第六章 自动从合闸

高压断路器组成
（1）触头 （2）灭弧室 （3）绝缘介 质 （4）壳体结构 （5）运动结构
自动重合闸的要求
快 限制动作 (单次) 动作后自动复归 手分断路器时不重合 合在故障线路上时不重合 断路器位置不对应重合闸 与保护继电器的配合 断路器状态不允许实现重合闸时，闭锁重合闸 双侧电源线路必须考虑重合闸时两侧电源的同步 问题
三相自动重合闸在辐射网络中的应用<3>
自动重合闸的结构 断路器辅助触点 断路器机构储能或充电 防止断路器跳跃 动作时间设定 top=t switch off - t switch on + t arc extinguish + t reset 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。
自动重合闸功能<3>
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）。 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应用 据运行资料统计，ZCH成功率60~90%，经济效 益很高——>广泛应用。
检同期重合闸<7>
（2）当非同步合闸的最大冲击电流符合 要求，但从系统安全运行考虑(如对重要负 荷的影响等)，不宜于采用非同步重合闸时， 可在正常运行方式下采用不检查同步的重 合闸，而当出现其它联络线均断开而只有 一回线路运行时，将重合闸停用，以避免 发生非同步重合的情况。
检同期重合闸<8>
自同步重合闸<2>
注意：采用自同步重合闸时，必须考虑对 水电厂侧地区负荷供电的影响，因为，在 自同步重合闸的过程中，如采不采取其它 措施，它将被迫全部停电。当水电厂有两 台以上的机组时，为了保证对地区负荷的 供电，则应考虑使一部分机组与系统解列， 继续向地区负荷供电，另一部分机组实行 自同步重合闸。
M d N
+ U< + U-U
无压 ZCH 同步 ZCH
无压 U< 同步 U-U
+
+
检同期重合闸<4>
3. 两点说明： a、由上述分析可见，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。
解列重合闸<1>
在双侧电源的单回线路上，当不能采用非 同步重合闸时，采用解列重合闸。
系统 1 P 非重要负荷 3 d 2 重要负荷 解列点 小电源
正常时由系统向小电源侧输送功率．当线路(如d点)发生 故障后，系统侧的保护动作使线路断路器跳闸，小电源 侧的保护功作则使解列点跳闸．而不跳故障线路的断路 器，小电源与系统解列后，其容量应进本上与所带的 重要负荷相平衡，这样就可以保证地区至要负荷的连续 供电并保证电能的质量。
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）。 前提:
限制冲击电流
缺点:
引起电压波动会导致负载切除 引起系统振荡，造成电流、阻抗型继电器误动作 不同时合闸引起零序保护继电器误动作
不检同期自动重合闸<2>
应用：并列运行的发电厂 或电力系统之间，在电气 上有紧密联系时(例如具有 三个以上联系的线路或三 个紧密联系的线路，如图 中电源A和C之间的关系)， 由于同时断开所有联系的 可能性几乎是不存在的， 因此，当任一条线路断开 之后又进行重合闸时，都 不会出现非同步合闸的问 题，在这种情况下，可以 采用不检查同步的自动重 合闸。
自动重合闸功能<1>
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 瞬时性故障：由雷电引起的绝缘子表面闪络、大风引起 的短时碰线、通过鸟类或树枝等物掉落在导线上引起的 短路等 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，自动重合效果明显。 永久性故障：由于线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏 等引起的故障
此外，在供电给地区负荷的电力变压器上， 以及发电厂和变电所的母线上，必要时也可以 装设自动重合闸
6.1 三相自动重合闸
三相自动重合闸在辐射网络中的应用 三相自动重合闸在双端电源网络中的应用
三相自动重合闸在辐射网络中的应用<1>
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。
重合闸 起动 tZCH 一次合闸 脉冲元件 与 控制开关KK 执行元件
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。
三相自动重合闸在辐射网络中的应用<2>
（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： （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
快
动作迅速 t tu tZ 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。
与保护继电器的配合
重合闸以前或重合闸以后加速继电器的动 作，以便更好地和继电保护配合，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 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，应采取措施予以防止
