中小电源系统中重合闸改进探讨

　　当前中小电源系统重合闸在35 kV～110 kV电网中的实际运行方式为一侧是大电源(无穷大)系统，另一侧是中小电源的双电源单回线路时，若线路发生故障，两侧其中一侧重合不成功，中小电源系统容易瓦解，造成中小电源侧用户小送电的事故。本文分析其中存在的问题，并提出了针对性的改进措施。

1　35 kV～110 kV电网重合闸运行方式

　　a.单电源的电源侧线路，用一般三相重合闸。
　　b.双电源单回线路，大电源侧采用检线路无电压的三相重合闸，中小电源侧开关检同期三相重合闸方式。
　　c.电网间两条以上联系的线路环并运行时，可采用一般的三相重合闸，必要时，可附加检无压与同期的三相重合闸。
　　d.只有符合一定的条件，才考虑采用非同期重合闸。

2　中小电源侧检同期重合闸存在的问题及原因分析

2.1　存在的问题
　　如图1为双电源单回线路，当大电源侧采用无压检定(即无电压检定与同步检定并联)的工作方式，且中小电源侧采用检同期的工作方式时，若线路发生瞬时性故障，保护动作，大电源及中小电源侧断路器跳闸后，中小电源侧检同期三相重合闸，重合成功率为零，易造成中小电源侧电网很快自动瓦解，扩大事故范围。

600)makesmallpic(this,600,1800);" dypop="t1-69.gif (4033 bytes)">

图1　一侧检查无电压、
另一侧检查同步的重合闸示意图
Fig.1　The diagram of reclosing checking
with synchronization at one end
and no-voltage at other end

2.2　原因分析
　　检查同步和无压自动重合闸启动回路如图2所示。当线路发生瞬时性故障时，大电源M侧及中小电源N侧的断路器跳闸后，断路器控制开关SW在“合闸后”位置，控制开关的触点接通，大电源M侧检线路无电压后，电压继电器触点KV1接通，跳闸位置继电器触点KOF接通，大电源M侧约1.9 s重合。若重合成功，中小电源N侧母线有电压，触点KV2闭合，触点KOF闭合，这时只要两侧电源电压的幅值差、频率差和相位差满足同期的3个条件，继电器KJ常闭触点即闭合，启动重合闸ZCH时间继电器KT，经延时(如2 s)，小电源侧断路器约2.9 s进行合闸。若检同期3个条件之一不能满足，重合闸就无法启动。

600)makesmallpic(this,600,1800);" (2460 bytes)?>

图2　检查同步和无电压自动重合闸启动回路
Fig.2　Starting circuit of synchronization
and no-voltage checking for automatic reclosing

　　由于检同步继电器KJ实际反映两侧电源的电压差ΔU,ΔU与相位δ(或频率)的关系为：ΔU=2U sin(δ/2)=2U sin(ωst/2)；一般来说，当中小电源与大电源解列后，中小电源频率很快下降，即滑差角频率ωs增大很快；ΔU随ωs的增大而增大，在这种情况下，两侧电源3 s左右很难满足同期条件，因而检同步继电器KJ触点不闭合。若过负荷达到发电机过电流整定值，大约4 s时间各发电机相继跳开，中小电源系统就随之相继瓦解。这样中小电源系统至少需20 min才能恢复供电。3　中小电源侧检同期重合闸的改进措施
根据分析，为提高中小电源重合闸重合成功率，减小中小电源对用户小送电的事故，对单回线路大电源M侧采用检线路无压重合，中小电源N侧检本侧母线无压重合的工作方式，其原理如图3。

600)makesmallpic(this,600,1800);" dypop="t3-70.gif (3064 bytes)">

图3　改进后检查同步和无电压自动重合闸启动回路
Fig.3　Improved starting circuit of synchronization
and no-voltage checking for automatic reclosing

　　电压继电器触点KV3取线路电压互感器(TV)上的电压，触点KV4取中小电源N侧变电站35 kV(110 kV)母线TV上的电压。当图1中D点发生瞬时性故障时，线路保护跳开大电源M侧断路器QF1、中小电源N侧断路器QF2，大电源M侧先检线路无电压重合(时间整定为1.5 s)，大电源M侧QF1约1.91 s重合，若重合成功，中小电源N侧QF2是否重合取决于中小电源N侧是否瓦解。若中小电源N侧能稳定运行，只需手动准同期重合中小电源N侧QF2，约需3 min就能恢复联网供电；若中小电源N侧瓦解，其母线必失压，中小电源N侧检N侧变电站母线无压后，如图3所示，此时，检线路电压的TV有电压，电压继电器触点KV3闭合，中小电源N侧母线无压，电压继电器触点KV4闭合，这样通过连片LP启动重合闸时间继电器KT，经延时(其整定时间为2 s)，中小电源N侧断路器QF2约2.4 s重合，恢复供电。这就实现了对中小电源N侧负荷迅速供电，避免大面积停电事故发生。
　　以上重合方式，可称为母线无压重合方式，电压继电器触点KV4与KV3串联，以防止110 kV(或35 kV)侧TV断线，误合小电源N侧断路器QF2开关，闭锁了重合闸。

4　中小电源侧检母线无压重合方式优点

　　a.简单、经济，其改进只需增加一个电压继电器和少量电缆。
　　b.手动跳闸不会重合，原检同期、检线路无压重合回路全部保留，根据需要可任意选用重合方式。
　　c.符合电力系统对重合闸方式的基本要求。当中小电源系统瓦解时，能迅速恢复对负荷供电。

本文关键字：电源  电工文摘，电工技术 - 电工文摘