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双电源线路三相一次重合闸方案优化

【摘要】:图5-4检无压、检同步逻辑图重合闸为三相一次重合闸方式。闭锁重合闸时,或门D3输出为1,将TCD清零,相当于传统重合闸装置中电容放电。当保护跳闸后或开关偷跳、三相电流消失时均可起动重合闸。I2C模块可以允许一个或多个支持I2C总线功能的器件连接到同一条总线上。重合闸条件满足后,经整定的重合闸延时,发重合闸脉冲,宽度为150ms。

1.电源线路重合闸特殊问题

(1)同步问题。重合闸时若线路两侧电源不同步,则两侧母线电压不一致,合闸时电压差消失,会产生冲击电流。严重情况会危及电力系统运行稳定性。

(2)故障切除时间。双电源线路很可能发生这样的情况:故障靠近某一侧变电所,继电保护Ⅰ段快速跳闸,当此时故障并切除,因为对侧继电保护可能依靠Ⅱ段以0.5s延时跳闸,先跳闸一侧重合闸计时必须考虑这个问题。重合闸时间是为了让故障点有一定时间去游离、恢复绝缘,而双端电源线路重合闸开始计时的时候故障可能尚未切除,因此双电源线路重合闸装置的重合闸等待时间应适当长些。

2.检无压、检同步重合闸

检无压、检同步又称无压鉴定、同步鉴定,这是一种顺序投入的重合闸,即不论任何一侧继电保护先跳闸起动重合闸,均是检无压侧先合闸,检无压侧重合成功后,如果同步条件满足则检同步侧重合。

检无压是指检线路无电压,测量电压为线路TV 二次电压 (大部分220kV 及以下电压等级继电保护使用母线TV 提供的母线电压)。

检同步则是检查线路电压与母线电压的同步。所谓同步是指合闸是断路器断口两边电压瞬时值尽量接近以减小重合闸时的冲击电流,具体判据为两侧电压幅值差小于允许值、两侧电压相位差小于允许值、两侧电压频差小于允许值。检同步元件常以SYN (TJJ)表示。

如图5-2所示为检无压、检同步重合闸原理示意图,检无压、检同步条件满足才能起动重合闸。

线路故障被继电保护切除后,线路无电压、母线电压恢复为正常电压,检同步条件要求线路电压、母线电压瞬时值接近,显然检同步条件不满足。此时,检无压侧条件满足,所以总是由检无压侧先起动重合闸。若检无压侧重合于永久性故障,则跳闸且不再重合,检同步侧由于条件不满足不会起动。如果检无压侧重合成功,检同步侧断路器两侧均有电压,进行同步条件检查,如果线路电压与母线电压接近、满足同步条件则实施重合闸;如果同步条件不满足则不进行重合闸。

综上所述,无论哪一侧保护先跳闸,总是检无压侧先进行重合,这称为顺序投入重合闸,即重合闸投入顺序是事先规定好的。检同步侧后重合或不重合,只有当检无压侧重合成功且满足同步条件时,检同步侧才重合。

由于检同步侧必须在检无压侧重合成功后才投入,检同步侧断路器不会因为重合于永久性故障而第二次跳闸,检无压侧断路器负担比检同步侧断路器重,因此需要定期切换线路两侧重合闸检定方式。

图5-2 检无压、检同步重合闸原理图

图5-3 检无压侧断路器偷跳图

如图5-3所示为检无压侧断路器偷跳情况,此时线路有压,检无压条件不满足,无法重合闸。为此,在检无压侧也设置检同步回路,与检无压条件构成或门逻辑输出,当检无压侧断路器偷跳时,检无压侧依靠检同步回路重合。

如图5-4所示,为检无压、检同步部分逻辑框图。

如图5-4所示中检定投入开关选择是否投入检无压、检同步,如果用于单侧电源线路则不需投入。用检定方式切换开关确定检定方式为检无压还是检同步,检定方式切换开关打开为检同步方式,合上则为检无压方式。

3.重合闸逻辑框图

如图5-5所示,为某110kV 线路保护中的重合闸部分逻辑框图。

图5-4 检无压、检同步逻辑图

(1)重合闸为三相一次重合闸方式。

(2)三相电流全部消失时跳闸固定动作。

(3)重合闸退出指的是定值中重合闸投入控制字置“0”。

(4)重合闸充电在正常运行时进行,重合闸投入、无TWJ、无TV 断线或虽有TV断线但控制字“TV 断线闭锁重合闸”置 “0”,经10s后充电完成。因此,重合闸在10s内仅能重合一次。满足条件后,与门D1输出为1,起动TCD,TCD为 “充电时间”,也就是整组复归时间。闭锁重合闸时,或门D3输出为1,将TCD清零,相当于传统重合闸装置中电容放电。

(5)重合闸由独立的重合闸起动元件 (与门D7)同时起动。当保护跳闸后或开关偷跳、三相电流消失时均可起动重合闸。

图5-5 重合闸逻辑框图

(6)重合方式可选用检线路无压母线有压重合闸、检母线无压线路有压重合闸、检线路无压母线无压重合闸、检同期重合闸,也可选用不检而直接重合闸方式。检定回路由检定方式开关及与门D12、D14、D15、D16及或门D13逻辑关系构成。

检线路无压母线有压时,检查线路电压小于30V 且无线路电压断线,同时三相母线电压均大于40V 时,检线路无压母线有压条件满足,而不管线路电压用的是相电压还是相间电压;检母线无压线路有压时,检查三相母线电压均小于30V 且无母线TV 断线,同时线路电压大于40V 时,检母线无压线路有压条件满足;检线路无压母线无压时,检查三相母线电压均小于30V 且无母线TV 断线,同时线路电压小于30V 且无线路电压断线时,检线路无压母线无压条件满足;检同期时,检查线路电压和三相母线电压均大于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。正常运行时测量UX与UA之间的相位差,与定值中的固定角度差定值比较,若两者的角度差大于10°,则经500ms报角差整定异常告警。

(7)重合闸条件满足后,经整定的重合闸延时,发重合闸脉冲,宽度为150ms。