引起电力系统振荡,继电保护应再次使断路器断开,该保护装置具有断路器失灵保护、充电过电流保护、死区保护、三相不一致保护(可选)和自动重合闸。
1、线路重合闸配置原则
输电线路,在具有断路器的条件下,如用电设备允许且无备用电源自动投入时,应装设自动重合闸装置;旁路断路器和兼作旁路的母联断路器或分段断路器,应装设自动重合闸装置;低压侧不带电源的降压变压器,可装设自动重合闸装置;必要时,母线故障可采用自动重合闸装置。
1.1自动重合闸的构成
三相一次自动重合闸,主要由启动元件1、延时元件2、一次合闸脉冲元件3和执行元件四部分组成。
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启动元件的作用是在断路器跳闸之后,使重合闸的延时元件启动2,一般采用控制开关和断路器位置不对应或保护启动等方法;延时元件是为了保证断路器跳开之后,在故障点有足够的去游离时间和断路器及传动机构能恢复准备再次动作的时间;一次合闸脉冲元件保证重合闸装置只重合一次,且送出一个脉冲,并经15—25s后自动复归,准备再次动作;
1.2重合闸动作时间整定
重合闸动作时间top=t2,应使断路器跳闸后,故障点有足够的去游离时间以保证重合闸的成功。一般top为1 s,由下述部分组成
top=tt+tre+trel一tn (11—19)
式中,tt——断路器固有跳闸时间,用不对应启动时tt=0;
tn——断路器合闸时间;
tre—消弧及去游离时间;
trel——裕度时间,0.1—0.15 s。
2、重合闸配置的技术要求
自动重合闸由保护跳闸接点起动,断路器无故障跳闸应起动重合闸。自动重合闸由分相和三相跳闸起动回路起动。三相自动重合闸应有同期检查和无电压检查。重合闸装置应能将起动信号定时自保持。
自动重合闸配置的特点:
当不使用用于重合闸检线路侧电压和检同期的电压元件时,相应的电压异常不应报警。检同期重合闸所采用的线路电压应该是自适应的,用户可自行选择任意相间或相电压。取消“重合闸方式转换开关”,自动重合闸仅设置“停用重合闸”功能压板,重合闸方式通过控制字实现。单相重合闸、三相重合闸、禁止重合闸和停用重合闸有且只能有一项置“1”,如不满足此要求,保护装置报警并按停用重合闸处理。重合闸装置应有外部闭锁重合闸的输入回路,用于在手动跳闸、手动合闸、母线故障、变压器故障、断路器失灵、断路器三相不一致、远方跳闸、延时段保护动作、断路器操作压力降低等情况下接入闭锁重合闸接点。三相重合闸元件起动后,应闭锁单相重合闸时间元件。重合闸过程中出现的非全相运行状态,如有可能引起本线路或其他线路的保护装置误动作时,应采取措施予以防止。重合闸的合闸脉冲应有足够的宽度(80ms~120ms),以保证断路器可靠合闸,不会使断路器产生二次重合闸或跳跃现象。重合闸装置应有“断路器操作压力降低闭锁重合闸”的回路,该回路应保证只检查断路器跳闸前的操作压力。3/2断路器接线“沟通三跳”功能由断路器保护实现。断路器保护失电时,由断路器三相不一致保护跳闸。
3、重合闸装置误动作
某变电站某条 220 k V 输电线路处于检修状态,检修人员开展断路器的维护工作。运行人员根据工作需要将断路器切换至 “近控”控制,检修工作结束后,当运行人员将断路器汇控柜 “远/近控切换”切换把手切换至 “远控” 时,断路器自行合闸。检查发现该线路保护装置有 “重合闸动作” 的保护信息,操作箱重合闸指示灯亮。现场检查断路器机构未发现任何异常状况,机械分合闸正常,一次设备状况良好,初步判断断路器自行合闸是保护装置重合闸动作造成的。断路器的跳位监视回路与合闸回路并联在一起,当切换把手 ZK 切至“远控”时,由电缆信号接通至断路器机构箱控制电路。当断路器处于 “分闸” 位置时,跳位继电器励磁使跳位监视回路导通。当重合闸继电器常开触点闭合时,手合继电器励磁,并使 常开触点闭合实现自保持,通过两组防跳常闭触点接通合闸回路,断路器动作于合闸。这是典型的控制回路有问题,导致重合闸装置误动作。改进之处,就是在断路器处于检修或冷备用状态,需要进行 “远/近控”切换时,投入 “闭锁重合闸” 压板,这样保护装置就有 “闭锁重合闸” 的开入,保护装置将不会充电;或是运行人员在进行操作之前先将保护电源断开,给上保护装置电源之后再给上操作电源,这样由于先采集到开入,保护装置将不会充电,也不会误重合断路器。
4、自动重合闸与继电保护的配合
自动重合闸装置与继电保护装置配合方式有两种:自动重合闸前加速和自动重合闸后加速。
4.1自动重合闸前加速。所谓自动重合闸的前加速就是指当线路发生故障时,电流速断保护瞬时无选择的切除故障,开关跳开后,将跳开的断路器重新合上,如果故障是暂时性故障,则线路恢复工作,如果故障是永久性的,则后备保护有选择性的切除故障,自动重合闸前加速一般是用于单侧电源供电的线路中。采用“前加速”方式的优缺点:他的优点是能快速切除线路故障,减少系统受故障冲击的时间,维护系统的稳定性。它的缺点是如果重合到永久性故障上时,再次切除故障所需的时间较长,断路器的动作次数较其他断路器多很多,如果开关拒动,就扩大了停电范围。所以重合闸前加速一般应用于电压等级较低的系统中。
4.2自动重合闸后加速。所谓自动重合闸后加速是指当线路发生故障时,保护有选择性地切除故障,重合闸动作重合跳开的开关,如果市瞬时性的故障,则故障消失,合闸成功如果是永久性的故障,保护装置不带时限跳开开关。使用采用“后加速”保护的优点是:有选择的切除故障减小停电范围;如果重合在了永久性的故障上时保护能够快速切除故障;该不受系统结构以及负荷条件的影响。它的缺点是:首次故障的切除可能会有时限,但对于有纵联差动的线路发生故障两;保护均可能瞬时动作跳闸该缺点不存在。每条线路上都设有ARC与前加速保护相比配置比较复杂。
5、结束语
当自动重合闸装置发生动作,继电保护检修人员都要认真分析,查明重合闸装置动作原因。根据故障录波器时间分析出是天气打雷原因、重合闸装置故障、线路发生故障等等。重合闸是电力系统安全保护装置,大大提高了供电可靠性。
参考文献:
[1]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,1999.
[2]RCS-921A型断路器失灵保护及自动重合闸装置技术说明书 2013年08月.