重合闸

重合闸

在电力系统线路故障中，大多数都是“瞬时性”故障，如雷击、碰线、鸟害等引起的故障，在线路被保护迅速断开后，电弧即行熄灭。对这类瞬时性故障，待去游离结束后，如果把断开的断路器再合上，就能恢复正常的供电。此外，还有少量的“永久性故障”，如倒杆、断线、击穿等。这时即使再合上断路器，由于故障依然存在，线路还会再次被保护断开。由于线路故障的以上性质，电力系统中广泛采用了自动重合闸装置，当断路器跳闸以后，能自动将断路器重新合闸。

1.重合闸的利弊

显然，对于瞬时性故障，重合闸以后可能成功；而对于永久性故障，重合闸会失败。统计结果，重合闸的成功率在70%~90%。重合闸的设置对于电力系统来说有利有弊。

当重合于瞬时性故障时：

（1）可以提高供电的可靠性，减少线路停电次数及停电时间。特别是对单侧电源线路；

（2）可以提高电力系统并列运行的稳定性，提高输电线路传输容量；

（3）可以纠正断路器本身机构不良或保护误动等原因引起的误跳闸；

当重合于永久性故障时：

（1）使电力系统再一次受到冲击，影响系统稳定性；

（2）使断路器在很短时间内，连续两次切断短路电流，工作条件恶劣；

由于线路故障绝大多数都是瞬时性故障，同时重合闸装置本身投资低，工作可靠，因此在电力系统中得到了广泛的应用。

2.重合闸的分类

理论上来讲，除了线路重合闸，还有母线重合闸和变压器重合闸，但权衡利弊，后两者用的很少。因此我们只讨论线路重合闸。

按重合闸动作次数可分为：

一次重合闸、二次（多次）重合闸；

重合闸如果多次重合于永久性故障，将使系统遭受多次冲击，后果严重。所以在高压电网中基本上均采用一次重合闸。只有110kV及以下单侧电源线路，当断路器断流容量允许时，才有可能采用二次重合闸。

按重合闸方式可分为：三相重合闸、单相重合闸。

通常，保护装置设有四种重合闸方式：三重、单重、重合闸停用。这四种方式可以由屏上的转换把手或定值单中的控制字来选择。下面我们简单了解三重、单重和综重的区别。

三相一次重合闸：

线路上发生任何故障，保护三跳三重。如果重合成功，线路继续运行，如果重合于永久性故障，保护再次三跳不重合。

单相一次重合闸：

单相重合闸、三相重合闸、禁止重合闸和停用重合闸有且只能有1项置“1”，如不满

肯定是重合于完好线路，工作条件好一些。为了平衡负担，通常在线路两侧都装设检同期和检无压的继电器，定期倒换使用，使两侧断路器工作条件接近。

但对于发电厂的送出线路，电厂侧通常固定为检同期或停用重合闸。这是为了避免发电机受到再次冲击。

断路器在正常运行情况下，由于误碰跳闸机构、出口继电器意外闭合等情况，可能造成断路器误跳闸，也就是所谓的“偷跳”。对于使用检无压的M侧的断路器，如果发生了偷跳，对侧断路器仍闭合，线路上仍有电压。因此检无压的M侧就不能实现重合。为了使其能对“偷跳”用重合闸来纠正，通常都是在检无压的一侧也同时投入检同期功能。这样，如果发生了“偷跳”，则检同期继电器就能够起作用，将“偷跳”的断路器重合。所以M侧同时标示了V＜和V-V。

需要尤其注意的是，在使用检同期的另一侧（N侧），其检无压功能是绝对不允许同时投入的！否则的话，可能两侧检无压功能同时作用，造成非同期合闸，对系统产生严重影响。

除了检无压和检同期的方法，在双回线上还可以使用“检相邻线有电流方式”实现同期重合闸。当双回线中一回线发生故障并两侧三相跳闸时，当检查到一回线上有电流时，即表示两侧电源仍保持联系，可以重合本线路。

4.重合闸方式的选定

在110kV及以下电压等级的输电线路都采用的三相重合闸方式。

在220kV及以上电压等级的输电线路除了三相重合闸方式外，还有单相重合闸、综合重合闸方式。

使用单相重合闸、综合重合闸要满足以下条件：

（1）断路器必须是分相操作的；

（2）继电保护要能选相出口，且必须考虑非全相运行问题。

这将使保护设计接线等工作复杂化，但单重、综重在超高压线路电网中，对提高供电可靠性和系统稳定性都有好处。

当一组断路器设置有两套重合闸装置（例如线路的两套保护都配置有重合闸功能），且同时投运时，应有措施保证线路故障后仅实现一次重合闸。

5.重合闸装置的组成元件

通常高压输电线路自动重合闸装置主要是由起动元件、延时元件、一次合闸脉冲和执行元件等组成。

（1）重合闸起动元件：当断路器由保护动作跳闸或其他非手动原因跳闸后，起动重合闸，使延时元件动作。一般使用断路器控制状态与断路器位置不对应起动、保护起动两种方式。

（2）延时元件：起动元件发令后，延时元件开始计时。这个延时就是重合闸时间，可以在装置中整定。

（3）合闸脉冲：当延时时间到，马上发出一次可以合闸脉冲命令，并开始计时，准备重合闸的整组复归。在复归时间里，即使再有重合闸延时元件发出的命令，也不可以发出第

二个合闸脉冲。这样就保证了在一次跳闸后，有足够的时间合上（对瞬时故障）和再次跳开（对永久故障）断路器，而不会出现多次重合。

（4）执行元件：将重合闸动作信号送至合闸回路和信号回路，使断路器重新合闸并发出信号。

6.重合闸的起动方式

自动重合闸装置有两种起动方式：断路器状态与断路器位置不对应起动方式、保护起动方式。

（1）断路器状态与断路器位置不对应起动方式

如果自动重合闸装置中，控制开关在合闸状态，KKJ=1，说明原先断路器是处于合闸状态。若此时跳闸位置继电器TWJ=1，由于手动分闸会使KKJ=0，所以一定是保护跳闸或者是断路器“偷跳”。此时应该起动重合闸，所以KKJ和TWJ位置不对应起动重合闸的方式称为“位置不对应起动方式”。

发生“偷跳”时保护没有发出跳闸命令，所以如果不用位置不对应起动方式，就没法用重合闸进行补救。所以位置不对应起动方式是所有重合闸都必须具备的基本起动方式。其缺点是TWJ异常或发生粘连等情况下，该方式将失效。所以通常会增加检查线路对应相无流的条件进一步确认，在提高可靠性。

上图为重合闸回路的示意图。位置不对应起动方式重合闸动作过程如下：

a.当控制把手处于合后位置（KKJ=1），且断路器处于合位（HWJ=1）时，自动重合装置充电，充电完成后充电灯点亮，重合闸准备就绪。

b.此时若断路器跳闸，HWJ=0，TWJ=1，KKJ=1，时间继电器SJ动作，经一定延时后，SJ接点闭合，中间继电器ZJV电压起动。