电力线路过电流保护及自动重合闸技术探讨论文_梁枭龙

电力线路过电流保护及自动重合闸技术探讨论文_梁枭龙

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摘要:近年来,随着电力设备和技术的不断发展与进步,线路保护的技术不断涌现并在电力系统实践中不断成熟。文章主要就电力线路过电流保护及自动重合闸技术作了具体的分析,以供大家参考借鉴。

关键词:电力线路;过电流保护;自动重合闸技术

引 言:线路保护线路保护对于电力系统稳定的运行和故障的及时发现、解除而言,有着十分重要的意义,在线路保护中,电流电压保护、零序电流保护、距离保护等都是比较常见的保护技术。近年来随着电力设备和技术的不断发展与进步,线路保护的技术不断涌现并在电力系统实践中不断成熟,而过电流保护与自动重合闸技术便是当中的两类。

1 电力线路过电流保护

1.1 过电流保护的基本原理及接线方式

过电流保护装置是根据发生短路时流过电气设备的电流大大增加这一特征构成的。将被保护设备的电流接入过电流继电器,当电流超过规定值(即保护装置的动作值)时就动作,并以一定的时间(即保护选择性配合所需的时限)动作于断路器跳闸的一种保护装置。

(1)过电流保护的组成

由电流继电器,时间继电器和信号继电器组成,电流互感器和电流继电器组成测量元件,用来判断通过线路电流是否超过标准,时间继电器为延时元件,它以适当的延时来保证装置动作有选择性,信号继电器用来发出保护动作信号。

(2)动作原理

正常运行时,电流继电器和时间继电器的触点都是断开的,当被保护区故障或电流过大时,电流继电器动作,通过其触点启动时间继电器,经过预定的延时后,时间继电器触点闭合,将断路器跳闸线圈接通,断路器跳闸,故障线路被切除,同时启动了信号继电器,信号牌掉下,并接通灯光或音响信号。

(3)过电流保护接线方式

过电流保护的接线方式是指保护中电流互感器与继电器的连接方式。基本接线方式有三种:三相三继电器的完全星形接线方式,两相两继电器的不完全星形接线方式,两相一继电器的两相电流差接线方式。正确地选择保护的接线方式,对保护的技术、经济性能都有很大影响。其中三相三继电器完全星形接线方式,对各种形式的短路都起保护作用,且灵敏度高,而两相两继电器不完全星形接线和两相一继电器的两相电流差接线方式,只能对三相短路和各种相间短路起保护作用,当在没有装电流互感器的一相发生短路时,保护不会动作。

1.2 过电流保护的时限特性

流过保护装置的短路电流与动作时间之间的关系曲线称为保护装置的延时特性。延时特性又分为定时限延时特性和反时限延时特性。过电流保护一般分为定时限与反时限过流保护,电流速断保护。

(1)定时限过电流保护

动作时间是一个常数,是固定不变的。不管短路电流多大,只要大于电流继电器的整定值,就以固定的超定时间来动作,表现为定时限特性。只要系统故障电流转换成保护装置中的电流,达到或超过保护的整定电流值,继电保护就以固有的整定时限动作,使断路器掉闸,切除故障。

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(2)反时限过流保护

反时限过电流保护的动作时间是一个变数,随短路电流大小而变,短路电流大,动作时间快,短路电流小,动作时间慢,表现为反时限特性。就是说继电保护的动作时间与短路电流大小有关,成反比例关系。

(3)电流速断保护

按被保护设备的短路电流整定,当短路电流超过整定值时,侧保护装置动作,断路器跳闸。

2 自动重合闸技术

自动重合闸技术是目前在复杂线路以及强电流、高电压等线路区域广泛使用的新型线路保护技术,目前在变电站、变压站等场所有广泛运用,目前技术已较为成熟,其原理在于当线路发生异常时,重合闸可以自动配合断路器进行重新合闸操作,从而保护线路和电气设备的安全。自动重合闸技术在电气工程实践中的经济技术效果比较突出,一方面可以大大提高线路,尤其是高压强电流线路的稳定性,可靠性,同时对单侧单回路电源有着十分突出的停电减少次数。不仅如此,由于与断路器的配合,对线路运行中发生的误跳闸情况也有比较良好的纠正作用,这也在一定程度上降低了断路器故障和误操作对线路以及依附线路的电气设备到来的危害。

