重合闸前加速与后加速保护应用分析

尹莉欣

(国网山西省电力公司太原供电公司，太原　030009)

重合闸前加速与后加速保护应用分析

尹莉欣

(国网山西省电力公司太原供电公司，太原030009)

摘要：在现在供电网络中，架空线路仍占有一定比例，而在架空线路的故障中由于暂时性故障引起，如雷电、异物悬挂、风吹树枝接触线路、小动物攀爬等。这些事件引起的线路故障只是暂时导致线路绝缘降低，但一但切断电源后，异物消失，线路绝缘又可自动恢复，在这种情况下合理利用线路重合闸可有效提高线路供电可靠性水平，对前加速与后速重合闸的适用范围及优缺点加以论述以供参考。

关键词：供电网络；重合闸；瞬时故障；保护延时

由于城市配电线路设备复杂，线路跨距大，同时对于供电质量要求较高，而电力系统的运行经验证明，架空线路的故障大多是“瞬时性”的，如大风引起的线路之间的互碰、鸟类及小动行碰撞造成线路摇摆，雷电引起的绝缘子表面闪络等。在故障由继电保护装置迅速断开后，故障点表面绝缘恢复，此时如果由线路值班人员手动合闸，会造成操作时间较长，用户负荷设己较长时间停电，如所带负荷对电力可靠性要求较高则会带来不必要的损失，但如利用自动重合闸装置将对断路器进行一次合闸会大大提高供电的可靠性，但由于重合间设备是无法判断故障是瞬时还是永久性的，所以重合后有可能由故障未能排除而再次跳开，根据运行资料统计，自动重合闸的成功率一般以60%～90%之间，但由于该设备本身投资小，且简单有效，因此在电力系统中应用较广。

1配电网络中重合闸的配置条件

在断路器开关正常工作时，如开断负荷，重合闸装置是不应起动，但线路掉闸时该装则能正常动作，这就需要在保护整定调整时需要明确运行状态，以故障电流为限区分动作要求。在人工或以后台机方式遥控操作开关动作时，重合闸装置不应起动；低周保护按频率减载切掉负荷时，也应将该装置闭锁；该装置还应带有方向性，向保护线路后侧的主变及母线发生故障引起开关掉闸时，因不属于线路故障，应闭锁重合闸。

在线路运行前期保护装置整定时就应设定重合闸动作次数，当前配电网络中，为保证线路运行可靠，并尽量减少因重合闸的引起冲击电流多次冲击主变，多选择重合一次，当重合至永久故障线路时，再次跳开，则不再重合，当查找故障完成后再行恢复。

合理整定重合闸保护的动作时间，采用逐级匹配原则，在配合上级保护动作灵敏性的同时，考虑系统及所带线路的绝缘恢得时间以断路器动作的准备时间，整定最短时间再次可靠动作，尽量缩短停电周期，提高供电可靠性。

根据当地配电网络及安装地点要求，配合保护装置，选择前加速或后加速保护，能够因地制宜切除故障点，减少因停电带来的影响范围。

2重合闸与三段式保护的匹配选择

在重合闸保护中有前加速保护与后加速保护之分，在不同区域与供电环境下选择不同方式，可排除故障选择时间，缩小停电范围，还可简化保护配置，非常适合在大型配电网络中广泛使用，以下就分别论述两种加速方式的优劣性。

2.1重合与前加速保护的配合

重合闸与前加速保护是当配电网络中发生短路故障后，靠近电源侧第一级保护首先无选择的动作跳开，甩开所有出线负荷，随后再以重合闸装置加以纠正，该装置简单无选择性，切除故障快且保障系统母线电压稳定。在配电线路中得以广泛的应用。

采用前加速重合闸有以下优势：

(1)能够快速地切除各段线路上发生的瞬时故障。不需加以识别，对设备的要求低，投入少，适合大规模使用。

(2)能保证发电厂和重要变电站的母线电压在0.6～0.7倍额定电压以上，对供电网络的影响小，对大型供电网络来说，不易引起电压波动，网络中其它电力客户不受冲击尤其是对供电质量要求较高的电力客户带来的冲击和很小，从而保证厂用电和重要用户电能质量。

(3)可以在临时性故障没有发展成永久性故障前将其切除，在对线路绝缘水平要求较低的配电网络中，线路及设备的耐压水平不高，长时间接受高电冲击易使电气设备受损，当发生故障时以最短时间切除故障点可提高用户电气设备的使用寿命，提升客户设备经济利用率。

(4)所需设备少，只需装设一套重合闸装置，经济、方便。

但由于自动重合闸装置并不能判断故障是瞬间故障还是永久性故障，当重合于永久性故障时，切除故障的时间会较长，在电力系统中通常采用与继电保护装进行配合，切除故障点。

当前采用的三段式保护配合。

图1所示为一般配电线路所使用的三段式保护，其动作时间呈阶梯性，距离线路末端越近动作时间就会越短，在距离电源点越近的地方保护动作时间就会越长，同时，在保护装置A处使用重合闸前加速保护装置，以便无选择性的快速切除故障。

图1　一般配电线路所使用的三段式保护

2.2具体动作步骤

继电保护C:一段式过流保护，保护L3全长，为与重合闸前加速配合，躲过跳闸时间，故延时t’(通常在配电保护中可取0.3-0.5S)

