输电线路的自动重合闸ARC.ppt

5.1输电线路的自动重合闸的作用和分类,输电线路的自动重合闸ARC,一、自动重合闸装置（简称ARC）在电力系统中的作用  1、输电线路采用自动重合闸的必要性和可能性   在电力系统中，输电线路、特别是架空线路最容易发生故障，输电线路的故障按其性质可分为瞬时性故障和永久性故障两种。,瞬时性故障-由继电保护动作断开电源后，故障点的电弧自行熄灭、绝缘介质重新恢复强度，故障自行消除，此时，若重新合上线路断路器，就能恢复正常供电。主要是由雷电引起的绝缘子表面闪络、线路对树枝放电、大风引起的短时碰线、通过鸟类身体的放电等原因引起的短路。,永久性故障-在故障线路电源被断开之后，故障点的绝缘强度不能恢复，故障仍然存在，即使重新合上断路器，又要被继电保护装置再次断开，如倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏等,运行经验表明，输电线路的故障大多是瞬时性故障，约占总故障次数的80%90%以上。因此，若线路因故障被断开之后再进行一次合闸，其成功恢复供电的可能性是相当大的。而ARC就是将被切除的线路断路器重新自动投入的一种自动装置。   采用ARC后，如果线路发生瞬时性故障时，能够恢复线路的供电；如果线路发生永久性故障时，重合不成功。统计资料显示，输电线路ARC的动作成功率（重合闸成功的次数/总的重合次数）一般可达60%90%。可见采用自动重合闸装置来提高供电可靠性的效果是很明显的。,2、输电线路上采用自动重合闸装置的作用   （1）提高输电线路供电可靠性，减少因瞬时性故障停电造成的损失。  （2）对于双端供电的高压输电线路，可提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量。  （3）可以纠正由于断路器本身机构不良，或继电保护误动作而引起的误跳闸,规程规定：“1kV及以上的架空线路和电缆与架空混合线路，在具有断路器的条件下，应装设ARC。,采用ARC后，对系统也会带来不利影响，当重合于永久性故障时，系统再次受到短路电流的冲击，可能引起系统振荡。同时，断路器在短时间内连续两次切断短路电流，使断路器的工作条件恶化。因此，自动重合闸的使用有时受系统和设备条件的制约。,二、对自动重合闸的基本要求 (1) ARC起动方式:不对应起动、保护起动，前者优先！  （2）ARC动作应迅速。  为了尽量减少对用户停电造成的损失，要求ARC动作时间愈短愈好。但ARC动作时间必须考虑保护装置的复归、故障点去游离后绝缘强度的恢复、断路器操作机构的复归及其准备好再次合闸的时间  （3）手动跳闸时不应重合。  当运行人员手动操作控制开关或通过遥控装置使断路器跳闸时，属于正常运行操作，自动重合闸不应动作。  （4）手动合闸于故障线路时，继电保护动作使断路器跳闸后，不应重合。  因为在手动合闸前，线路上还没有电压，如果合闸到已存在有故障的线路，则线路多为永久性故障，即使重合也不会成功。,（5）动作次数符合规定。  因为，当ARC多次重合于永久性故障后，系统遭受多次冲击，断路器可能损坏，并扩大事故。  （6）ARC动作后，应自动复归，准备好再次动作。  这对于雷击机会较多的线路是非常必要的。  （7）ARC应能在重合闸动作后或重合闸动作前，加速继电保护的动作。ARC与继电保护相互配合，可加速切除故障。 （8）ARC可自动闭锁。当断路器处于不正常状态（如气压或液压低）不能实现自动重合闸时，或某些保护动作不允许自动合闸时，应将ARC闭锁。,三、自动重合闸的分类  ARC的类型很多，根据不同特征，通常可分为如下几类：  （1）按作用于断路器的方式，可以分为三相ARC、单相ARC和综合ARC三种。,5.2 单侧电源线路的三相一次自动重合闸,三相一次重合闸方式不论在输电线路上发生相间短路还是单相接地短路，继电保护装置动作将线路三相断路器一齐断开，然后重合闸装置动作，将三相断路器重新合上的重合闸方式。当故障为瞬时性时，重合成功；当故障为永久性时，则继电保护再次将三相断路器一齐断开，不再重合。,ARC装于线路的送电侧。,ARC的工作流程,一、三相一次ARC的构成   三相一次ARC由重合闸起动回路、重合闸时间元件、一次合闸脉冲元件及执行元件四部分组成。重合闸起动回路用以起动重合闸时间元件的回路，一般按控制开关与断路器位置不对应原理起动；重合闸时间元件用来保证断路器断开之后，故障点有足够的去游离时间和断路器操作机构复归所需的时间，以使重合闸成功；一次合闸脉冲元件用以保证重合闸装置只重合一次，通常利用电容放电来获得重合闸脉冲；执行元件用来将重合闸动作信号送至合闸回路和信号回路，使断路器重合及发出重合闸动作信号。,手合,闭锁,图42（a)是按不对应原理起动的具有后加速保护动作性能的三相一次自动重合闸装置。图中虚框内是DH-2A型重合闸继电器内部接线，其内部由时间继电器KT、中间继电器KM、电容C、充电电阻R4、放电电阻R6及信号灯HL组成。KCT断路器跳闸位置继电器，KCF防跳继电器，KAT加速保护动作的中间继电器，KS表示重合闸动作的信号继电器，SA手动操作的控制开关。(触点的通断情况见图4-2（b）)ST用来投入或退出重合闸装置。