自动重合闸与继电保护的优化配合策略

输电线路自动重合闸与继电保护配合,能有效地加速切除故障,提高供电的可靠性。自动重合闸与继电保护的配合方式,有自动重合闸前加速保护和自动重合闸后加速保护两种。

14.2.5.1 自动重合闸后加速保护

1.原理接线

重合闸后加速保护是最常用的一种配合方式,AAR与保护配合及原理接线如图14-10(a)和(b)所示。

由图14-10(a)可见,AAR后加速在每回输电线路的电源侧均装设过电流保护和AAR装置,但不装设专用的电流速断保护。由加速继电器KAT来实现AAR与继电保护的配合,实现的具体方法是将加速继电器KAT的动合触点与过电流保护的电流继电器KA的动合触点串联,如图14-10(b)所示。

图14-10　自动重合闸后加速保护

(a)原理说明图;(b)原理接线图

2.动作过程

以假设在输电线路3WL上发生故障来说明AAR与继电保护配合的动作过程。在线路3WL上发生故障时,首先由该线路上的过电流保护中的KA动作,加速继电器KAT未动,其动合触点打开,信号不能通过加速继电器KAT的动合触点来启动出口中间继电器,而是使时间继电器KT线圈励磁,经整定延时后,KT的延时动合触点闭合,启动出口中间继电器,使线路3WL电源侧的断路器QF第一次跳闸切除故障;接着由线路3WL上的AAR对QF进行三相一次重合闸,将切除故障的断路器重新合上。若此时发生的故障是瞬时性的,则重合成功,恢复正常供电;若故障是永久性的,则在QF重新合上后,故障电流仍旧通过电流互感器TA流向故障点,电流继电器KA再次动作,其动合触点再次闭合,此时因AAR已动作使加速继电器的动合触点处于动作后的闭合状态,接通中间继电器KCO,从而使线路3WL电源侧的QF第二次跳闸,而且是瞬时跳闸。

由图14-10(b)可见,AAR后加速是利用加速继电器KAT瞬时闭合延时断开的接点,将时限保护时间继电器延时闭合接点短接实现AAR后加速的。

3.评价

采用AAR后加速的优点是第一次保护装置动作跳闸是有选择性的,不会扩大停电范围,不影响非故障线路。特别是在重要的高压电网中,一般不允许保护无选择性地动作,故应用这种重合闸后加速方式较合适;其次,这种方式使再次断开永久性故障的时间加快,有利于系统并联运行的稳定性。其缺点是第一次切除故障带延时,故障切除较慢,影响AAR成功率。另外,AAR后加速要求每段线路均需装设一套AAR装置,使用设备较多,投资较大。(www.xing528.com)

自动重合闸后加速保护广泛用于35kV以上的电网中,应用范围不受电网结构的限制。

14.2.5.2 自动重合闸前加速保护

1.原理接线

自动重合闸前加速保护一般用于具有几段串联的辐射形线路中,自动重合闸装置仅装在靠近电源的一段线路上。AAR与继电保护的配合与原理接线如图14-11(a)和(b)所示。其中14-11(a)图为单侧电源供电的辐射形网络,线路1WL、2WL、3WL上各装有一套定时限过电流保护,其动作时限按阶梯形原则整定。这样,线路1WL上定时限过电流保护动作时限最长。为了加速故障的切除,在线路1WL靠近电源侧的断路器处另装有一套能保护到线路3WL的无选择性电流速断保护和三相自动重合闸装置。为了使电流速断保护的动作范围不至扩展的太长,一般规定,当变压器低压侧k4点短路时,速断保护装置不应动作。因此,速断保护装置的动作电流,按照躲过变压器低压侧(k4点)短路进行整定。

图14-11　自动重合闸前加速保护

(a)原理说明图;(b)原理接线图

由加速继电器KAT来实现AAR与继电保护的配合,实现自动重合闸前加速保护的方法是将重合闸装置中加速继电器KAT的动断触点串接于电流速断保护出口回路,如图14-11(b)所示,其中1KA是电流速断保护继电器,2KA是过电流保护继电器。

2.动作过程

AAR前加速保护的原理接线见图14-11(b)所示,其动作过程是:在AAR动作之前,加速继电器KAT线圈未励磁,其动断触点处于闭合状态。当线路1WL、2WL、3WL上任意一点发生故障时,电流速断保护继电器1KA动作,经加速继电器KAT的处于闭合状态的动断触点起动中间继电器KCO,使电源侧的断路器QF瞬时跳闸。然后起动重合闸装置,将该断路器重新合上;同时,AAR使加速继电器KAT动作,其动断触点断开,实现无选择性的电流速断保护闭锁,动合触点闭合,使KAT实现自保持状态。若故障是瞬时性的,则重合成功,恢复正常供电;若故障是永久性的,则1KA触点再闭合,使KAT自保持,电流速断保护不能经KAT的触点去瞬时跳闸。只有等过电流时间继电器KT的延时触点闭合后,才能去跳闸。这样重合闸动作后,保护只能有选择性地切除故障。可见,AAR前加速既能加速切除瞬时故障,又能在AAR动作后,有选择性地切除永久性故障。

3.评价

自动重合闸前加速保护的优点是:AAR动作前瞬时切除故障,绝缘损坏不来重,有利于AAR成功率的提高,使用AAR装置少,可节省投资,接线简单,易于实现。其缺点是切除永久性故障时间长;断路器QF动作次数较多,检修机会随之增加,而且,当AAR拒绝动作时,会扩大停电范围。

AAR前加速主要适用于35kV以下的变电所引出的直配线上,以便能快速切除故障,保证母线电压。