自动重合闸

自动重合闸
一、自动重合闸在电力系统中的作用
自动重合闸（ZCH ）装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。

运行经验表明，架空线路大多数故障是瞬时性的，如： （1）雷击过电压引起绝缘子表面闪络。

（2）大风时的短时碰线。

（3）通过鸟类身体（或树枝）放电。

此时，若保护动——>熄弧——>故障消除——>合断路器——>恢复供电。

手动（停电时间长）效果不显著，自动重合（1”）效果明显。

作用：（P153）
（1）对暂时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高供电的可靠性。

（2）对两侧电源线路，可提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量。

（3）可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。

应用：1KV 及以上电压的架空线路或电缆与架空线路的混合线路上，只要装有断路器，一般应装设ZCH （P153，最后一段）。

但是，ZCH 本身不能判断故障是瞬时性的，还是永久性的。

所以若重合于永久性故障时，其不利影响： （1）使电力系统又一次受到故障的冲击；
（2）使断路器的工作条件恶化（因为在短时间内连续两次切断短路电流）。

据运行资料统计，ZCH 成功率60~90%，经济效益很高——>广泛应用。

二、对自动重合闸的基本要求：
（1）动作迅速。

z u t t t +>，一般0.5”~1.5”。

tu ——故障点去游离，tz ——断路器消弧室及传动机构准备好再次动作。

（2）不允许任意多次重合，即动作次数应符合预先的规定，如一次或两次。

（3）动作后应能自动复归，准备好再次动作。

（4）手动跳闸时不应重合（手动操作或遥控操作）。

（5）手动合闸于故障线路不重合（多属于永久性故障）。

三、三相自动重合闸：
（一）单侧电源线路的三相一次重合闸：
对于华东地区来说，当线路上故障（单相接地短路）——>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。

相间短路——>保护动作跳开三相不重合
通常三相一次自动重合闸装置由起动元件、延时元件、一次合闸脉冲元件和执行元件四部分组成。

（1）起动元件：当DL 跳闸之后，使延时元件起动。

起动方式：两种，1、控制开关KK 位置与断路器位置不对应（优先采用），2、保护装置起动。

（2）延时元件：z u ZCH t t t +>。

（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。

（二）两侧电源线路三相一次重合闸： 1、应考虑的两个问题：
（1）时间的配合：考虑两侧保护可能以不同的延时跳闸，此时须保证两侧均跳闸后，故障点有足够的去游离时间。

（2）同期问题：重合时两侧系统是否同步的问题以及是否允许非同步合闸的问题。

2、两侧电源线路上的主要合闸方式： （1）快速自动重合方式：
当线路上发生故障时，继电保护快速动作而后进行自动重合。

其特点是快速，须具备下列条件：
a 、线路两侧均装有全线瞬时保护。

b 、有快速动作的DL ，如快速空气断路器。

c 、冲击电流<允许值。

（P158，下表） （2）非同期重合闸方式：
就是不考虑系统是否同步而进行自动重合闸的方式（期望系统自动拉入同步，须校验冲击电流，防止保护误动）。

（3）检查双回线另一回线电流的重合闸方式：（P159，图5-4） （4）自动解列重合闸方式：
双侧电源单回线上（P159，图5-5）
d 点短路，保护1动——>1DL 跳闸，小电源侧保护动——>跳3DL ，1DL 处ZCH 检无压后重合，若成功，恢复对非重要负荷供电，在解列点实行同步并列——>恢复正常供电。

（5）具有同步检定和无压检定的重合闸：
具同步检定和无压检定的重合闸方式示意图
在两侧的断路器上，除装有单侧电源线路的ZCH 外，在一侧（M 侧）装有低电压继电器，用以检查线路上有无电压（检无压侧），在另一侧（N 侧）装有同步检定继电器，进行同步检定（检同步侧）。