检同期重合闸<1>
1. 检电压 检同期
M d N
+ U< + U-U
无压 ZCH 同步 ZCH
无压 U< 同步 U-U
+
+
检同期重合闸<2>
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）。
时间配合<2>
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。
不对应起动方式
t ZCH tbh.2 t DL .2 tbh.1 t DL .1 tu
保护起动
t ZCH tbh.2 t DL .2 tbh.1 tu
同期
同期要素： 幅值、相角、频率、波形
解列重合闸<2>
系统 1 P 非重要负荷 3 d 2 重要负荷 解列点 小电源
在两侧断路器跳闸后，系统侧的重合闸检查线路无电压， 在确证对侧已跳闸后进行重合，如重合成功，则由系统 恢复对地区非重要负荷的供电，然后，再在解列点处实 行同步并列，即可恢复正常运行。如果重合不成功，则 系统侧的保护再改动作跳闸、地区的非重要负荷将被迫 中断供电。 解列点的选择原则应是，尽量使发电厂的容量与其所带 的负荷接近平衡，这是这种重合闸方式所必须考虑并加 以解决的问题。
三相自动重合闸在双端电源网络中的应用 特殊问题
时间配合 同期
典型工作模式
快速自动重合闸
不检同期自动重合闸
检同期自动重合闸 自同步重合闸
解列重合闸
非同步重合闸
时间配合<1>
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。
自动重合闸功能<2>
作用： （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。 (4) 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；
自动重合闸的类型
– 三相自动重合闸
三相跳开，三相重合
– 单相自动重合闸
单相跳开，单相重合
– 综合自动重合闸 单相故障，单相跳闸，单相重合 多相故障，多相跳闸，多相重合
自动重合闸应用
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。
在用高压熔断器保护的线路上，一股采用自 动重合熔断器；
非同步重合闸
当符合下列条件且认为有必要时，可采用非同步 重合闸，即在线路两侧断路器跳开后，不管两侧 电源是否同步，一般不需附加条件，即可进行重 合，在合闸瞬间，两侧电源很可能是不同步的。 1)非同步重合闸时，流过发电机、同步调相机 或电力变压器的放大冲击电流不超过规定值。在 计算时，应考虑实际上可能出现的对同步电机或 电力变压器为最严重的运行方式。 2)在非同步合闸后所产生的振荡过程中，对重 要负荷的影响较小，或者可以采取措施减小其影 响时(例如尽量使电动机在电压恢复后能自起动， 在同步电动机上装设再同步装置等)。
（3）在没有其它旁路联系的双回线路上，当不 能采用非同步重合闸时、可采用检定另一回线路 上有电流的重合闸。因为当另一回线路上有电流 时，即表示两侧电源仍保持联系，一般是同步的， 因此可以重合。采用这种重合闸方式的优点是因 为电流检定比同步检定简单。
自同步重合闸<1>
对水电厂如条件许可时，可以采用自同步重合闸，线路 上发生故障后，系统侧的保护使线路断路器跳闸，水电 厂侧的保护则动作于跳开发电机的断路器和灭磁开关而 不跳故障线路的断路器。然后系统侧的重合闸检查线路 无电压而重合，如重合成功，则水轮发电机以自同步的 方式，自动与系统并列，因此，称为自同步重合闸。 如重合不成功，则系统侧的保护再次动作跳闸，水电厂 也被迫停机。
M d N
+ U< + U-U
无压 ZCH 同步 ZCH
无压 U< 同步 U-U
+
+
检同期重合闸<3>
2. 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。
电力系统继电保护
第6章 自动重合闸
讲课：易东
西南交通大学电气工程学院
第6章 自动重合闸
6.0 介绍 6.1 三相自动重合闸 6.2 单相自动重合闸 6.3 综合自动重合闸 6.4 保护配合
6.5 重合闸与分段器
6.0 介绍
自动重合闸功能 自动重合闸的要求 自动重合闸的类型 自动重合闸应用
U 2U sin

2
快速自动重合闸
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
动作时间 : 0.5~0.6s 前提:
快速保护继电器
快速断路器 限制冲击电流
I impact
2E sin Z 2
Baidu Nhomakorabea
不检同期自动重合闸<1>
检同期重合闸<5>
4. 应用 并列运行的发电厂或电力系统之间，在电气上联系较弱 时，例如只有两个联系的线路或三个弱联系的线路，如 图电源A和B之间的关系，根据以下具体情况考虑
检同期重合闸<6>
（1）当非同步合闸的最大冲击电流超过允许值，则不允 许非同步合闸，此时必须检定两侧电源确实同步之后， 才能进行重合，为此可在线路的一侧采用检查线路无电 压而在另一侧采用检定同步的重合闸