继电保护B:采用两段式过流保护，过流延时保护+瞬时速断，作为C段保护的远后备与其配合，延时2t’，保护B段全线路。

继电保护A：采用重合闸前加速保护，与两段式过流保护相配合过流延时保护+延时速断。作为B段线路的远后备保护，保护线路全长，在线路发生故障时无选择性的跳开，并经延时Tch再次实现线路重合闸。

经过以上三段式保护，当线路中E点点发生故障时，断路器A会经前加速无条件切除故障。再启动重合闸恢复供电，纠正无选择性的动作。

2.3前加速保护存在的缺点

(1)断路器动作频繁，在短时间内可能会多次动作。该断路器长期处于恶劣工作环境中，会缩短使用周期，一但其失去开断能力又未能及时发现的话，该断路器拒动则会使停电范围扩大至上一级保护装置，甚至会引起母线失电，甩掉大量电力负荷。

(2)如重合于永久故障上，则会再次跳开，不再重合，这样停电范围将会很大，且修复查需要较长时间，大量低压客户会受到波及，造成大范围停电事故，在公用线路用户中影响较大。

该保护配置方式多用于35kV及以下配电网络中，可以保证母线电压，减小停电范围，节约成本。

3重合闸后加速保护

重合闸后加速保护就是当保护装置检测到线路有接地故障后，保护装置会分级有选择性的动作，然后分别进行重合。如重合后发现故障点仍然未消除，会再次加速开关动作以切除故障点。要实现如上功能则需要在每条出线的每一级保护上都加装自动重合闸装置，增加了设备成本。

优点在于：

(1)对故障可实现选择性，尽最大可能近故障点甩掉用电负荷，在公用设施较多的辐射型配电网中，可缩小停电范围 ，减少重要负荷失电的可能性，提高供电可靠性；

(2)即使重合于金属性故障，仍然可以遵循逐级匹配原则完成选择性，合理切掉故障点，缩短故障的查找时间，为客户供电可靠保障提供了时效性；

(3)该保护配置方式不改考虑运行方式，出线分布等因素，不受网架节构影响，实施容易，对客户电力专业水平求低，可广泛推行。

图2为实现重合闸后加速保护的接线图。

图2　实现重合闸后加速保护的接线

图2中KA为时间继电器的接点，当线路发生故障进，它启动时间继电器KT，经延时后启动继电器KCO作用于保护动作。

当重合闸重合后，后加速原件的KTA经闭合延时后重合，如重合于永久故障上，则经KA再次动作，瞬时作用于出口继电器KCO跳闸，实现了重合后加速保护动作，切除故障。

但其也存在缺点：

(1)如要实现该功能要求在每一个断路器上都要装设重合闸装置，设备复杂，工作量大，投资成本较高；

(2)当发生短路故障时，该保护会分级动作，动作时间较长。当主保护拒动时，后备保护会延时跳闸，正因为它的选择性会造成时限较长，不能快带切除故障，在此期间对客户设备的绝缘水平要求较高，可能会带来永久损坏。

该装置适用于35kV及以上的供电网络中，由于电压等级高对失电所带来的影响范围较大，需要较好的选择性，而且电压等级高的设备对绝缘水平的要求也随之上升，可以满足对设备时限的满足。

4结语

重合闸采用后加速与前加速保护相比较,后加速保护可以有效提高永久性故障的切除正确性, 并具有选择性。 前加速保护可以减少失电范围，使暂时性故障影响范围减小, 提高线路重合闸成功率; 在重要的高压电网中, 应尽量避免保护无选择动作以重合闸纠正。因此后加速重合闸应用比较广泛。同时, 后加速重合闸在使用中不受、网络结构、负荷条件限制, 所以较多被采用。虽然加装自动重合曾装置增加了安装成本，但可以纠正因断路器误而引起的停电损失，修正因断路器的自身缺陷引起的不必要停电，所以在使用价值上还是很有市场的。

参考文献：

[1]郭相国,张保会.自适应自动重合闸现状与发展[J].继电器,2004,32(16):77-84.

GUOXiang-guo,ZHANGBao-hui.Presentachievementsandprospectsofadaptiveauto-reclosure[J].Relay, 2004,32(16):77-84.

[2]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社,2004.

[3]张保会,尹项根，等.电系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2005.

(本文编辑：杨林青)

Analysis on Reclosing Pre-acceleration and Post-acceleration Protection

YIN Li-xin

(StateGridTaiyuanPowerSupplyCompany,Taiyuan030009,China)

Abstract:In the present power supply network, overhead lines still occupy a certain proportion, and the overhead line failure are caused due to a temporary failure, such as lightning, objects hanging, tree branches touching, climbing of small animals, etc. Line failures caused by these events lead to only temporary reduced wiring insulation, and once the power is cut off, objects disappear, and line insulation can be automatically restored. Therefore, the rational use of reclosing can effectively improve the reliability of power supply line. This paper discusses the applicable scope of pre- and post-acceleration reclosing, and their respective advantages and disadvantages.

Key words:power supply network; reclosing; transient fault; protection delay

DOI：10.11973/dlyny201603032

作者简介：尹莉欣(1977)，女，工程师，从事城市供电网络用电监察工作。

中图分类号：TM755

文献标志码：A

文章编号：2095-1256(2016)03-0391-03

收稿日期：2016-03-10