KMC合闸接触器,二、三相一次自动重合闸装置（一）装置接线,正常,瞬时,永久,（二）工作原理  1线路正常运行时   控制开关SA和断路器都处在对应的合闸位置，断路器辅助动断触点QF1打开，动合触点QF2闭合，KCT线圈失电，KCT1触点打开。SA触点21、23接通，ST置“投入”位置，其触点、接通。电容C经电阻R4充满电，电容器两端电压等于直流电源电压，ARC处于准备动作状态。用来监视继电器KM触点及电压线圈是否完好的信号灯HL亮。,2当线路发生瞬时故障或由于其他原因使断路器跳闸时   控制开关SA和断路器位置处于不对应状态。 因断路器跳闸，所以其辅助触点QF1闭合，QF2打开，跳闸位置继电器KCT动作，KCT1触点闭合，起动重合闸时间继电器KT，（其瞬动触点KT2断开，串进电阻R5，保证KT线圈的热稳定）。 时间继电器KT的延时触点KT1经整定时间闭合，接通电容器C对中间继电器KM电压线圈的放电回路，从而使KM动作，其动合触点闭合， 接通了断路器的合闸接触器回路（+ SA 21、23 ST、KM3KM2KM1KM电流线圈KS线圈XB1KCF2QF1KMC），KMC励磁，使断路器重新合上。同时KS励磁动作，发出重合闸动作信号。,KM电流线圈在这里起自保持作用，只要KM被电压线圈短时起动一下，便可通过电流自保持线圈使KM在合闸过程中一直处于动作状态，从而使断路器可靠合闸；连接片XB1用以投切ARC或试验。断路器重合成功后，其辅助触点QF1断开，继电器KCT、KT、KM均返回，整个装置自动复归。电容器C重新充电，经1525s后电容器C充满电，准备好下次动作,3线路上发生永久性故障时   保护动作跳闸后，ARC的动作过程与上述相同。 在断路器重合后，因故障并未消除，继电保护将再次动作使断路器第二次跳闸，重合闸装置再次起动，KT励磁，KT1经延时闭合后，由于电容器C充电时间（等于保护第二次动作时间+断路器跳闸时间+KT延时时间）短，小于1525s，达不到KM的动作电压，故不能使KM动作，因此断路器不能再次重合。这时电容器C也不能继续充电，因为C与KM电压线圈并联。KM电压线圈两端的电压由电阻R4（约几兆欧）和KM电压线圈（电阻值为几千欧）串联电路的分压比决定，其值远小于KM的动作电压。保证了ARC只动作一次。,4用控制开关SA手动跳闸时   控制开关SA和断路器均处于断开对应位置，ARC不应动作。当控制开关SA在手动跳闸时，其触点21-23断开，切断了ARC的正电源，跳闸后SA的触点2-4接通了电容器C对R6的放电回路，因R6只有几百欧，故放电很快，使电容器C两端电压接近于零。所以ARC不会使断路器合闸。,5用控制开关SA手动合闸于故障线路时    线路断路器合闸之前，因ARC是退出的，故电容器C没有充电。在操作SA手动合闸时，SA 的触点21-23接通，2-4断开，电容器C才开始充电，但同时触点25-28接通，使加速继电器KAT动作。如线路在合闸前已存在故障，则当手动合上断路器后，保护装置立即动作，经加速继电器KAT的动合触点使断路器加速跳闸。这时由于电容器C充电时间很短，来不及充电到KM的动作电压，所以断路器不会重合。,6重合闸闭锁回路   在某些情况下，断路器跳闸后不允许自动重合。例如，按频率自动减负荷装置动作，或母线保护动作时，重合闸装置不应动作。在这种情况下，应将自动重合闸装置闭锁。为此，可将母线保护动作触点，自动按频率减负荷装置的出口辅助触点与SA、触点并联。当母线保护或自动按频率减负荷装置动作时，相应的辅助触点闭合，接通电容器C对R6的放电回路，从而保证了重合闸装置在这些情况不会动作，达到闭锁重合闸的目的。,（1）采用控制开关SA与断路器位置不对应的起动方式，其优点是断路器因任何意外原因跳闸时，都能进行自动重合，即使误碰引起的跳闸也能自动重合，所以这种起动方式很可靠。,（4）装置中设有加速继电器KAT，保证了手动合闸于故障线路或重合于故障线路时，快速切除故障。,（3）断路器合闸可靠。因在断路器合闸回路中设KM电流自保持线圈，所以只有当断路器可靠合上，辅助动断触点QF1断开后，KM才返回，合闸脉冲才消失，故断路器能可靠合闸。,（2）利用电容器C放电来获得重合闸脉冲。电容器C的充放电回路具有充电慢，放电快的特点。因而，这种方式具有既能保证ARC动作后自动复归，也能有效地保证ARC在规定时间内只发一次重合闸脉冲，而且接通电容器C的放电回路就可闭锁ARC，故利用电容充放电原理构成的重合闸具有工作可靠、控制容易、接线简单的优点，因而应用很普遍。,（三）接线特点,（四）参数整定     1重合闸动作时限值的整定  重合闸动作时限是指时间继电器KT的整定时限。   （1）必须考虑故障点有足够的断电时间，以使故障点绝缘强度恢复，否则即使在瞬时性故障下，重合也不能成功   （2）必须考虑当重合闸动作时，继电保护装置一定要返回，同时断路器的操作机构等已恢复到正常状态，才允许合闸的时间。单电源线路的三相重合闸动作时限取0.81s较为合适。  2重合闸复归时间的整定   重合闸复归时间就是电容器C上两端电压从零值充电到使中间继电器KM动作电压的时间整定复归时间。重合闸复归时间一般取1525s。,