第六节 单相自动重合闸
自动重合闸简介
第六章自动重合闸第一节自动重合闸的作用及对它的基本要求一、自动重合闸的作用电力系统中的故障，大多数是送电线路的故障，其中架空线路的故障率最高。
架空线路故障大多是“瞬时性”的，例如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掉落在导线上引起的短路等。
当线路被继电保护迅速断开后，电弧自行熄灭，故障点的绝缘强度重新恢复，外界物体被移开或烧掉而消失。
此时，如果把断开的线路断路器再合上，就能恢复正常的供电，因此称这类故障是“瞬时性故障”。
对于由于线路倒杆﹑断线﹑绝缘子击穿或损坏等引起的故障，称为“永久性故障”。
因为在线路被断开后，它们仍然存在，此时即使再合上电源，线路会被继电保护再次断开，不能恢复正常的供电。
由于架空线路发生瞬时性故障的概率很高，因此，在线路被断开后再进行一次合闸，就有可能大大提高供电的可靠性。
为此在电力系统中广泛采用了自动重合闸装置（缩写为AR），即当断路器跳闸之后，能够自动地将断路器重新合闸的装置。
在线路上装设重合闸装置以后，由于它不能够判断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。
用重合成功的次数与总动作次数之比来表示重合闸的成功率，根据运行资料的统计，成功率一般在60%~90%之间。
在电力系统中采用重合闸技术有显著的技术经济效果，可以大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数，这对单侧电源的单回线路尤为显著；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稳定性，从而提高输电线路的输送容量。
而且重合闸的投资很低，工作可靠，因此，在架空线路上获得了广泛的应用。
但是，如果重合于永久性故障，将使电力系统再一次受到故障的冲击，并可能降低系统并列运行的稳定性；而且要求断路器在很短的时间内连续两次切断短路电流，会使其工作条件变得更加严重。
因而，在短路容量较大的电力系统中，这些不利的条件往往限制了重合闸的使用。
二、对自动重合闸的基本要求一般情况下，当值班人员手动操作或遥控操作断路器跳闸时，或手动合闸于故障线路而跳闸时，自动重合闸装置均不应该进行合闸动作。
第六章 自动重合闸
第二节
单侧电源线路的三相一次自动重合闸
三相一次自动重合闸就是在输电线路上发生任何故障， 继电保护装置将三相断路器断开时，自动重合闸起动，经 0．5～1s的延时，发出重合脉冲，将三相断路器一起合 上。若为瞬时性故障，则重合成功，线路继续运行；若为 永久性故障，则继电保护再次动作将三相断路器断开，不 再重合。
若为永久性故障 断路器合闸后，继电保护动作再次将断路器断开→QF1闭合 →KCT得电→KCT1 闭合，KT起动→KT1经过约0．5～1s的延时 闭合→电容器C未充满电。 KM不能起动，故QF不能再次重合。 →
手动跳闸 SA 发出预跳命令→其触点SA2-4接通→将C上的电荷瞬时放掉。 SA发出跳闸命令→其触点SA6-7接通→断路器跳闸→KCT1闭合 →KT起动，经过约0．5～1s的延时→KT1闭合。这时，储能电 容器C两端早已没有电压，KM不能起动→ 重合闸不能重合。
（1）当线路上发生故障时，两侧的保护装置可能以不同 的时限动作于跳闸，例如一侧为第I段动作，而另一侧为第II 段动作，此时为了保证故障点电弧的熄灭和绝缘强度的恢复， 以使重合闸有可能成功，线路两侧的重合闸必须保证在两侧 的断路器都跳闸以后，再进行重合； （2）当线路上发生故障跳闸以后，常常存在着重合闸时 两侧电源是否同步，以及是否允许非同步合闸的问题。
一、电磁式三相一次自动重合闸的工作原理和构成
小母线及熔断器
起动回路
自 动 重 合 闭锁量重 闸 合闸回路 回 灯光监视回路 路 出口闸路 加速继电器
KO
防跳继电器 手动合闸回路 跳闸位置继电器 跳闸指示灯 合闸指示灯 手动跳闸回路 保护跳闸回路
保 护 回 路
正常情况
断路器处于合闸状态，QF1断开→KCT失电→KCT1断开。 而SA处在合后位置，其触点SA21-23接通，触点SA2-4断开→ 重合闸投入，指示灯HL亮。重合闸继电器的电容C经R4充电， 经 10～ 15s后，电容器 C两端电压等于电源电压，此电压可 使中间继电器KM起动。