1）工作过程：
当线路短路时，两侧DL 断开，线路失去电压，M 侧低电压继电器动作，经ZCH 重合。

a 、重合成功，N 侧同步检定继电器在两侧电源符合同步条件后再进行重合，恢复正常供电；b 、重合不成功，保护再次动作，跳开M 侧DL 不再重合，N 侧不重合。

2）两点说明：
a 、有上述分析可见，M 侧DL 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，在检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。

注：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。

四、重合闸动作时限的选择原则
1、单侧电源线路的三相重合闸：
原则上越短越好，但应力争重合成功，保证： （1）故障点电弧熄灭、绝缘恢复；
（2）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，否则可能发生DL 爆炸，如果采用保护装置起动方式，还应加上DL 跳闸时间。

根据运行经验，采用1”左右。

2、两侧电源线路的三相重合闸：
除上述要求外，还须考虑时间配合，按最不利情况考虑：本侧先跳，对侧后跳。

动作时限配合示意图
不对应起动方式
u DL bh DL bh ZCH t t t t t t +--+=1.1.2.2.
保护起动
u bh DL bh ZCH t t t t t +-+=1.2.2.
五、自动重合闸与继电保护的配合
两者关系极为密切，保护可利用重合闸提供的便利条件，加速切出故障，一般有如下两种配合方式： 1、重合闸前加速保护（简称“前加速”）
L1、L2、L3上任一点故障，保护1速断动，跳1DL ——>ZCH 重合，若成功，恢复正常供电；若不成功，按选择性动作。

优点：快速切出故障，设备少。

缺点：永久性故障，再次切除故障的时间可能很长；装ZCH 的DL 动作次数多，若DL 拒动，将扩大
停电范围。

主要用于35KV以下的网络。

2、重合闸后加速保护（简称“后加速”）
每条线路上均装有选择性的保护和ZCH。

第一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸，若是永久性故障，重合后则加速保护动作，切除故障。

例：
第一次短路时，保护1 II段动，ZCH重合，之后保护1瞬时动。

优点：第一次跳闸时有选择性的，再次切除故障的时间加快，有利于系统并联运行的稳定性。

缺点：第一次动作时间可能对时限。

应用于35KV以上的高压网络中。

六、单相自动重合闸：
220KV~500KV系统中，由于线间距离大，经验表明，绝大多数故障为单相接地故障d(1)。

此时，若只跳开故障相，其余两相仍继续运行，可提高供电的可靠性和系统并联运行的稳定性，还可减少相间故障的发生。

单相自动重合闸：d(1)——> 保护动，跳故障相——>单相重合
成功，恢复三相供电。

不成功，允许非全相运行——再次跳故障相不重合。

不允许非全相运行——再次跳三相不重合。

若是相间短路，跳三相不重合。

特点：
1、需装设故障判别元件和故障选相元件：
判别元件一般I0、U0。

相间短路无I0、U0，直接三相。

接地短路，再由选相元件判别d(1)、d(2.0)。

选相元件：在d(1)时，选出故障相。

2、应考虑潜供电流的影响：
A Array B
C
相间电容、相间电感提供潜供电流，使熄弧时间长，所以单相重合闸动作时间一般应比三相重合闸的动作时间长。

3、应考虑非全相运行状态的影响：
此时将出现负序和零序分量的电流和电压，其影响：
（1）I2对发电机的影响：在转子中产生倍频交流分量，产生附加发热。

转子中的偶次谐波也将在定子绕组中感应出偶次电动势，与基波叠加，有可能产生危险的高电压，允许长期非全相运行的系统应考虑其影响。

（2）零序电流对通信的影响：对邻近的通信线路直接产生干扰，可能造成通信设备的过电压，对铁路闭塞信号也会产生影响。

（3）非全相运行状态对继电保护的影响：保护性能变坏，甚至不能正确动作。

对会误动的保护采取闭锁措施等。

七、综合重合闸：
单相重合闸和三相重合闸综合在一起——综合重合闸。

d(1)——>跳单相——>合单相。

（单重方式）
相间d——>跳三相——>合三相。

（三重方式）
四种运行方式：单重、三重、综重、直跳。