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雙側(cè)電源送電線路自動(dòng)重合閘的選擇方式
摘要：作者從自動(dòng)重合閘的基本知識(shí)出發(fā)，闡述了自動(dòng)重合閘的裝設(shè)要求和對(duì)自動(dòng)重合閘的基本要求。最后闡明雙側(cè)電源送電線路自動(dòng)重合閘的選擇原則及選擇方式。
關(guān)鍵詞：雙側(cè);自動(dòng)重合閘;選擇
在電力系統(tǒng)故障中，架空線路故障大都是“瞬時(shí)性”的，此時(shí)，如果把斷開的斷路器重新合上，即可恢復(fù)正常供電。此外，也可能發(fā)生“永久性故障”，此時(shí)，再合上電源，故障依然存在，線路將被繼電保護(hù)再次斷開，不能恢復(fù)正常供電。由于送電線路發(fā)生的故障具有以上特點(diǎn)，為此在電力系統(tǒng)中用了斷路器跳閘之后，能夠自動(dòng)地將斷路器重新合閘的自動(dòng)重合閘裝置ARC，提高送電線路工作的可靠性。
由于設(shè)重合閘裝置不能判斷線路上是瞬時(shí)性故障還是永久性故障，因此，在重合以后可能成功恢復(fù)供電，也可能不成功。根據(jù)運(yùn)行資料的統(tǒng)計(jì)，一次式重合閘的成功率一般在60qv~90%。在微機(jī)保護(hù)中重合閘裝置應(yīng)用自適應(yīng)原理可在重合之前先判斷是瞬時(shí)性故障還是永久性故障，可以大大提高重合閘的成功率。
一、裝設(shè)自動(dòng)重合閘的規(guī)定
1、3KV及以上的架空線路和電纜也架空混合線路，在其有斷路器的條件下，如用電設(shè)備允許且無(wú)備用電源自動(dòng)投入時(shí)，應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置;
2、旁路斷路器和兼作旁路的母線聯(lián)絡(luò)斷路器或分段斷路器，應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置;
3、低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，可裝設(shè)自動(dòng)重合閘;
4、必要時(shí)，母線故障可采用母線自動(dòng)重合閘裝置。
二、對(duì)自動(dòng)重合閘裝置的基本要求
1、重合閘不應(yīng)動(dòng)作的情況
(1)有值班人員手動(dòng)操作或通過(guò)遙控裝置將斷路器斷開時(shí);(2)手動(dòng)投入斷路器，由于線路上有故障，而隨即被繼電保護(hù)將其斷開時(shí)。因?yàn)樵谶@種情況下，故障是屬于永久性的，它可能是由于檢修質(zhì)量不合格、隱患未}肖除或者保安的接地線忘記拆除等原因所產(chǎn)生，因此再重合一次也不可能成功;(3)除上述條件外，當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其他原因而跳閘后、重合閘均應(yīng)動(dòng)作，使斷路器重新合閘。
2、重合閘的啟動(dòng)方式。為了能夠滿足第1項(xiàng)所提出的要求，應(yīng)優(yōu)先采用由控制開關(guān)的位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)的原則來(lái)起動(dòng)重合閘，即當(dāng)控制開關(guān)在合閘位置而斷路器實(shí)際上處于斷開位置的情況下，使重合閘起動(dòng)，這樣就可以保證不論是任何原因使斷路器跳閘以后，都可以進(jìn)行一次重合：當(dāng)用手動(dòng)操作控制開關(guān)使斷路器跳閘以后，控制開關(guān)與斷路器的位置仍然是對(duì)應(yīng)的。因此，重合閘就不會(huì)起動(dòng)。在某些情況下(如使用單相重合閘時(shí))，當(dāng)利用保護(hù)裝置來(lái)起動(dòng)重合閘時(shí)，由于保護(hù)裝置動(dòng)作很快，可能使重合閘來(lái)不及起動(dòng)，因此，必須采用措施(如用自保持回路、記憶回路等)，來(lái)保證重合閘能可靠動(dòng)作。
3、自動(dòng)重合閘的動(dòng)作次數(shù)。自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。如一次式重合閘就應(yīng)該只動(dòng)作一次，當(dāng)重合于永久性故障而再次跳閘以后，就不應(yīng)該再動(dòng)作;對(duì)二次式重合閘就應(yīng)該能夠動(dòng)作兩次，當(dāng)?shù)诙沃睾嫌谟谰眯怨收隙l以后，它不應(yīng)該再動(dòng)作。
