1.自动重合闸的作用和要求
电力系统的运行经验表明,架空线路故障大多是瞬时性的,在线路被继电保护迅速断开后,电弧即可熄灭,故障点的绝缘强度重新恢复,这时如果把断开的线路断路器再合上,就能够恢复正常的供电。因此,在线路被断开后再进行一次合闸,能够大大提高供电的可靠性。由运行人员手动进行合闸,虽然也能够实现上述作用,但由于停电时间过长,用户电动机多数已经停转。因此,就需要在电力系统中采用自动重合闸,即当断路器跳闸后,能够自动地将断路器合闸的装置。
为了充分发挥自动重合闸的效益,自动重合闸应满足以下几点基本要求:
(1)自动重合闸装置动作应迅速。在满足故障点去游离(介质绝缘强度恢复)所需的时间和断路器消弧室及断路器的传动机构准备好再次动作所必需时间的条件下,自动重合闸动作时间应尽可能短。因为从断路器断开到自动重合闸发出合闸信号的时间越短,用户的停电时间就可以相应的缩短,从而减轻故障对用户和系统带来的不良影响。
(2)重合闸装置应能自动启动。启动方式可按控制开关的位置与断路器的位置不对应原则启动(简称不对应启动方式)或由保护装置来启动(简称保护启动方式)。前者的优点是断路器因任何意外原因跳闸,都能进行自动重合,可使“误碰”引起跳闸的断路器迅速合上,提高供电的可靠性。保护启动方式是仅在保护装置动作情况下启动自动重合闸装置,不能挽救“误碰”引起的断路器跳闸。
(3)自动重合闸动作次数应符合预先的规定。如一次重合闸就只应该动作一次,当重合于永久性故障而断路器被继电保护再次动作跳开后,不应再重合。
(4)自动重合闸在以下情况下不应动作:
1)手动跳闸时不应重合。当运行人员手动操作或遥控操作使断路器跳闸时,不应自动重合。
2)当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。
4)当断路器处于不正常状态,例如操作机构中使用的气压、液压降低等,断路器本身不允许实现重合时,应将重合闸闭锁。
(5)在双侧电源的线路上实现重合闸时,应考虑合闸时两侧电源间的同步问题。
(6)自动重合闸在动作以后,应能自动复归,准备好下次动作。
(7)自动重合闸装置应允许和继电保护装置配置,在重合闸之后或重合闸之前加速保护动作。
2.单断路器线路的重合闸逻辑
图452 重合闸逻辑方框图
图452所示的重合闸逻辑框图为一次重合闸方式,该装置重合闸用于单开关的线路,一般不用于3/2开关方式,可实现单相重合闸、三相重合闸和综合重合闸;可根据故障的严重程度引入闭锁重合闸的方式。重合闸的启动方式可以由保护动作启动或开关位置不对应启动方式。
三相重合时,可采用检线路无压重合闸或检同期重合闸,也可采用快速直接重合闸方式。检无压时,检查线路电压或母线电压小于30V;检同期时,检查线路电压和母线电压大于40V,且线路和母线电压间相位差在整定范围内。
TWJA、TWJB、TWJC分别为A、B、C三相的跳闸位置继电器的接点输入。
保护单跳固定、保护三跳固定为本保护动作跳闸形成的跳闸固定。单相故障,故障相无电流时该相跳闸固定动作;三相跳闸,三相电流全部消失时三相跳闸固定动作。
外部单跳固定、外部三跳固定分别为其他保护来的单跳启动重合、三跳启动重合输入由本保护经无流判别形成的跳闸固定;
重合闸退出指重合闸方式把手置于停用位置,或定值中重合闸投入控制字置“0”,则重合闸退出。该装置重合闸退出并不代表线路重合闸退出,保护仍是选相跳闸的。要实现线路重合闸停用,需将沟三闭重压板投上。当重合闸方式把手置于运行位置(单重、三重或综重)且定值中重合闸投入控制字置“1”时,该装置重合闸投入。
TV断线时重合闸放电。
重合闸充电在正常运行时进行,重合闸投入、无TWJ、无压力低闭重输入、无TV断线和其他闭重输入经15s后充电完成。
重合闸的启动方式有本保护跳闸启动、其他保护跳闸启动和经用户选择的不对应启动。
若开关三跳如TGabc动作、其他保护三跳起动重合闸或三相TWJ动作,则不启动单重。三相重合时,可选用检线路无压重合闸、检同期重合闸,也可选用不检而直接重合闸方式。检无压时,检查线路电压或母线电压小于30V时,检无压条件满足,而不管线路电压用的是相电压还是相间电压;检同期时,检查线路电压和母线电压大于40V且线路电压和母线电压间的相位在整定范围内时,检同期条件满足。正常运行时,保护检测线路电压与母线A相电压的相角差,设为Φ,检同期时,检测线路电压与母线A相电压的相角差是否在(Φ-定值)至(Φ+定值)范围内,因此不管线路电压用的是哪一相电压还是哪一相间电压,保护能够自动适应。
3.双断路器线路的重合闸逻辑
图453所示的为双断路器线路的重合闸逻辑框图,用于断路器,所以对应每条线路有两个断路器。该重合闸有两种方式起动:一是由线路保护跳闸起动重合闸;二是由跳闸位置起动重合闸。跳闸位置起动重合分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起动三重,可由控制字分别控制投退。
