文档介绍：电力系统继电保护
-- 单相自动重合闸
单相自动重合闸简介
在220~1000kv的架空线路上,由于线间距离大,运行经验表明其中绝大部分故障都是单相接地短路。在这种情况下,如果只把发生故障的一相断开,然后再进行单相重合,而未发生故障的两相仍然继续运行,就能够大大提高供电的可靠性和系统并列运行的稳定性。这种方式的重合闸就是单相自动重合闸。
如果线路发生的是瞬时性故障,则单相重合并不再重合(允许系统非全相运行一段时间的个别情况下,也可再跳开单相并不再重合,即转入非全相运行状态)。只有当断路器是按相跳合闸操作才能实现单相自动重合闸。220kv以上的断路器都是按相操作的。
单相自动重合闸的动作过程
单相接地短路→跳故障单相→重合单相
瞬时性故障→重合成功
永久性故障→跳三相
单相自动重合闸的特点
与三相重合闸所带来的新问题主要表现在以下几个方面。
,应该指出有些保护装置本身就具有选相功能
、电流产生的潜供电流对单相重合闸的影响。
,还需要考虑非全相运行对通信系统和铁道号志系统的影响。
故障选相元件
为实现单相重合闸,首先就必须有故障相选择元件。对选相元件的基本要求是:
首先应保证选择性,即选相元件与继电保护相配合只跳开发生故障的一相,而接于另外两相上的选相元件不应动作;其次,在故障相末端发生单相接地短路时,接于该相上的选相元件应保证有足够的灵敏性。
根据网络接线和运行特点,满足以上要求的常用选相元件有以下几种:电流选相元件、低电压选相元件、阻抗选相元件。
电流选相元件——在每相上装设一个过电流继电器,其启动电流按照大于最大负荷电流的原则进行整定,以保证动作的选择性。这种选相元件适于装设在电源端,且短路电流比较大的情况,它是根据故障相短路电流增大的原理而动作的。
低电压选相元件——用三个低电压继电器分别接于三相的相电压上,低电压继电器是根据故障相电压降低的原理而动作的。它的启动电压应小于正常运行时以及非全相运行时可能出现的最低电压。这种选相元件一般适于装设在小电源侧或单侧电源线路的受电侧,因为在这一侧如用电流选相元件则往往不能满足选择性和灵敏性的要求。低电压元件的动作没有方向性,应配以过电流监视或闭锁,只有当本线路故障时才应该动作。
阻抗选相元件——在阻抗选相元件、相电流差突变量选相元件等,常用于高压输电线路上,有较高的灵敏度和选相能力。
动作时限的选择
当采用单相重合闸时,其动作时限的选择除应满足三相重合闸时所提出的要求外,还应考虑下列问题:
,均应考虑两侧选相元件与继电保护以不同时限切除故障的可能性。
。这是指当故障相线路自两侧切除后,如图7-9所示,由于非故障相与断开相之间存在有静电(通过电容)和电磁(通过互感)的联系。
因此,虽然短路电流已被切断,但在故障点的弧光通道中,仍然流有如下的电流:
(1)非故障相A通过A、C相间的电容CAC供给的电流;
(2)非故障相B通过B、C相间的电容CBC供给的电流;
(3)继续运行的两相中,由于流过负荷电流和而在C相中产生互感电动势,此电动势通过故障点和该相对地电容C0而产生的电流。
这些电流的总和就称为潜供电流。由于潜供电流的影响,将使短路时弧光通道的去游离受到严重阻碍,而自动重合闸只有在故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复以后才有可能成功,因此,单相重合闸的时间还必须考虑潜供电流的影响。
其他特殊问题
。采用单相重合闸后,要求在单相
接地短路时至跳开故障相的断路器,这样在重合闸期间的断电时间内出现了只有两项运行的非全相不对称运行状态,从而在线路中出现负序以及零序的电压、电流分量,这就可能引起本线路某些保护以及系统中的其他保护误动作。
对于可能误动的保护,应在单相重合闸动作是予以闭锁,或在保护的动作之上躲开非全相运行或动作时限大于单相重合闸间歇时间。
。当线路发生单相接地而采用三相重合闸时,会产生相当严重的重合过电压。这是由于三相跳闸时,在非故障相上保留有残余电压,且该电压在较短的重合闸间隙断电时间内
衰减很小,因而在重合时与系统工频电压叠加会产生较大的重合过电压。而当使用单相重合闸时,由于故障断开相的残压已通过故障点对地放电,在故障电弧熄灭后,故障相恢复电压大小主要由相间及对地电容的分压产生,其值一般较低,因此没有严重的重合过电压问题。
。应用三相重合闸时,在最不利的情况有可能重合于三相短路故障,有的线路经稳定及算认为必须避免这种情况时,此时可只采用单相重合闸,即单相故障时实现单相跳闸并单相重合,相间故障时三相跳闸不重合。