第五章 (全)输电线路的自动重合闸

对一个具体的线路，究竟使用何种重合闸方式， 要结合系统的稳定性分析，选取对系统稳定最有 利的重合方式。一般遵循下列原则： (1) 一般没有特殊要求的单电源线路，宜采用一 般的三相重合闸。 (2) 凡是选用简单的三相重合闸能满足要求的线 路，都应选用三相重合闸。 (3) 当发生单相接地短路时，如果使用三相重合 闸不能满足稳定性要求而出现大面积停电或重要 用户停电者，应当选用单相重合闸或综合重合闸 。
在双侧电源的送电线路上实现重合闸时，与单电源 线路上的三相自动重合闸相比还必须考虑如下的 特点： （1）时间的配合。 （2）同期问题。当线路上发生故障跳闸以后，线路 两侧电源之间的电势角会摆开，有可能失去同步。 这时，后合闸一侧的断路器在进行重合闸时，应 考虑两侧电源是否同步，以及是否允许非同步合 闸的问题。
架空线路故障大都是“暂时性”的故障 ，在线路 被继电保护迅速动作控制断路器断开后 ，故障点的 绝缘水平可自行恢复，故障随即消失。此时，如果把 断开的线路断路器重新合上，就能够恢复正常的供电。 定义：当断路器跳闸以后，能够自动的将断路器 重新合闸的自动重合闸装置。
• 暂时性故障：该类故障断电即逝；重合后可继续供电。 •
二、 自动重合闸的类型 采用重合闸的目的有两点： 一、是保证并列运行系统的稳定性； 二、是尽快恢复瞬时故障元件的供电，从而自动 恢复整个系统的正常运行。 按照自动重合闸装置作用于断路器的方式可分 为以下三种类型。 1. 三相重合闸 三相重合闸是指不论线路上发 生的是单相短路还是相间短路，继电保护装置动 作后均使断路器三相同时断开， 然后重合闸再将断路器三相同时投入的方式。
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• 一、单相自动重合闸的特点
• 当采用单相重合闸时，如果发生相间短路， 则一般都跳三相断路器，且不进行三相重合； 如果因任何其它原因断开三相断路器，则也 不再进行重合。 对于单相接地时，只跳开故障相，因此要 对故障相进行判断，从而决定跳开哪一相， 完成之一任务的原件称之为选相原件。
•
二.对选相元件的基本要求为
tu——故障点去游离时间； tz——断路器消弧室及传动机构准备好再次动作时间。
3、一次合闸脉冲元件：保证重合闸装置只重合一次。 4、执行元件：启动合闸回路和信号回路，还可与保 护配合，实现重合闸后加速保护。
2、自动重合闸的动作时间整定
• 单侧电源线路的三相重合闸要带有时限， 因为在断路器跳闸后，要使故障点的电弧 熄灭并使周围介质恢复绝缘强度是需要一 定时间的，必须在这个时间以后进行合闸 才有可能成功；在断路器动作跳闸后，其 触头周围绝缘强度的恢复以及消弧室重新 充满油需要一定的时间。
重要负荷
第三节 单相自动重合闸
• 所谓单相重合闸,就是指线路上发生单相接 地故障时，保护动作只断开故障相的断路 器，而未发生故障的其余两项仍可继续运 行，然后进行单相重合。若故障为暂时性 的，则重合闸后，便可恢复三相供电；如 果故障是永久性的，而系统又不允许长期 非全相运行，则重合后，保护动作，使三 相断路器跳闸，不再进行重合。
• 采用自动重合闸后，当重合于永久性故障时，也将带来一 些不利影响，例如：
• (1) 电力系统将再次受到短路电流的冲击， 对超高压系统还可能降低并列运行的稳定 性，可能引起系统振荡。 (2) 使断路器的工作条件更加恶劣，因在短 时间内连续两次切断短路电流。
这种情况对于油断路器必须予以考虑， 因为第一次跳闸时，由于电弧的作用，已 使绝缘介质的绝缘强度降低，在重合后第 二次跳闸时，是在绝缘强度已经降低的不 利条件下进行的。 因此，油断路器在采用了重合闸以后，其 遮断容量也要不同程度的降低(一般降低到 80%左右)。


在电力系统输电线路上，采用自动重合闸的作用可 归纳如下： 1 、可大大提高供电的可靠性，在线路上发生暂时 性故障时，迅速恢复供电，减少线路停电的次数， 这对单侧电源的单回线路尤为显著； 2 、在有双侧电源的高压输电线路上采用重合闸， 可以提高电力系统并列运行的稳定性； 3、在电网的设计与建设过程中，有些情况下由于 考虑重合闸的作用，即可以暂缓架设双回线路，以 节约投资； 4、自动重合闸可以纠正因断路器本身机构不良或 继电保护误动作而引起的误跳闸。
