專利名稱：用非全相電壓作判據(jù)的單相重合閘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超高壓輸電線路自動(dòng)控制裝置，尤其是一種反應(yīng)非全相過程中線路側(cè)故障斷開相電壓和線路零序電壓的單相重合閘裝置。
現(xiàn)有的單相重合閘裝置，都是在線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，由繼電保護(hù)裝置將線路從兩側(cè)切除故障后，經(jīng)某一固定延時(shí)，對(duì)故障斷開相的絕緣狀態(tài)不作任何檢測(cè)就發(fā)出重合閘脈沖。電力部南京自動(dòng)化研究所研制的CCH型綜合重合閘裝置，其單相重合閘部分采用了“檢線路三相有壓重合”的方法，解決了單相后重合側(cè)重合于永久性故障的問題。以上現(xiàn)有單相重合閘技術(shù)，都不能避免重合于永久性故障，不僅使電網(wǎng)多承受短路沖擊，而且電力系統(tǒng)的設(shè)備，尤其是大型聯(lián)絡(luò)變壓器和大型發(fā)電機(jī)組等，因多次沖擊而降低使用壽命。
本發(fā)明的目的是從根本上解決單相重合閘重合于永久性故障的問題，只在瞬時(shí)性故障時(shí)，可靠地保證兩側(cè)都要重合成功并盡可能縮短單相重合閘時(shí)間，盡快恢復(fù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
本發(fā)明的要點(diǎn)之一是測(cè)量非全相過程中線路側(cè)故障斷開相電壓的幅值，若大于等于恢復(fù)電壓下限值時(shí)，發(fā)出重合控制脈沖，若小于永久性故障相-地電壓極限值時(shí)，則閉鎖重合閘;要點(diǎn)之二是測(cè)量非全相過程中的零序電壓3Uo，當(dāng)其幅值為低值時(shí)，發(fā)出相繼重合控制脈沖，確實(shí)保證瞬時(shí)性故障時(shí)，只要任一側(cè)先重合成功，則另一側(cè)相繼重合成功;當(dāng)其幅值為高值時(shí)，則不發(fā)出相繼重合控制脈沖，可靠閉鎖重合閘。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1為以A相為故障斷開相的非全相運(yùn)行線路及用非全相電壓作判據(jù)的單相重合閘的配置示意圖。
圖2為故障斷開相電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)GDJS主框圖。
圖3為非全相狀態(tài)線路側(cè)零序電壓3Uo監(jiān)測(cè)電路FLJD主框圖。
圖1示出以A相為故障斷開相的非全相運(yùn)行線路。此時(shí)盡管A相線路從電網(wǎng)中分離出來，但由于健全相(B、C相)電壓通過相間電容的耦合和健全相(B、C相)負(fù)荷電流通過相間互感的感應(yīng)，分別對(duì)故障斷開相產(chǎn)生附加電壓分量，二者的相量和用Ur表示，稱為恢復(fù)電壓，直接影響故障斷開相故障發(fā)生處絕緣的復(fù)原和潛供電流的熄滅。為了提高單相自動(dòng)重合閘的效果，通常對(duì)超高壓輸電線路采取裝設(shè)線路并聯(lián)電抗器及其中性點(diǎn)消弧電抗器后，恢復(fù)電壓Ur明顯降低。例如，500KV系統(tǒng)電壓互感器變比為5000時(shí)，Ur的二次值可以控制在(5-10)伏，對(duì)于瞬時(shí)性故障，故障處絕緣復(fù)原后，這個(gè)電壓從故障斷開相電壓互感器二次側(cè)即可測(cè)出;若為永久性故障，例如，線路一側(cè)出口單相金屬性短路時(shí)，故障斷開相該側(cè)的電壓被鉗制在零伏，而對(duì)側(cè)電壓經(jīng)線路趨近零伏，這些電壓二次值也可從故障斷開相電壓互感器二次側(cè)測(cè)出。因此，通過測(cè)量故障斷開相電壓的方法可以確定單相故障的性質(zhì)，從而可以構(gòu)成兩側(cè)同時(shí)重合或先后重合的故障斷開相監(jiān)測(cè)系統(tǒng)GDJS;但是，當(dāng)該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之一運(yùn)行中因故自行閉鎖或因檢驗(yàn)退出運(yùn)行而遇有單相瞬時(shí)性故障時(shí)，只能導(dǎo)致單側(cè)重合而最終由保護(hù)裝置使兩側(cè)三相跳閘，從整體效果上看單相重合閘是失敗的。為了保證上述情況下仍使兩側(cè)都能重合成功，本發(fā)明同時(shí)設(shè)置了反應(yīng)非全相過程中零序電壓3Uo的監(jiān)測(cè)電路FLJD，它具有傳遞對(duì)側(cè)重合成功信息功能，從而實(shí)現(xiàn)相繼重合。
圖2示出本發(fā)明中的故障相電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)GDJS主框圖，其中1為模擬量電壓電流采集系統(tǒng)單元DAS;2為故障斷開相電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯單元GDJL;3為開關(guān)量輸入單元SRK;4為單相重合閘控制單元RCC1。當(dāng)發(fā)生單相接地短路，兩側(cè)斷路器跳閘后，故障斷開相實(shí)測(cè)電壓滿足|UΦd|＜UΦg(1)時(shí)，則故障斷開相應(yīng)判為永久性故障，經(jīng)單相重合閘整定延時(shí)Td兩側(cè)重合閘控制單元RCC1將其重合閘閉鎖。式中UΦd為故障斷開相的感應(yīng)電壓;UΦg為故障斷開相存在接地故障時(shí)的相-地電壓極限值，由計(jì)算確定。當(dāng)故障斷開相實(shí)測(cè)電壓滿足|UΦd|≥UΦrmin(2)