4、自動(dòng)重合閘的復(fù)歸方式。自動(dòng)重合閘在動(dòng)作以后，應(yīng)該自動(dòng)復(fù)歸，準(zhǔn)備好下一次再動(dòng)作。但對(duì)10KV及以下電壓的線路，如當(dāng)?shù)赜兄蛋嗳藛T時(shí)，為簡(jiǎn)化重合閘的實(shí)現(xiàn)，也可以采用手動(dòng)復(fù)歸的方式。
采用手動(dòng)復(fù)歸的缺點(diǎn)是，當(dāng)重合閘動(dòng)作后，在值班人員未及時(shí)復(fù)歸以前，而又一次發(fā)生故障時(shí)，重合閘將拒動(dòng)作，這在雷雨季節(jié)，雷害活動(dòng)較多的地方尤其可能發(fā)生。
5、重合閘與繼電保護(hù)的配合。自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護(hù)的動(dòng)作，以便更好的和繼電保護(hù)相配合，加速故障的切除。如用控制開關(guān)手動(dòng)合閘并合于永久性故障時(shí)，也宜于采用加速繼電保護(hù)動(dòng)作的措施，因?yàn)檫@種情況與實(shí)現(xiàn)重合閘后加速的要求是完全一樣的。
當(dāng)采用重合閘后加速保護(hù)時(shí)，如果合閘瞬間所產(chǎn)生的沖擊電流或斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘所產(chǎn)生的零序電流有可能引起繼電保護(hù)誤動(dòng)作時(shí)，則應(yīng)采取措施(如適應(yīng)增加一延時(shí))予以防止。
6、對(duì)雙側(cè)電源線路上重合閘的要求。在雙側(cè)電源的線路上實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)考慮合閘時(shí)兩側(cè)電源間的同步問(wèn)題，并滿足所提出的相應(yīng)要求。
7、閉鎖重合閘
(1)自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)具有接受外來(lái)閉鎖信號(hào)的功能;
(2)當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)(例如操作機(jī)構(gòu)中使用的氣壓、液壓降低等)而不允許實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)將自動(dòng)重合閘裝置閉鎖。
三、雙側(cè)電源送電線路自動(dòng)重合閘的方式及選擇原則
1、雙側(cè)電源送電線路重合閘的特點(diǎn)。在雙側(cè)電源送電線路上實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，除應(yīng)滿足在前面提出的各項(xiàng)要求以外，還必須考慮如下的特點(diǎn)：
(1)當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，兩側(cè)的保護(hù)裝置可能以不同的時(shí)限動(dòng)作于跳閘，例如在一側(cè)為T段動(dòng)作，另一側(cè)為IT段動(dòng)作，此時(shí)為了保證故障點(diǎn)電弧的熄滅和絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)，以使重合閘有可能成功，線路兩側(cè)的重合閘必須保證在兩側(cè)的斷路器都跳閘以后，再進(jìn)行重合。
(2)當(dāng)線路上發(fā)生故障跳閘以后，常常存在著重合閘時(shí)兩側(cè)電源是否同步，以及是否允許非同步合閘的問(wèn)題。因此，雙側(cè)電源送電線路上的重合閘，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的接線方式和運(yùn)行情況，在單側(cè)電源重合閘的基礎(chǔ)上，采取一些附加的措施，以適應(yīng)新的要求。
2、雙側(cè)電源送電線路重合閘的主要方式
(1)并列運(yùn)行的發(fā)電廠或電力系統(tǒng)之間，在電氣上有緊密聯(lián)系時(shí)(例如具有三個(gè)以上聯(lián)系的線路或三個(gè)緊密聯(lián)系的線路，如圖1中電源A和C之間的聯(lián)系)，由于同時(shí)斷開所有聯(lián)系的可能性幾乎是不存在的，因此，當(dāng)任一條線路斷開之后又進(jìn)行重合閘時(shí)，都不會(huì)出現(xiàn)非同步合閘的問(wèn)題，在這種情況下，可以采用不檢查同步的自動(dòng)重合閘。
圖1分析重合閘使 圖2具有同步和無(wú)壓檢定用原則的網(wǎng)路 的重合閘接線示意圖
U-U:同步檢定繼電器KSY;U<無(wú)壓檢定繼電器KV;ARC:自動(dòng)重合閘裝置