自动重合闸
五、重合闸与继电保护的配合
1. 重合闸前加速保护（简称为“前加速”）
I
I
I
A t I ARD
Bt
Ct
1
2
3
• 优点
– 能够快速切除各条线路上的瞬时性故障；
– 可能使瞬时性故障来不及发展为永久性故障， 从而提高重合闸的成功率；
– 所用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单
经济。
29
五、重合闸与继电保护的配合
11
二、单侧电源线路的三相一次重合闸
重合闸 起动
重合闸 时间
一次合闸 脉冲
手动跳闸后闭锁 手动合闸后加速
与
合闸
信号
后加速 保护
1. 重合闸起动
① 保护动作起动 ② 手动跳闸起动（不对应起动）
12
二、单侧电源线路的三相一次重合闸
重合闸 起动
重合闸 时间
一次合闸 脉冲
手动跳闸后闭锁 手动合闸后加速
与
9
一、三相自动重合闸
三相一次重合闸方式就是不论在输电线 路上发生单相接地短路还是相间短路，继电 保护装置均将线路三相断路器断开，然后重 合闸起动，将三相断路器一起合上。若故障 为瞬时性故障，则重合成功；若故障为永久 性故障，则继电保护将再次将断路器三相断 开，不再重合。
10
一、三相自动重合闸
对单侧电源线路三相自动重合闸的基本要求： —安装地点：线路电源侧 —适用范围：35kV及以下线路（三相一次重合 闸） —线路特点：只有一个电源供电（不存在非同 期重合闸问题）
Bt
Ct
1
2
3
主要用于35KV以下由发电厂或重要变 电站引出的直配线路上，以便快速切除故 障，保证母线电压降低的时间最短。
第六章 自动重合闸
第五章自动重合闸自动重合闸的作用及其基本要求自动重合闸（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。
作用：（1）在输电线路发生暂时性故障时，可迅速恢复供电，从而能提到供电的可靠性；（2）对于双侧电源的高压输电线路，可以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。
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成功率达60-90%，经济效益很高，故得到广泛应用。
规程规定：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，一般应装设自动重合闸装置。
基本要求：（1）动作迅速。
在满足故障点去游离（即介质恢复绝缘能力）所需要的时间和断路器消弧室与断路器的传动机构准备好再次动作所必须的时间的条件下，ZCH的动作时间应尽可能短。
因为从断路器断开到ZCH发出合闸脉冲的时间俞短，用户的停电时间就俞短，从而可以减轻故障对拥护黑疸里系统带来的不良影响。
ZCH的动作时间，一般采用0.5-1.5s。
(2)不允许任意多次重合。
ZCH动作的次数应符合预先的规定。
如一次重合闸就只能重合一次。
当重合于永久性故障而断路器再次跳闸时，就不应在重合。
在任何情况下，例如装置本身的元件损坏，继电器拒动等，都不应使短路器错误的多次重合到永久性故障上去。
因为如果重合闸多次重合与永久性故障，将使系统多次遭受冲击，同时还可能损坏短路器，从而扩大事故。
（3）动作后应能自动复归。
当ZCH成功动作一次后，应能自动复归，准备好再次动作。
对于受雷击机会较多的线路，为了发挥ZCH的作用，这一要求更是必要的。
（4）手动跳闸时不应重合。
当运行人员手动造作或遥控操作使断路器跳开使，ZCH不应重合。
（5）手动合闸于故障线路时不重合。
当手动合闸于故障线路时，继电保护动作使断路器跳闸后，装置不应重合。
5.4-5.6 单相重合闸-综合重合闸
潜供电流
EM C0
CAC CBC
潜供电流
健全相与断开相之间存在静电（通过电容）和电磁（通过互 感）联系，使得在故障点的弧光通道中仍有如下电流：
1. 由于健全相仍有电压，其通过相间电容供给的电流； 2. 由于健全相仍有负荷电流，其在故障相中产生互感电势Em，此电
势通过故障点和该相对地电容C0构成回路，从而产生的电流。 3. 上述电流的总和就是潜供电流。