時(shí)，則故障斷開相應(yīng)判為瞬時(shí)性故障，可以經(jīng)單相重合閘整定延時(shí)Td由重合閘控制單元RCC1向CLO1發(fā)出重合控制脈沖，式中UΦrmin為為非全相狀態(tài)下故障斷開相的最小恢復(fù)電壓，可由計(jì)算或?qū)嶋H測(cè)量決定。對(duì)于經(jīng)過換位的線路，上述電壓與相別無關(guān)。通常，超高壓輸電線路都由縱差原理的保護(hù)切除故障，單相重合閘的整定延時(shí)Td＝tx+tyd(3)式中tx為極限消弧時(shí)間，tyd為裕度時(shí)間。實(shí)際上，消弧時(shí)間與短路電流大小、故障處的絕緣狀況、風(fēng)速以及補(bǔ)償狀況等有關(guān)，隨機(jī)性很大。如果電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求盡可能縮短非全相時(shí)間時(shí)，可在滿足式(2)的條件下，即使尚未到達(dá)單相重合閘整定延時(shí)Td，亦可提前由重合閘控制單元RCC1向CLO1發(fā)出重合控制脈沖。圖2中輸入模擬量i(t)表示為A、B、C相電流;u(t)表示為A、B、C相電壓;輸入開關(guān)量TGJ為A、B、C相跳閘固定繼電器常開接點(diǎn)，將i(t)和TGJ引入有助于重合閘功能的擴(kuò)展與完善。
圖3示出了非全相過程中零序電壓檢測(cè)電路主框圖FLJD。圖3中5為變換整流濾波單元LBZL，6為幅值比較單元ABP，7為單相重合閘控制單元RCC2。當(dāng)線路兩側(cè)故障相斷路器均斷開時(shí)，｜3Uo｜≥100伏(高值)，兩側(cè)重合閘控制單元RCC2將其重合閘閉鎖;當(dāng)先重合側(cè)重合于永久性故障時(shí)，該側(cè)繼電保護(hù)無論實(shí)行三相聯(lián)跳還是仍跳故障相，｜3Uo｜≥100伏(高值)，對(duì)側(cè)仍然將重合閘閉鎖;只有當(dāng)先重合側(cè)重合成功時(shí)，兩側(cè)電壓互感器由單側(cè)三相供電，則|3Uo|≤10伏(低值)，幅值比較單元ABP輸出狀態(tài)變化，導(dǎo)致對(duì)側(cè)單相重合閘控制單元RCC2向CLO2發(fā)出重合控制脈沖，而使斷路器重合，相當(dāng)于一側(cè)重合成功后以輸電線路本身為通道，向?qū)?cè)發(fā)送一個(gè)遠(yuǎn)方重合命令信號(hào)，從而提高了單相重合閘的可靠性和靈活性。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法，可以采用靜止型或數(shù)字型，也可以采用兩者兼用的型式，以滿足不同用戶的使用需要。
權(quán)利要求
1.一種用非全相電壓作判據(jù)的單相重合閘，包括故障斷開相電壓監(jiān)測(cè)判斷系統(tǒng)和非全相線路零序電壓監(jiān)測(cè)電路，其特征是，在斷路器重合控制脈沖發(fā)出前，通過對(duì)非全相過程中斷開相電壓幅值的判斷，確定故障的性質(zhì)，只有確認(rèn)為瞬時(shí)性故障時(shí)，才發(fā)出重合控制脈沖或相繼重合控制脈沖，只要一側(cè)重合成功，不需專門的遠(yuǎn)方重合命令傳送通道，由對(duì)側(cè)零序電壓幅值判斷確認(rèn)后，幾乎同時(shí)發(fā)出相繼重合控制脈沖，若為永久性故障時(shí)，兩側(cè)重合閘被可靠閉鎖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用非全相電壓作判據(jù)的單相重合閘，其特征是，其非全相零序電壓監(jiān)測(cè)電路的輸入量直接取自線路電壓互感器的零序電壓輸出端，使零序電壓檢測(cè)電路與輸電線路本身配合構(gòu)成遠(yuǎn)方重合命令傳送系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用非全相電壓作判據(jù)的單相重合閘，其特征是，其單相重合閘時(shí)間，可以是固定的，也可以是依故障斷開相絕緣恢復(fù)狀況而變化的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用非全相電壓作判據(jù)的單相重合閘，其特征是，用非全相電壓作判據(jù)的單相重合閘的實(shí)現(xiàn)的方法可以采用靜止型或數(shù)字型，也可以兩種型式同時(shí)并用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)超高壓輸電線路的單相自動(dòng)重合閘的新方法，由測(cè)量非全相過程中的故障斷開相的感應(yīng)電壓幅值的方法，在重合閘脈沖發(fā)出之前確定故障斷開相的絕緣狀態(tài)，只有判為瞬時(shí)性故障時(shí)才進(jìn)行重合；為了保證上述任一側(cè)測(cè)量系統(tǒng)在運(yùn)行中因故自行閉鎖或退出時(shí)仍能使雙側(cè)重合成功，不設(shè)專門的遠(yuǎn)方重合命令通道，而用測(cè)量非全相過程中線路零序電壓3U
文檔編號(hào)H02H3/06GK1082261SQ9310670
公開日1994年2月16日 申請(qǐng)日期1993年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月31日
發(fā)明者李養(yǎng)善 申請(qǐng)人:李養(yǎng)善