第5章 自动重合闸

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第一节
自动重合闸
一、自动重合闸的作用
（一）输电线路故障的特点
瞬时性故障：
(1) 起因：雷电引起的闪络、大风引起的碰线，鸟、 树枝等物体落在导线上引起短路。 (2)特点：故障被切除后，电弧自行熄灭，绝缘强度 得以恢复，此时重新合上断路器，则可以恢复供 电。 (3)发生几率：架空线路80%以上
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永久性故障:
导通
击穿 变为E
“一次重合闸脉冲 截止 导通 元件”工作过程
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3）线路上存在有永久性故障：
未来得及 充满电 不动作 再次 断开 导通 只进行一次 重合闸 截止
导通
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4）用控制开关手动跳闸：
一直放电 0V 接通
断开
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5）用控制开关手动合闸：
开始冲电 需15-25s 截止
接通
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6）“后记忆元件”动作分析：
&
合闸 信号
手跳闭锁 手合后加速 图5－1 三相一次重合闸逻辑框图 后加速 保护
手动跳闸后闭锁： 当手动跳开断路器时，也会启动重合闸回路，为 消除这种情况造成的不必要合闸，设置闭锁环节， 使之不能形成合闸命令。
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重合闸 起动
时间元 件
一次合闸 脉冲元件
&
合闸 信号
手跳闭锁 手合后加速 图5－1 三相一次重合闸逻辑框图 后加速 保护
电力系统继电保护
Power System Relay Protection
主讲教师：韩成春
电气工程及其自动化专业教研室
第五章
基本要求 学习内容
自动重合闸
习题与思考题
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本章基本要求
了解自动重合闸的作用；
掌握自动重合闸的工作原理；
掌握三相一次重合闸的工作原理；
掌握单相自动重合闸的工作原理；
返回
图5－1 三相一次重合闸逻辑框图 重合闸启动： 当断路器由继电保护动作跳闸或其它非手动原因 而跳闸后，重合闸均应起动。一般采用不对应启 动
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重合闸 起动
时间元 件
一次合闸 脉冲元件
&
合闸 信号
手跳闭锁 手合后加速 后加速 保护
图5－1 三相一次重合闸逻辑框图 重合闸时间元件： 起动元件发出起动指令后，时间元件开始记时， 达到预定的延时后，发出一个暂短的合闸脉冲命 令。该延时时间可以整定
（一）工作方式： 断路器由于保护动作或开关偷跳原因跳闸时， 重合闸启动，经预定延时发出合闸脉冲，将断路 器重合。若合闸后，故障已消失，则线路继续运 行；若合闸后，故障仍存在，则保护再次动作跳 开三相。 （二）特点： 单侧电源无需考虑同期问题，故而实现简单。 无需考虑故障类型。
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（三）原理框图
重合闸 起动 时间元 件 一次合闸 脉冲元件 & 合闸 信号 手跳闭锁 手合后加速 后加速 保护
输出0
导通
接通
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6）“后记忆元件”动作分析：
动作
不动作 +E 输出0 放电 正反馈 电流 重合闸回 路动作 导通 D3-D9已消失， 截止 却保持导通 电位-E 0V
截止 导通
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四、双侧电源送电线路重合闸的方式 及选择原则 1）双侧电源送电线路重合闸的特点
①同期问题：
当线路上发生故障跳闸以后，常常存在着 重合闸时两侧电源是否同步，以及是否允 许非同步合闸的问题。
(1) 起因：断线、倒杆，绝缘子击穿等引起的故障。 (2) 特点：故障被切除后，故障线路的绝缘强度无 法恢复。即故障仍然存在。 (3) 发生几率：架空线路低于20%
由于输电线路故障大多为瞬时性故障，因此 采用自动重合闸可以大大提高输电线路供电可 靠性。
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（二）自动重合闸的作用
优点 ① 大大提高供电可靠性，减少停电次数。对单侧电源 系统效果尤为明显 ② 在高压线路上采用重合闸，可以提高电力系统并列 运行稳定性 ③ 对断路器由于机构不良或保护误动引起的误跳闸， 可以其纠正作用 缺点 ① 重合于永久故障，可能使电力系统遭受二次冲击 ② 使断路器工作条件恶化。
重合闸后加速保护跳闸回路： 对于永久性故障，在保证选择性的前提下，尽可 能地加快故障的再次切除，需要保护与重合闸配 合。
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(四)重合闸原理接线（晶体管型）：
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1）正常工作状态：
充电E
不动作
接通
截止
截止
导通
截止
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2）断路器误动作或跳闸：
电位下降0
击穿 充电 断开 不能突变 动作 不动作 0.1s后电位 截止 导通止 截 回升
电范围，特别是在重要的高压电网中，一般不
允许保护无选择性的动作而后以重合闸来纠正 （即前加速的方式）； 2. 保证了永久性故障能瞬时切除，并仍然是有 选择性的；
3. 和前加速相比，使用中不受网络结构和负荷
条件的限制，一般说来是有利而无害的。
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缺点： 1. 每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前
