继电保护-第11章自动重合闸

继电保护-第11章自动重合闸第十一章自动重合闸第一节自动重合闸在电力系统中的应用电力系统故障中，大多数是送电线路、特别是架空线路的故障。

运行经验表明，架空线路故障大都是“瞬时性”的，例如，阴雨天气由雷电引起的绝缘子表面闪络，大风引起的碰线，通过鸟类以及树枝等物掉落在导线上引起的短路等，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧自行熄灭，外界物体（如树枝、鸟类等）也被电弧烧掉而消失，故障点的绝缘强度重新恢复。

这类故障称为“瞬时性故障”。

此时，如果把断开的断路器重新合上，即可恢复正常供电。

此外，也可能发生“永久性故障”，例如由于线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏等引起的故障，在线路被断开之后，故障仍然是存在。

此时，再合上电源，故障依然存在，线路将被继电保护再次断开，不能恢复正常供电。

由于送电线路发生的故障具有以上特点，因此，在线路被断开以后再进行一次合闸，则有可能大大提高供电的可靠性。

若由运行人员手动进行合闸，则由于停电时间过长，用户电动机多数已经停止运转，因此，效果不甚显著。

为此在电力系统中采用了断路器跳闸之后，能够自动地将断路器重新合闸的自动重合闸装置ARC，提高送电线路工作的可靠性。

由于设重合闸装置不能判断线路上是瞬时性故障还是永久性故障，因此，在重合以后可能成功恢复供电，也可能不成功。

重合闸的成功率用重合成功的次数与总动作次数比来表示，根据运行资料的统计，成功率一般在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，可以大大提高重合闸的成功率。

一、电力系统中采用重合闸的技术经济效果主要地可归纳如下：（1）大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数，特别是对单册侧电源的单回线路尤为显著；（2）在高压输电线路上采用重合闸，还可以提高电力系统并列运行的可靠性；（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）对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起纠正的作用。

对于重合闸的经济效益，应该用无重合闸时，因停电而造成的国民经济损失来衡量。

由于重合闸装置本身的投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中获得了广泛的应用。

对1kV及以上的架空线路和电缆与架空的混合线路，当其上有断路器时，就应装设自动重合闸装置；在用高压熔断器保护的线路上，一般采用自动重合熔断器；此外，在供电给地区负荷的电力变压器上，以及发电厂和变电站的母线上，必要时也可以装设自动重合闸装置。

二、装设自动重合闸的规定自动重合闸装置应按下列规定装设；（1）3KV及以上的架空线路和电缆也架空混合线路，在其有断路器的条件下，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。

（2）旁路断路器和兼作旁路的母线联络断路器或分段断路器，应装设自动重合闸装置。

（3）低压侧不带电源的降压变压器，可装设自动重合闸。

（4）必要时，母线故障可采用母线自动重合闸装置。

三、使用重合闸的不利影响在采用重合闸以后，当重合与永久性故障时，它将带来一些不利的影响，如：（1）使电力系统又一次受到故障的冲击，并可能降低系统并列运行的稳定性。

（2）使断路器的工作条件变得更加严重，因此它要在很短的时间内，连续切断两次短路电流。

这种情况对于油断路器必须加以考虑，因此在第一次跳闸时，由于电弧的作用，以使油的绝缘强度降低，在重合后第二次跳闸时，是在绝缘已经降低的不利条件下运行的，因此，油断路器在采用了重合闸以后，其遮断容量也要有不同程度的降低（一般约降低到80%左右）。

因此，在短路容量比较大的电力系统中，上述不利条件往往限制了重合闸的使用。

因此，能够判断是瞬时性故障或永久性故障，以及检测消弧情况的自适应重合闸的研究具有重要的意义。

目前这一技术已趋于成熟已开始在电力系统中试运行。

例如在中性点经消弧线圈接地的电网中，用微机自适应重合闸即可根据消弧线圈中电流的大小判断弧光熄灭的情况，从而自动调整重合闸时间。

第二节对自动重合闸装置的基本要求1、重合闸不应动作的情况（1）有值班人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时。

（2）手动投入断路器，由于线路上有故障，而随即被继电保护将其断开时。

因为在这种情况下，故障是属于永久性的，它可能是由于检修质量不合格、隐患未消除或者保安的接地线忘记拆除等原因所产生，因此再重合一次也不可能成功。

（3）除上述条件外，当断路器由继电保护动作或其他原因而跳闸后、重合闸均应动作，使断路器重新合闸。

2、重合闸的启动方式为了能够满足第1项所提出的要求，应优先采用由控制开关的位置与断路器位置不对应的原则来起动重合闸，即当控制开关在合闸位置而断路器实际上处于断开位置的情况下，使重合闸起动，这样就可以保证不论是任何原因使断路器跳闸以后，都可以进行一次重合。

当用手动操作控制开关使断路器跳闸以后，控制开关与断路器的位置仍然是对应的。

因此，重合闸就不会起动。

在某些情况下（如使用单相重合闸时），当利用保护装置来起动重合闸时，由于保护装置动作很快，可能使重合闸来不及起动，因此，必须采用措施（如用自保持回路、记忆回路等），来保证重合闸能可靠动作。

3、自动重合闸的动作次数自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定。

如一次式重合闸就应该只动作一次，当重合于永久性故障而再次跳闸以后，就不应该再动作；对二次式重合闸就应该能够动作两次，当第二次重合于永久性故障而跳闸以后，它不应该再动作。

