电力新技术-自适应重合闸.ppt

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1、电力系统自适应自动重合闸技术电力新技术讲座一、概述自动重合闸技术作为保证系统安全供电和稳定运行的重要措施之一，目前在架空输电线上获得普遍的应用。从系统运行看，使用自动重合闸的目的是为了在瞬时故障消除后使线路重新投入运行，纠正由继电保护误动作或其他原因引起的误跳闸，从而在最短时间内恢复整个系统的正常运行状态，以保证系统的安全供电。自动重合闸分为三相自动重合闸和单相自动重合闸两大类。目前在设计超高压线路上的重合闸装置时，单相重合闸和三相重合闸都是综合在一起考虑的，即发生单相接地时，采用单相自动重合闸；当发生相间故障时，采用三相重合

2、闸方式。综合考虑这两种重合闸方式的重合闸称为综合重合闸。综合重合闸装置经过转换开关的切换，一般都具有单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸和永跳等四种方式。重合闸的缺点：重合于永久故障对系统造成的危害。主要原因：自动重合闸都是在不知道短路故障是永久故障还是瞬时故障的情况下盲目进行的。为了解决这一问题，希望能找出一些方法来减小或避免重合于永久故障时对系统的危害，这也就是对自适应重合闸提出的一个基本要求。对自适应重合闸的第二个要求，重合闸时间如何选择？为了减少重合于永久故障时对系统稳定运行的影响，有人提出了按“最佳重合闸时间”重合闸的

3、方法。这一方法是在故障切除后系统在第一个摇摆周期内不失步的条件下，采用系统功角δ的加速度dδ/dt达到负的最大值时刻作为重合闸时间。采用“最佳重合闸时间”进行重合闸时，由于系统功角的加速度正处于负最大值，因此重合于永久故障时系统功角的正加速度将被部分或全部抵消，系统将在最短的时间内达到新的平衡状态。这一方法的优点是可以改善重合于永久故障时系统的稳定性，但却不能避免重合于永久故障对系统中电气设备的冲击。另外，如果系统在第一个摇摆周期内不重合，就要失稳，这个方法也不适用。以下首先讨论单相重合闸过程中利用电压法和补偿电压法判别瞬时故

4、障和永久故障的方法，从而解决了无并联电抗器和中性点小电抗器补偿的高压、超高压线路在单相重合闸时，避免重合于永久故障的问题。除单相重合闸外，三相重合闸如重合于永久故障更为严重，致使在超高压线路上很少使用三相重合闸。由于超高压线路担负着传送强大功率的重要作用，重合于永久性故障对系统稳定运行会带来严重危害，因此进一步研究在超高压线路上不使重合于永久故障的问题具有迫切的现实意义。综上所述，自适应重合闸能在线识别出故障是瞬时性还是永久性，从而克服了传统的重合闸可能满目重合于永久故障的缺点，进一步提高了系统的安全稳定运行。二、自适应单相自

5、动重合闸统计结果表明，线路故障有70％～80％以上为单相接地短路，在这种故障情况下只跳开故障相并进行单相自动重合是保证电力系统安全稳定运行的重要有效措施之一。为了防止自动重合于永久故障，下面首先阐明一相断开后线路两端电压的特征，并在此基础上提出在单相重合闸过程中判别瞬时故障和永久故障的方法。（一）一相断开时断开相线路两端的电压为了寻求在单相重合闸过程中判别瞬时和永久故障的途径，首先讨论一相（例如A相）断开时线路断开相两端的电压。1.瞬时故障时断开相两端的电压如果为瞬时性故障，当线路故障相两端断开后，短路点电弧很快熄灭，线路转入

6、两相运行状态，在此将高压线路分为两类：一类是带有并联电抗器的线路，另一类是不带并联电抗器的线路，前者如图4-20所示。断开相两端电压由电容耦合电压和电感耦合电压两部分组成。图4-20中并联电抗器和中性点小电抗器接为星形。为了以后分析方便，将上述多支路星形变为对角连接的网形，将并联电抗器和中性点小电抗器转换为并联电抗器对相间电容Cm的补偿与Lm2和相对地电容C0的补偿L01和L02，转变后的电路如图4-21所示。图4-20图4-20图4-21（1）电容耦合电压由于在超高压线路上可能接有一组或两组并联电抗器，为了分析方便，在分析电

7、容耦合分量时，采用等值相间电感Lm和等值对地电感L0。等值电感Lm和L0是i组（i＝1,2）并联电抗器共同作用的结果。当I=1时，即只有一组并联电抗器。当i=2时，即有两组并联电抗器，并且两组并联电抗器的阻抗相等时在采用Lm和L0后，分析电容耦合电压Uy的等值回路如图4-22所示。断开相上的电容耦合电压Uy，可以近似表示为图4-22(4-42)令由式(4-42)可以得出图4-23的等值电路。式(4-42)可以表示为图4-23式（4-23）等值电路(4-43)同相。从上式可以看出与设κ为线路断开相电容耦合电压与之比，则k为一实数

8、，可以表示为（4-44）在接近对相间电容全补偿的条件下，，，这时k≈0，断开相上的电容耦合电压很低。对于不带并联电抗器的线路，L1=L2=∞，于是(4-45)式中故——单位长线路的相间、相对地的容纳——单位长线路的正序、零序容纳,，(4-46)由以上分析可见，断开相线路两端的