1.单相接地时，选相元件应可靠选出故相； 2.选相元件的灵敏度和速动性应比保护好； 3.选相元件一般不要求区分内外部故障，不 要求有方向性。
一、单侧电源线路的三相一次重合闸： 当线路上故障（单相接地短路、相间短 路）——>保护动作跳开三相——>重合闸起
动——>合三相：故障是瞬时性的，重合成功；
故障是永久性的，保护再次跳开三相，不再重
合。
断路器由合闸位置变为 预定的延时 保证不出现 闭锁 跳闸位置时，启动。 多次重合
永久性故障：加快 故障的再次切除
原则上越短越好，但应力争重合成功，保证： 故障点电弧熄灭、绝缘恢复； 断路器触头周围绝缘强度的恢复及消弧室重新 充满油，准备好重合于永久性故障时能再次跳 闸
• • • • • •
tact=tt+tre+trel-tn tact——重合闸动作时间，约1s左右； tt——断路器固有跳闸时间； tre——消弧及去游离时间； trel——裕度时间，0.1~0.15s tn——断路器合闸时间
•
因此，在电力系统中采用了自动重合闸装置，即是 当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后， 能够自动控制断路器重新合上的一种装置。
•
当输电线路发生故障时，自动重合闸装置本 身并不能判断故障是暂时性的还是永久性的，因 此，在重合之后，可能成功(恢复供电)，也可能 不成功。重合成功的次数与总动作次数之比称为 重合闸的成功率。 • 根据运行资料统计，输电线路自动重合闸的成 功率，在60%～90%。 • 在微机保护中重合闸装置应用自适应原理可 在重合之前先判断是瞬时性故障还是永久性故障， 然后再决定是否重合，这样可大大提高重合闸的 成功率。
• 根据生产的需要和运行经验，对线路的自动重合 闸装置，提出了如下基本要求。 • 1、手动跳闸时不应重合 • 2、手动合闸于故障线路时自动重合闸不重合 • 3、用不对应原则启动 4、 动作迅速 5．不允许任意多次重合 6．动作后应能自动复归 7．能与继电保护动作配合
四、自动重合闸的配置原则
第二节 三相自动重合闸
二 双侧电源线路的三相一次重合闸 • 1、 双侧电源线路重合闸的特殊问题
（1）当线路上发生故障时，两侧的保护装置可能以不同 的时限动作于跳闸，例如一侧为第I段动作，而另一侧为第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 的断路器都跳闸以后，再进行重合；——时间配合 tactt=t’act，max+t’t+tre+trel-tn tact——近故障侧重合闸动作时间； t’act，max——远故障侧保护动作时间最大值； t’t——远故障侧断路器跳闸时间； tn——近故障侧断路器合闸时间； tre——消弧及去游离时间；trel——裕度时间，0.1~0.15s
3. 综合重合闸 综合重合闸是将单相重合闸和三相重合闸 综合到一起，当发生单相接地故障时，采用 单相重合闸方式工作； 当发生相间短路时，采用三相重合闸方式工作。 综合考虑这两种重合闸方式的装置称为综合重合 闸装置。
根据重合闸控制断路器连续合闸次数的不同， 可将重合闸分为多次重合闸和一次重合闸。 多次重合闸一般使用在配电网中与分段器配合， 自动隔离故障区段，是配电自动化的重要组成部分。 而一次重合闸主要用于输电线路，以提高系统的稳定性。
在检定无压侧也同时投入同步检定继电器，使两者
的触点并联工作。这样，在上述情况下，同步检定 继电器工作，可将误跳闸的DL重新合闸。 2）在使用同步检定的一侧，绝对不允许同时投入无
压检定继电器。
（4）检查双回线另一回线电流的重合闸方式； （5）自动解列重合闸方式：
系统 1 P
3 d 2 非重要负荷
解列点 小电源
组成：起动元件、延时元件、一次合闸脉冲元件 和执行元件四部分。
