双侧电源线路自动重合闸设计

双侧电源线路自动重合闸设计

作者：王茹玉张治国

来源：《科技风》2019年第03期

摘要：目前铁路供电系统中多采用架空式接触网供电方式，接触网一旦发生故障会导致牵引供电中断，严重影响行车。而接触网故障大多是瞬时性故障，因此只要将断路器重新合上，故障即可自行消除。自动重合闸对铁路供电系统有很重要的作用和意义。不仅能缩短停电时间，还可以提高供电系统的可靠性和稳定性。本文主要阐述了自动重合闸的意义，对自动重合闸的基本要求和双侧电源线路自动重合闸的工作原理以及AAR与继电保护配合方式。

关键词：自动重合闸；双侧电源线路

一、自动重合闸的意义

经过大量的数据分析和研究表明，架空供电线路和接觸网短路故障大多数是瞬时性的、自消的。当线路发生故障时引起继电保护装置启动控制断路器跳闸从而引起线路断电，其中有90%的故障是瞬时性的，只需要将断路器重新合闸故障即可消除。如果通过检查再重新将断路器进行合闸，这样速度慢，耽误时间较长，浪费人力。因此在此基础上研究了自动重合闸装置，即当断路器跳闸后由自动重合闸装置启动带动断路器重新合闸，合闸后正常运行即表明是瞬时性故障，合闸后如果二次跳闸即是永久性故障需要断电检修。

在铁路供电系统中，为了满足牵引供电的负荷要求多采用双边供电方式，当某一供电线路发生故障时为了可靠地切除故障需要两侧的断路器跳闸。因此需要设置双侧自动重合闸装置。

二、双侧电源线路对自动重合闸的基本要求

铁路供电系统中为了满足用电设备的负荷等级，根据用电负荷等级不同采用的供电方式也不同。接触网供电多采用双边供电方式，因此双侧电源线路自动重合闸除需要满足单侧电源线路自动重合闸的条件，还有其特殊要求：

（1）当线路某处发生故障时，距离故障点近的保护装置先启动，距离故障点远的保护装置后启动，两侧继电保护装置以先后不同的时限跳闸，为了保证可靠切除故障点，必须保证两侧的断路器都跳闸以后自动重合闸才能启动。双侧电源线路自动重合闸的第一个要求，就是要保证双侧断路器先后都跳闸。

（2）当线路某处发生短路故障时，两侧断路器先后跳闸后，先跳闸的一侧断路器自动重合闸启动后若恢复正常，另一侧重合闸方可启动，否则另一侧自动重合不启动。

三、双侧电源线路重合闸工作原理

（一）基本原理

（1）检无压。双侧电源线路采用两端供电，当线路某处发生短路故障，满足继电保护条件，继电保护装置启动，为了保证可靠切除故障，必须使两端继电保护装置都先后启动，即短路线路两端断路器先后跳闸，保证故障点断电，此时先跳闸的一侧自动重合闸才能启动，即线路断电失压，简称无压检查，满足无压检查条件后，一侧AAR才能启动。

即如上图线路断电失压，欠压继电器KV满足欠压条件，带动KV常开触点断开，常闭触点闭合，QF常闭触点闭合。即+—SA—KT线圈—R1—KV常闭触点—XB—QF常闭触点—﹣

（2）检同步。线路故障，的两侧断路器都跳闸后，检查是否满足AAR启动第一个条件检无压，满足条件，先跳闸的断路器AAR启动。自动重合启动后根据故障情况分为两种情况，一自动重合后再次跳闸，则判定是永久性故障需要维修，另一侧的自动重合不需要启动；二自动重合后正常，则判定是瞬时性故障，此时只需将另一侧自动重合启动重合闸即可恢复正常供电，满足另一侧AAR启动条件，即检查两侧供电是否同步，简称同步检查。

即如左图所示：线路失压后，一侧AAR启动，欠压继电器KV工作，常闭触点断开，常开触点闭合。同步继电器KSD工作，常闭触点。

（二）自动重合闸动作时限的整定

断路器跳闸后，AAR是经过一定的时间自动重合才重新启动。这个时限是由时间继电器KT设定实现的，但具体KT的延时设置需要考虑以下因素：

（1）断路器跳闸后，在短路点会产生电弧，动作时限必须确保电弧熄灭，使周围电介质恢复绝缘强度。这样才能保证自动重合闸的成功。

（2）断路器上带有灭弧室，电弧熄灭后周围介质绝缘强度恢复，灭弧室能力恢复，断路器操作机构恢复原状为下一次灭弧作准备，也需要一定的时间。

四、AAR与继电保护的配合

AAR与继电保护的合理配合，不仅可以准确迅速的切除故障，同时可缩短停电时间，提高供电质量。AAR与继电保护的配合方式主要有以下两种：

（一）前加速

当处于被保护部分的线路发生故障时，继电保护先于自动重合闸启动，先不按动作时限瞬时启动，可以快速的切除故障，然后自动重合闸启动，若是永久性故障，继电保护再按相应的动作时限启动。即继电保护先无选择的动作，后判定故障是瞬时性还是永久性。前加速的优点在于可以快速的切除故障，避免造成更大的影响，缺点在于继电保护第一次启动是无选择的，第二次才进行判定，如果是永久性故障则会造成大范围停电。

（二）后加速

当处于被保护部分的线路发生故障时，继电保护先于自动重合闸启动，按照设定的动作时限启动跳闸，之后自动重合闸启动，如果是永久性故障，继电保护不再按相应的动作时限启动，瞬时将故障消除。即继电保护先判定故障后启动。

（三）特点

前加速的优点在于可以迅速的切除故障，避免造成更大的影响，缺点在于继电保护第一次启动是无选择的，第二次才进行判定，如果是永久性故障则会造成大范围停电。后加速的特点刚好相反。那么在选择时如果保护装置比较完善，第一次是无时限动作，时限较短可采用后加速方式，反之，可采用前加速方式。

参考文献：

[1]谭秀炳.铁路电力与牵引供变电系统继电保护[M].成都：西南交通大学出版社，2007.

[2]张保会.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3]王体奎，郭建强.自适应自动重合闸与继电保护的组合研究[J].现代电子技术，2011.

[4]翟铁久.关于牵引供电系统接触网自动重合闸方式的探究[J].继电器，2005.

作者简介：王茹玉（1987.），女，陕西人，本科，讲师，主要从事电学方面的教学及科研工作。