其他故障其他故障?跳三相?重三相?重合不成功则跳三相不再重合任两相分相跳闸继电器动作后应联跳第三相选相元件拒动时应能跳三相重三相重合不成功后无论单相或三相重合闸都应加速切除三相即后加速断路器气压或液压低至不允许重合时应将重合闸闭锁56微机保护中的重合闸逻辑举例1
电力系统继电保护原理
主讲教师：张沛超
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有选择的切除故障。重合情况取决于单相重合脉冲是否已发出； ⑤ 一相跳开后重合闸拒动时，应避免线路长期非全相运行。
其他故障
⑥ 其他故障跳三相重三相重合不成功则跳三相不再重合 ⑦ 任两相分相跳闸继电器动作后，应联跳第三相 ⑧ 选相元件拒动时，应能跳三相，重三相
⑨ 重合不成功后，无论单相或三相重合闸，都应加速切除
选 ，超过这个时间段 相间电压突
相 即无法选相
变量选相
特点
结论
仅适应于电源侧；易受负荷电流和系统运行 方式影响，灵敏度低
仅适用于短路容量特别小的线路一侧，以及 单电源线路的受电测(弱馈)。
很少 单独 使用
易受过渡电阻、负荷电流、系统振荡等影响
1、必须要有零序、负序电流，因而对于三相 故障和非接地故障无法选相；
故障支路的电流突变量特征
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高压输电线路的单相自动重合闸PPT课件
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电力系统继电保护
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• 缺点： • 按相操作的断路器 • 选相元件 • 非全相运行时退出其他保护，防止误动作
• 适用：220kV～500kV线路
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5.3.1 单相自动重合闸与保护的配合关系
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5.3.2 单相自动重合闸的特点
故障相选择元件
• 对选相元件的基本要求 • 选择性 • 灵敏性
• 常用选相元件 • 电流选相元件 • 低电压选相元件 • 阻抗选相元件
5.3 单相自动重合闸简介
• 220kV～500kV架空线路，单相接地短路最多
单相接 地短路
断开 故障相
单相 重合闸
成功 不成功
跳开 三相
单相自动重合闸：单相短路跳开故障单相，经一定时间重合单 相，若不成功跳开三相。
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5.3 单相自动重合闸简介
对单相自动重合闸的评价
• 优点： • 绝大多数故障情况下保证对用户的连续供电 • 提高了双侧电源系统并列运行的稳定性
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5.3.2 单相自动重合闸的特点
动作时限的选择 • 不论单侧电源还是双侧电源，均应考虑两侧选相元件与继电保护不同时限切除故障的可能性。 • 潜供电流对灭弧所产生的影响
• 潜供电流的持续时间不仅与其大小有关，而且也与故障电流的大小、故障切除的时间、• 0.6s以上
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5.3.2 单相自动重合闸的特点
潜供电流
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5.3.2 单相自动重合闸的特点
优点 • 提高供电的可靠性 • 加强两个系统之间的联系 缺点 • 需要按相操作的断路器 • 需要专门的选相元件与继电器保护相配合 • 非全相运行会引起其它保护的误动作，需采取措施予以防止 220～500kV的线路上获得了广泛应用。
自动重合闸的作用
• 多样统一的原则在园林中的应用是指园林中的各 组成部分，它们的体形、体量、色彩、线条、形 式、风格等，要求有一定程度的相似性或一致性， 给人以统一的感觉。由于—致性程度的不同，引 起统一感的强弱也不同。十分相似的一些园林组 成部分即产生整齐、庄严、肃穆的感觉，但过分 一致又觉呆板、郁闷、单调。所以园林中常要求 统一当中有变化，或是变化当中有统一，也就是 “多样统一”的原则。