但是我们必须注意到,在电气工程实践中,对自动重合闸技术的使用不是任意的,在某些情况下重合闸不应动作,这些情况通常是线路电流过大或者不可逆转性故障造成的,归纳起来,这些情况大致有以下几类:

(1)当线路及电气设备发生不可逆转性故障时,自动重合闸不适宜运行,例如,断电器被坏,继电保护被破坏,线路接地装置破坏等,这些故障都是永久性的,不论是手动投入断路器还是电气操作人员遥控或系统自动断开断路器,自动重合闸都不可能重合成功,相反反而会使故障线路发生进一步的危害,造成设备损坏甚至火灾等;

(2)断路器与继电器保护动作同时自动跳闸,这时虽线路未发生不可逆转性损坏,但断路器与继电器同时跳闸将使得自动重合闸合闸后无法同时启动两个系统的合闸,因而也不宜采用自动重合闸。

在上述情况之外,当断路器、继电器或者线路故障时,都比较适宜采用自动重合闸技术对线路实施快速保护和线路应急,使断路器重新合闸。

在自动重合闸技术的工程实践中,为了避免上述情况的出现,可以在线路布置时将控制开关与断路器按照“位置不对应”的原则布置,这样开关与断路器不会发生联动反应,当线路发生故障引起断路器自动断路时,无论是何种原因使其发生跳闸,都可以启动自动重合闸,实现一次合闸,而当控制开关与断路器不对应,继电器同时发生故障,以及线路设备发生永久性破坏时,自动重合闸便不会启动。为了使这一系统更加安全和稳定,在实际操作时还可以通过自保持回路和记忆回路等来提升重合闸动作的可靠性。

在自动重合闸技术的电气实践中,我们还需要特别注意以下一些问题:

(1)线路中自动重合闸的动作次数应该有所预设和限制,以保证线路的安全性,通常只能自动合闸两到四次,而当永久性故障引起跳闸时,就不应该让自动重合闸再动作;

(2)自动重合闸在每次操作之后虽然可以自动复原,为下一次操作做好准备,但是若手动操作却容易发生复位不到位,复位错误、复位不及时等情况。目前我国10kV以下的线路在实践中往往采取人工操作的方式,容易产生上述负面情况,同时,由于手动操作的滞后性,若在手动复原之前线路再发生故障引起断路器断路,自动重合闸将不再动作,进而给线路的安全性带来影响,因而在实践中使用自动重合闸技术时,即便是低电压线路,也应该尽量避免人工操作;

(3)若线路为双侧电源线路,在使用自动重合闸技术时还需特别考虑电源两侧的合闸的同步与否问题,“如果合闸瞬间所产生的冲击电流或断路器三相触头不同时合闸所产生的零序电流有可能引起继电保护误动作时,则应采取措施予以防止。而当断路器处于不正常状(例如操作机构中使用的气压、液压降低等)而不允许实现重合闸时,应将自动重合闸装置闭锁”。

3 结束语

总之,电力线路保护是一门复杂的系统工程技术,需要从多个方面进行协作和配合,在线路保护实践中值得引起我们的重视,相信只要不断学习好探索,我们的线路保护技术一定可以迈上更高的发展平台。

参考文献:

[1]温阳东,王欣.分布式发电对配电网继电保护的影响[J].继电器,2013(05).

[2]杨艳.纵联保护与自动重合闸技术在线路保护中的运用[J].科技传播,2015(07).

[3]杨仕浩.浅议如何提高电力配电网自动重合闸(ZCH)装置的设计[J].经营管理者,2015(10).

论文作者:梁枭龙

论文发表刊物:《电力设备》2016年第13期

论文发表时间:2016/10/8

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