(1)“先合重合闸”与“后合重合闸”。
当“先合投入”压板投入时设定该断路器先合闸。先合重合闸经较短延时(重合闸整定时间),发出一次合闸脉冲时间120ms;当先合重合闸起动时发出“闭锁先合”信号;如果先合重合闸起动返回,并且未发出重合脉冲,则“闭锁先合”接点瞬时返回;如果先合重合闸已发出重合脉冲,则装置起动返回后该接点才返回。先合重合闸与后合重合闸配合使用时,先合重合闸的“闭锁先合”输出接点接至后合重合闸的“闭锁先合”输入接点。
图4-53 双断路器线路的重合闸逻辑方框图
当“先合投入”压板退出时,设定该断路器为后合重合闸。后合重合闸经较长延时(重合闸整定时间+后合重合延时)发合闸脉冲。
当先合重合闸因故检修或退出时,先合重合闸将不发出闭锁先合信号,此时后合重合闸将以重合闸整定时限动作,避免后合重合闸作出不必要的延时,以尽量保证系统的稳定性。
(2)重合闸方式的选择。
该装置可实现以下重合闸方式。
1)单相重合闸方式:单相跳闸单合,多相跳闸不合。
2)三相重合闸方式:任何故障三跳三合。
3)综合重合闸方式:单相故障单跳单合,多相故障三跳三合。
当系统选择单相重合闸或综合重合闸方式时,即重合方式1为“0”时,在单相故障时开放单相重合闸。当仅单相跳开,即装置收到单相跳闸接点并当该接点返回时或者当单相TWJ动作且满足TWJ起动单重条件时,起动单重时间。若线路三跳或三相TWJ动作,则不起动单重。(www.xing528.com)
当选择三重或综重方式时,重合方式1与重合方式2两个控制字中有一个且仅一个为“1”。三相重合时,可选用检线路无压重合闸、检同期重合闸,也可选用不检而直接重合闸方式。
检无压:检查线路电压或同期电压小于30V时,检无压条件满足。
检同期:检查线路电压和同期电压大于40V且线路电压和同期电压间的相位在整定范围内时,检同期条件满足。
正常运行时,保护检测线路A相电压与同期电压的相角差,设为Φ,检同期时,检测线路A相电压与同期电压的相角差是否在(Φ-定值)至(Φ+定值)范围内,因此不管同期电压用的是哪一相电压还是哪一相间电压,保护能够自动识别。
重合闸投入是指当重合闸方式把手置于运行位置(单重、三重或综重)且定值中重合闸投入控制字置“1”时,该装置重合闸投入。
重合闸退出是指重合闸方式把手置于停用位置,或定值中重合闸投入控制字置“0”,则重合闸退出。
当该装置用于发电厂侧时,如果“发电厂侧”控制字投入,则重合闸为单重方式时也要判该线路是否有压,也即对侧先合上,后本侧才合上。当线路三相电压均大于40V时,线路有压条件满足。
(3)重合闸的充放电。
为了避免多次重合,必须在“充电”准备完成后才能起动合闸回路,重合闸充放电逻辑见图454。
重合闸放电条件为(或门条件):
1)重合闸起动前压力不足,经延时400ms后“放电”。
2)重合闸方式在退出位置,即重合方式1与重合方式2同时为“1”或者重合闸投入控制字置“0”时“放电”。
3)单重位置,即重合方式1与重合方式2同时为“0”,如果三相跳闸位置均动作或收到三跳命令则“放电”。
4)收到外部闭锁重合闸信号时立即“放电”。
图454 重合闸充放电逻辑方框图
5)合闸脉冲发出的同时“放电”。
6)失灵保护、死区保护、不一致保护、充电保护动作时立即“放电”。
7)收到外部发变三跳信号时立即“放电”。
8)对于后合重合闸,当单重或三重时间已到,但后合重合延时未到,这之间如再收到线路保护的跳闸信号,立即放电不重合。这可以确保先合断路器合于故障时,后合断路器不再重合。
重合闸充电条件为(与门条件):
1)跳闸位置继电器TWJ不动作或线路有流。
2)保护未起动。
3)不满足重合闸放电条件。
4)重合闸充电时间可整定,充电完后充电灯亮。
(4)沟三接点。
沟三接点闭合的条件为(或门条件):
1)当重合闸在未充好电状态且未充电沟通三跳控制字投入,将沟三接点(GST)闭合。
2)重合闸为三重方式时,将沟三接点(GST)闭合。
3)重合闸装置故障或直流电源消失,将沟三接点(GST)闭合。
沟三接点为常闭接点,沟三接点动作逻辑见图453。沟三接点是为了使断路器具备三跳的条件。
(5)沟通三跳。
当线路有流且装置收到任一跳闸接点的同时满足以下任一条件时,保护发沟通三跳命令跳本断路器:
1)重合闸在未充好电状态且未充电沟通三跳控制字投入。
2)重合闸为三重方式。
沟通三跳动作逻辑见图455。
图455 沟通三跳动作逻辑方框图
(6)后合跳闸。
当后合重合闸定值中“后合检线路有压”控制字投入,如果先合重合闸未合,线路三相电压不能恢复,则检线路有压后合的断路器不再合闸,若线路有流则经后合跳闸延时定值后跳本断路器。后合跳闸动作逻辑见图453。
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