加速相比略为复杂；
பைடு நூலகம்
考虑重合到永久故障后断路器内部的油压、气
压的恢复以及绝缘介质绝缘强度的恢复等，保证 断路器能够再次切断短路电流。
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3)重合闸时间整定
总的原则： 为保证瞬时故障时重合闸成功率，重合时 间应在保证故障电绝缘恢复的前提下，尽可能 得快。
最小重合时间原则
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（一）单端电源三相一次重合闸时间整定原则 • 断路器跳闸后，负荷电动机向故障点反送电影响 了绝缘的快速恢复；故障点电弧熄灭，周围介质 的绝缘恢复需要时间
跳闸时，由于对侧并未动作，线路上有电压， 因而就不能实现重合闸。 【解决】通常在检定无电压的一侧也同时投入
同步检定继电器，两者经“或门”并联工作。
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同步检定：采用同步继电器
母线
线路
总磁通 '
U 2U sin

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3)重合闸时间整定
对于瞬时性故障： 必须等待故障点的故障消除、绝缘强度恢复后 才有重合成功； 对于永久性故障：
2. 重合于永久性故障时，故障切除的时间可能 较长； 3. 重合闸装置或断路器拒绝合闸，扩大停电范 围。
适用范围：35kV以下由发电厂或重要 变电站引出的直配线路上。
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（二）重合闸后加速保护方式
当线路第一次故障时，保护有选择性动作，
然后进行重合。如果重合于永久性故障，则 在断路器合闸后，再加速保护瞬时切除故障，
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2）双侧电源送电线路重合闸的主要方式
1.快速重合闸
是指保护断开两侧断路器后在0.5－0.6秒内 使之再次重合，在这样短的时间内，两侧电势 角摆开不大，系统不可能失去同步，即使两侧 电势角摆大了，冲击电流对电力元件、电力系
统的冲击均在可以耐受范围内，线路重合后很
快会拉入同步。
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应用条件：
① 线路两侧都装有可以进行快速重合的断路器
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（二）其他原因（保护跳闸、机构不良导致的偷 跳）导致的断路器跳闸，均应进行重合 （三）重合闸动作次数应符合预先的设定。（单 次重合或多次重合）
（四）支持自动复归和手动复归
（五）重合闸动作时间应能整定（调整）
（六）双侧电源线路上实现重合闸时，应具备同 步检定功能
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三、单侧电源送电线路的三相一次自动 重合闸
&
U U KRC
&
KRC
U
A 图 5－3
C 具有同步和无电压检定的重合闸接线示意图
B
U-U --同步检定继电器；U< --无电压检定继电器；KRC --自动重合闸继电器
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【问题】在使用检查线路无电压方式重合闸的 一侧，当该断路器在正常运行情况下，由于某
种原因（如误碰跳闸机构、保护误动作等）而
混合线路，在具有断路器的条件下，如用 电设备允许且无备用电源自动投入时，应 装设自动重合闸装置 旁路断路器或兼作旁路断路器的母线联络 断路器，应装设自动重合闸装置 低压侧不带电源的降压变压器，可装设自 动重合闸装置 必要时，母线故障可采用母线自动重合闸 装置
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(六)自动重合闸的分类
根据控制的电气元件： 线路重合闸 母线重合闸 变压器重合闸 按动作次数： 一次重合闸 多次重合闸
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②时间问题： 当线路上发生故障时，两侧的保护在可能以 不同的实现动作于跳闸（比如一侧为第I段动 作，另一侧为第II段动作）。此时为了保证 故障点电弧的熄灭和绝缘强度的恢复，以使 重合闸有可能成功，线路两侧的重合闸必须 保证在两侧的断路器跳闸以后，再进行重合 闸，其重合闸时间与单侧电源的有所不同。
② 线路两侧都装有全线速动的保护，如纵联保 护等。 ③ 重合瞬间输电元件中出现的冲击电流对电力 元件、电力系统的冲击均在允许范围内。
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2.非同期重合闸
合闸时不考虑同期条件，靠系统自动拉入同
步。
应用条件：
着重考虑重合瞬间对系统和设备的冲击要低 于其耐受水平。
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3.检同期重合闸
可适合任何场合。 检同期方法的替代方案：
的次数
提高电力系统并列运行的可靠性 纠正断路器的误跳闸
暂缓架设双回线路，也节约投资
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当重合闸工作于永久性故障上时的不利 影响：
使电力系统又一次受到故障的冲击 使断路器工作条件变为更加严重
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(五)自动重合闸装设规定：
1kV 及 以 上 的 架 空 线 路 和 电 缆 与 架 空 的
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（三）自动重合闸的考核指标
重合闸成功率：
重合闸动作恢复供电的次数 重合闸成功率 重合闸总动作次数
重合闸正确动作率：
重合闸正确动作次数 重合闸正确率 重合闸总动作次数
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2003年全国220kV及以上系统线路 主保护运行情况统计表