(2)并列運(yùn)行的發(fā)電廠或電力系統(tǒng)之間，在電氣上聯(lián)系較弱時(shí)，例如只有兩個(gè)聯(lián)系的線路或三個(gè)弱聯(lián)系的線路，如圖2中電源A和B之間的關(guān)系，則需要根據(jù)具體情況考慮如下：
1)當(dāng)非同步合閘的最大沖擊電流超過(guò)允許值時(shí)(按8 =180。，所有同步發(fā)電機(jī)的電勢(shì)E=1.05UN.C計(jì)算)則不允許非同步合閘，此時(shí)必須檢定兩側(cè)電源確實(shí)同步之后，才能進(jìn)行合閘，為此可在線路的一側(cè)采用檢查線路無(wú)電壓而在另一側(cè)采用檢定同步的重合閘，如圖2所示。
2)當(dāng)非同步合閘的最大沖擊電流符合要求，但從系統(tǒng)安全運(yùn)行考慮(如對(duì)重要負(fù)荷的影響等)，不宜采用非同步重合閘時(shí)，可在正常運(yùn)行方式下采用不檢查同步的重合閘，而當(dāng)出現(xiàn)其他聯(lián)絡(luò)線均斷開而只有一回線路運(yùn)行時(shí)，重合閘停用，一避免發(fā)生非同步重合的情況。
3)在沒(méi)有其他旁路聯(lián)系的雙回線路上，如圖2所示，當(dāng)不能采用非同步重合閘時(shí)，可采用檢定另一回線路上有電流的重合閘。因?yàn)樾ち硪换鼐�路上有電流時(shí)，即表示兩側(cè)電源仍保持聯(lián)系，一般是同步的，因此可以重合。采用這種重合閘方式的優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)殡娏鳈z定比同步檢定簡(jiǎn)單。
(3)在雙側(cè)電源的單回線路上，當(dāng)不能采用非同步重合閘時(shí)，可根據(jù)具體情況采用下列重合閘方式：
檢查另一回線路有電流 圖4單回線路上采用的重合閘重合示意圖 解列重合閘示意圖
1)-般采用解列重合閘，如圖4所示，正常時(shí)由系統(tǒng)向小電源側(cè)輸送功率，當(dāng)線路(如K點(diǎn))發(fā)生故障后，系統(tǒng)側(cè)的保護(hù)動(dòng)作使線路斷路器跳閘，小電源側(cè)的保護(hù)動(dòng)作則使解列點(diǎn)跳閘，而不跳故障線路的斷路器，小電源與系統(tǒng)解列后，其容量基本上與所帶的重要負(fù)荷相平衡，這樣就可以保證地區(qū)重要負(fù)荷的連續(xù)供電并保證電能的質(zhì)量。在兩側(cè)斷路器跳閘后，系統(tǒng)側(cè)的重合閘檢查線路無(wú)電壓，在確定對(duì)側(cè)已跳閘后進(jìn)行重合，如重合成功，則由系統(tǒng)恢復(fù)對(duì)地區(qū)非重要負(fù)荷的供電，然后，再在解列點(diǎn)處實(shí)行同步并列，即可恢復(fù)正常運(yùn)行。如果重合不成功，則系統(tǒng)側(cè)的保護(hù)再次動(dòng)作跳閘，地區(qū)的非重要負(fù)荷將被迫中斷供電。
解列點(diǎn)的選擇原則應(yīng)是，盡量使發(fā)電廠的容量與其所帶的負(fù)荷接近平衡，這是這種重合閘方式所必須考慮并加以解決的問(wèn)題。
2)當(dāng)上述各種方式的重合閘難以實(shí)現(xiàn)，而同步檢定重合閘卻有一定效果時(shí)，例如，當(dāng)兩個(gè)電源與兩側(cè)所帶的負(fù)荷各自接近于平衡，因而在單回聯(lián)絡(luò)線上，交換的功率較小，或者當(dāng)線路斷開以后，每個(gè)電源都有一定的備用容量可供調(diào)節(jié)，則也可以采用同步檢定和無(wú)電壓檢定的重合閘。
(4)非同步重合閘：當(dāng)符合下列條件且認(rèn)為有必要時(shí)，可采用非同步重合閘，即在線路兩側(cè)斷路器跳閘后，不管兩側(cè)電源是否同步，一般不需附加條件，即可進(jìn)行重合，在合閘瞬間，兩側(cè)電源很可能是不同步的
1)重合閘時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)或電力變壓器的最大沖擊電流不超過(guò)規(guī)定值。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮實(shí)際上可能出現(xiàn)的對(duì)同步電機(jī)或電力變壓器最嚴(yán)重的運(yùn)行方式
2)在非同步合閘所產(chǎn)生的振蕩過(guò)程中，對(duì)重要負(fù)荷的影響較小，或者可以采取措施減小其影響時(shí)，(例如盡量使電動(dòng)機(jī)在電壓恢復(fù)后能自啟動(dòng)，在同步電動(dòng)機(jī)I：裝設(shè)再同步裝置等)。
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