一般在60~90%之间
2003年全国220kV及以上系统线路主保护 运行情况统计表
保护类型 动作总次数 正确动作次数 不正确动作次数 误动
拒动 2003年正确动作率（％）
纵联 7312 7244
64 4 99.07
距离 6083 6074
9 0 99.85
零序 2580 2575
5 0 99.81
第七章 自动重合闸
7.1 自动重合闸的作用及对它 的基本要求
自动重合闸的产生背景及作用
瞬时性故障：发生故障后，线路被继电保护迅速断开， 电弧即自行熄灭，引起故障的外界物体（如：树枝、 鸟类）因被电弧烧毁而消失。 (80%--90%)
永久性故障：由线路倒塌、断线、绝缘子击穿或损坏而 引起的故障，在线路被继电保护断开后依然存在。
园林构图的基本规律
• 比例与尺度
– 园林绿地构图的比例是指园景和景物各组成要素之 间空间形体体量的关系，不是单纯的平面比例关系， 包含两方面的意义，一是园林景物、建筑物整体或 者某个局部长、宽、高之间的关系；另一个是园林 景物、建筑物整体与局部，或者局部与局部空间形 体、体量大小的关系。和谐的比例是完美构图的条 件之一，可以使人产生美感。
单相重合闸
选相元件
为了实现单相重合闸，继电保护装置必须具有区别单相与多相故障。以及正确选出故障相的能力。这种特点 称为保护装置的选相性能，执行这个功能的继电器元件(逻辑回路)叫选相元件(回路)。选相元件有多种，常用的 有:距离选相元件、相电流差突变量选相元件、低电压选相元件和相电流选相元件。
1.距离选相元件主要采用方向接地距离元件作为选相元件。其阻抗定值大于被保护线路全长。以保证末端故 障时可靠动作。这种距离选相元件有很好的选相功能，得到了广泛的应用，分析与试验结果证明，可以成功地用 于长达400km的重负荷500kv线路上，当线路单相接地时。故障相元件有足够的动作灵敏度，非故障相元件可不误 选相，它还可以兼作方向比较纵联保护中的方向判别元件。在一些电力条件下，在单相重合闸过程中，还可以短 时地独立地执行保护的任务。叫选相元件的独立工作。用于长线路时，虽然对近端故障有很好的适应性但不能动 作于实际可能的远端高值接地电阻故障，而必须待近故障点侧断路器跳开后才能相继动作;对于经高电阻接地的两 相短路接地故障。也可能先动作一相，待断电后另一相才能动作;对于两相短路故障，它的动作也不明确。这些缺 陷，可通过重合闸逻辑回路设计解决。
2.相电流差突变量选相元件这是中国独创的技术。20世纪80年代以来。已广泛应用在中国500kv线路上.取得 了完全的成功。
第六节 单相自动重合闸
第六节单相自动重合闸本节主要介绍单相自动重合闸的整定计算、动作时限选择和继电保护装置、选相元件与重合闸回路的配合。
一、整定计算在这一部分要学习什么是单相自动重合闸以及故障相选择元件，并学会计算阻抗选相元件的整定值应。
1. 单相自动重合闸单相重合闸：就是指线路上发生单相接地故障时，保护动作只断开故障相的断路器，而未发生故障的其余两项仍可继续运行，然后进行单相重合。
若故障为瞬时性的，则重合闸后，便可恢复三相供电；如果故障是永久性的，而系统又不允许长期非全相运行，则重合后，保护动作，使三相断路器跳闸，不再进行重合。
目前一般采用重合不成功时跳开三相的方式。
2. 故障相选择元件应保证选择性，即选相元件与继电保护相配合只跳开发生故障的一相，而接于另外两相上的选相元件不动作；在故障相末端发生单相接地短路时，接于该相上的选相元件应保证足够的灵敏性。
3. 常用的选相元件有如下几种：电流选相元件、低电压选相元件、阻抗选相元件。
根据需要可采用全阻抗断电器、方向阻抗断电器或偏移特性的阻）抗继电器。
4. 对阻抗选相元件的整定值应考虑满足以下要求：当本线路末端短路时，保证故障相选相元件具有足够的灵敏度.当本线路上发生单相接地时，保证非保障相选相元件可靠不动作。
在单相接地经阻抗选相元件跳开单相后，由于非全相状态下的零序电流较大，使选相元件可能不返回，这可能造成重合成功后再次跳闸.当本线路上发生单相接地短路而两侧的保护相继动作时，在一侧断开以后，另一侧将出现一相短路接地加同名相断线的复故障型式.在非全相运行时，如果需要选相元件能作为距离元件独立工作，则非断线相的选相元件应可靠不动作，而在非全相运行时发生故障，则应可靠动作.若在非全相运行时发生故障的情况下或进行重合之后，选相元件尚需独立工作，则其整定值必须躲开全相运行中发生振荡时断电器的测量阻抗。