在任何情况下，例如装置本身的元件损坏，继电器触点粘住或拒动等，重合闸均不应使断路器多次地重合闸到永久故障上去。

4、自动重合闸的复归方式自动重合闸在动作以后，应该自动复归，准备好下一次再动作。

但对10KV及以下电压的线路，如当地有值班人员时，为简化重合闸的实现，也可以采用手动复归的方式。

采用手动复归的缺点是，当重合闸动作后，在值班人员未及时复归以前，而又一次发生故障时，重合闸将拒动作，这在雷雨季节，雷害活动较多的地方尤其可能发生。

5、重合闸与继电保护的配合自动重合闸装置应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作，以便更好的和继电保护相配合，加速故障的切除。

如用控制开关手动合闸并合于永久性故障时，也宜于采用加速继电保护动作的措施，因为这种情况与实现重合闸后加速的要求是完全一样的。

当采用重合闸后加速保护时，如果合闸瞬间所产生的冲击电流或断路器三相触头不同时合闸所产生的零序电流有可能引起继电保护误动作时，则应采取措施（如适应增加一延时）予以防止。

6、对双侧电源线路上重合闸的要求在双侧电源的线路上实现重合闸时，应考虑合闸时两侧电源间的同步问题，并满足所提出的要求（详见本章第四节）。

7、闭锁重合闸（1）自动重合闸装置应具有接受外来闭锁信号的功能。

（2）当断路器处于不正常状态（例如操作机构中使用的气压、液压降低等）而不允许实现重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。

第三节单侧电源送电线路三相一次重合闸的工作原理如图11-1（a）所示为电容式三相一次重合闸装置ARC展开图，主要由重合闸中间继电器KM，重合闸起动时间元件KT、一次合闸充放电回路等组成。

重合闸与继电保护相配合，实现重合闸后加速保护的动作。

虚线框内为DH-1型重合闸继电器内部接线。

图中QF1为断路器的辅助常闭触点，当断路器在合闸位置时，触点是断开的，因此跳闸位置继电器KTP1切断重合闸起动的时间元件KT，重合闸装置不起动。

SA为手动操作的控制开关，其触点通断情况如图11-1（b）所示。

电容式重合闸装置ARC是利用控制开关SA与断路器DF不对应进行起动，利用电容器C的瞬时放电和长时充电来实现一次重合的。

1、正常工作状态正常工作状态下断路器QF在合闸位置，QF1触点断开，QF2闭合，控制开关SA在“合闸后”位置，其触点21-23接通，电容器C经充电电阻4R充电。

经15-20s的延时后，充电到合闸中间继电器KM所需电压，并使信号氖灯HN点亮。

表示允许重合闸ARC动作。

e2、断路器由保护动作或其他原因误动作而跳闸此时断路器QF处于“跳闸”位置，而控制开关SA仍处于“合闸后”的不对应位置，此时QF1触点闭合，使跳闸位置继电器KTP 励磁，其常开触点KTP1闭合，起动重合闸的时间212387||5632UKTKT 2KT 4HN e 17RKT 1||KM4R5R101IKMKSC4KM 1KM 2KM 3ARCSA 24母差或ADLFSAKTP 1XSKAT2528SA UKTL 1KTLLCKTL 2QF 2QF 1LT58SA 7R KTPIKTL67SA 1RKTL 3母差或ADLF保 护KATFU 1FU 起 动灯光监视充放电出 口ARC后加速继电器手 合防跳继电器合 闸跳闸位置继电器手 动保 护 及自动装置后 加 速跳闸24586721232528触 点SA 位置手动合闸合闸后手动分闸分闸后－×－－×××－－－－××－－－－－－－（a ）（b ）图11-1 电容式三相一次重合闸装置展开图（a ）接线图；（b ）控制开关SA 触点通断情况XB6R元件KT ，延时触点KT 1经0.5~1.5s 后闭合，构成电容器C 向中间继电器KM 电压线圈放电的回路，KM动作，其各常开触点KM1~KM3闭合。

此时，控制电源经触点KM1、KM2、KM3、KM的电流自保持线圈、信号继电器KS、切换片XS及跳跃闭锁继电器的常闭触点KTL2向断路器的合闸线圈LC发出合闸脉冲，使断路器QF重新合闸。

KM3闭合的同时，起动后加速继电器KTA，以加速保护跳闸的动作。

如果线路上发生的是瞬时性故障，则重合闸成功，断路器合闸以后，QF1断开重合闸的起动回路，时间元件KT立即返回，同时C又开始经R充电。

经15-20S充电时间以后，C 两端充满电压，整个回路即自动复归原状，准备好再次动作。

3、线路上存在有永久性故障线路上存在永久性故障时，在重合闸以后继电保护将再次动作跳闸，通过KAT的触点加速继电保护的动作。

此时QF1触点又将接通，重合闸起动与时间元件动作同前，但是UKT1||4RC图11-2 KT1闭合后，电容器C两端充电电压说明+-UR KM由于充电时间小于15~20s ，电容器C 不能充电到KM 动作电压，断路器不再重合。

另外，如图11-2所示，重合闸装置ARC 第二次起动、KT 1闭合后，由于4R 的分压作用，不论经过多长时间，电容器两端的电压只能达到KMKMR R R R U4，小于KM 电压线圈的动作电压，保证ARC 装置只能重合一次。

4、 用控制开关SA 手动跳闸当控制开关SA 在“预跳”位置，由图11-1（b ）可知，触点2-4接通，使C 经6R 放电。

当控制开关SA 在“跳闸后”位置，断路器QF 位置与控制开关SA 位置相对应，触点21-23断开了重合闸的正电源，实现手动闭锁ARC ，因此保证了手动跳闸以后断路器QF 不重合。