重合闸 起动 KT 一次合闸 脉冲元件 与 控制开关KK 执行元件
1、起动元件：当QF跳闸之后，使延时元件起动。
起动方式： （2）保护装置起动。
（1）控制开关KK位置与QF位置不对应（优先采用）；
2、延时元件：
t ARD tu tz
第五章 输电线路的自动重合闸
本章基本要求
• 掌握自动重合闸的作用及对重合闸的 基本要求 • 掌握自动重合闸装置的基本组成元件 及工作原理,熟练掌握各种工作状况 • 了解两侧电源的线路上自动重合闸的 配置方式 • 掌握自动重合闸与继电保护的配合方 式及其特点
第一节 自动重合闸的作用及要求
(Function and Basic Requirements to Autoreclosure) • 一、自动重合闸在电力系统中的作用
1）工作过程： a、M侧QF如重合于永久性故障，就将连续两次切断短 路电流，所以工作条件比N侧恶劣，为此，通常两侧
都装设低电压继电器和同步检定继电器，利用连结片
定期切换其工作方式，以使两侧工作条件接近相同。
b、在正常工作情况下，由于某种原因（保护误动、 误碰跳闸机构等）使检无压侧（M侧）误跳闸时，因 线路上仍有电压，无法进行重合（缺陷），为此，
如雷击过电压引起的绝缘子表面闪络，树枝落在导线上引起的 短路，大风时的短时碰线，通过鸟类的身体放电等 ）
• 此外，也有“永久性故障”。 • 永久性故障：在线路被断开之后，该类故障仍然是存在 的，即使合上电源，也不能恢复正常供电。
• 如线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏引起的故障，断路器跳 闸后故障依然存在，即使再合上电源，断路器也会再次跳闸。如此， 则对电力系统的运行造成一定的不利影响。
当前一般只允许重合闸动作一次，故称为三相一 次自动重合闸装置。
2. 单相重合闸 在110 kV及以上电力系统中，由于架空线路的 线间距离大，相间故障的机会很少，而绝大多数 是单相接地故障。 因此在发生单相接地故障时，只把故障相断开 ，然后再进行单相重合，而未发生故障的两相仍 然继续运行，这样就能够大大提高供电的可靠性 和系统并列运行的稳定性，这种重合闸方式称为 单相重合闸。 如果是永久性故障，单相重合不成功，且系统 又不允许非全相长期运行，则重合后，保护动作 使三相断路器跳闸不再进行重合。
a、线路两侧均装有全线瞬时动作的保护；
b、有快速动作的QF，如快速空气断路器；
c、冲击电流<允许值。
（2）非同期重合闸方式：当线路两侧断路器跳闸后， 冲击电流均未超过系统中各元件的允许值时，即不管 线路两侧电源是否同步，都将自动合上两侧断路器，
并等待系统自动拉入同步。
采用非同期合闸的条件： （1）在两侧断路器非同期重新合闸瞬间，输电线路
上出现的冲击电流，不能超过电力系各元件的冲击
电流的允许值。
• （ 2 ） 采用非同期合闸后，在两侧电源由非同步 拉入同步的过程中，系统处于振荡状态，在振荡 过程中对重要负荷的影响小，但是对继电保护可 能导致其误动作，故需采取一些相应的措施。
• （ 3）检查同期重合闸。线路故障且两侧QF跳闸 后，一侧的ARD先动作将本侧QF合闸，另一侧 QF在两侧电源同步后才动作于QF合闸。
三相重合闸：不论在输、配线上发生单相短路 还是相间短路时，继电保护装置均将线路三相 断路器同时断开，然后启动自动重合闸同时合 三相断路器的方式。若故障为暂时性故障，则 重合闸成功；否则保护再次动作，跳三相断路 器。这时，重合闸是否再重合要视情况而定。 目前，一般只允许重合闸动作一次，称为三相 一次自动重合闸装置。特殊情况下，可采用三 相二次自动重合闸装置。 三相重合闸结构相对比较简单，保护出口可直接 动作控制断路器，保护之间互为后备的性能较 好。
• （2）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。 — —同期配合
2、双侧电源线路三相一次重合闸方式：
（1）三相快速自动重合方式： 当线路上发生故障时，继电保护瞬时动作于QF跳 闸，而后进行自动重合闸的方式。其特点是速度快。
快速重合闸须具备的条件：