二、动作时限选择不论是单侧电源还是双侧电源，均应考虑两侧选相元件与继电保护以不同时限切除故障的可能性潜供电流对灭弧所产生的影响。
继电保护作业
第一章一、名词解释1。
继电保护？（第一章P4）答案：能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
2。
解释电力系统的二次设备？(第一章P1)答案：对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，称为电力系统的二次设备。
3。
远后备保护：一般下级电力元件的后备保护安装在上级(近电源侧）元件的断路器处，称为后备保护.(第一章P8）4。
近后备保护：近后备保护与主保护安装在同一断路器处,当主保护拒动时由后备保护启动断路器跳闸. (第一章P8）名词解释总计4道二、简答题1.电力系统继电保护的基本任务是什么？（第一章P4）答案：(1）.自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
（2）。
反应电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件,而动作于发出信号或跳闸。
2。
电力系统短路产生的后果?（第一章P3)答案：（1)通过短路点的很大短路电流和所燃起的电弧,使故障原件损坏。
（2）短路电流通过非故障原件，由于发热和电动力的作用，会使其的损坏或缩短其使用寿命。
（3）电力系统中部分地区的电压大大降低，使大量的电力用户的正常工作遭到破坏或产品废品。
(4)破坏电力系统中个发电厂之间并列运行的稳定性,引起系统震荡，甚至是系统瓦解。
3。
电力系统继电保护保护范围划分的基本原则是什么？（第一章P8）答：任一个元件的故障都能可靠的被切除并且造成的停电范围最小，或对系统正常运行的影响最小.4.继电保护的基本要求是什么？（第一章P10）答：可靠性、选择性、速动性、灵敏性。
简答题总计4道第二章一、名词解释1。
主保护:快速切除全线路各种故障的保护？（第二章P21)2.电流保护的接线方式：是指保护中的电流继电器与电流互感器之间的连接方式。
（第二章P28）3.功率方向元件：用以判别功率方向或测定电流，电压间相位角的元件。
（第二章P35）4。
第6章 自动重合闸
图6.6 检查同步继电器TJJ的内部接线图
3、U 的大小与相位（或频率）的关系：
2U sin 2U sin s t U M 2 2
(6.7)
可见，U 将随着δ （角频率ω S）的增大而增大。
图6. 7 加于同步检查继电器上的电压△U与幅值和相位的关系 （a) 幅值不等但同相位； (b) 不同相位，但幅值相等
K
2)非周期重合闸方式 非周期重合就是采取不考虑系统是否同步而进行自动重合 闸的方式。当线路断路器断开后，即使两侧电源已失去同步， 也自动重新合上断路器并期待由系统自动拉入同步。 在电力系统中，当没有快速动作的继电保护和快速动作的 断路器时，可以考虑采用非同期重合闸方式。 采用非周期重合闸方式时，系统中的元件都将受到冲击电 流的考验。 3）检查另一回路电流的重合闸和自动解列重合闸方式 在没有其他旁路联系的双回线上，当不能采用非同期重 合闸时，可采用检查另一回路上有电流的重合闸；在两侧电 源的单回线上，当不能采用非同期重合闸时，一般可采用解 列重合闸方式。
表6.1 对应于图6.1 KK接点的通断情况
(2）线路短路保护动作时
当线路发生短路，保护动作时BH1闭合，2SJ启动。经预定延时后，送出 跳闸信号，使防跳继电器TBJ（1）启动（回路12) ，断路器跳开后，接点DL2 打开，DL1闭合，TBJ（1）因断电失磁而恢复原来状态。 当断路器跳开，DL1闭合后，跳闸位置继电器TWJ被启动（回路11)，其接 点TWJ1闭合。于是，时间继电器1SJ启动（回路1和2) ，经重合闸的整定时间 （0.5～1.55）后，延时接点1SJ1闭合，电容器C即通过1SJ1对中间继电器ZJ 放电（回路3和4)，使ZJ动作。其常闭接点ZJ4 打开，灯光熄；其常开接点 ZJ3闭合，直流电源经回路7和10使合闸接触器HC励磁，使断路器合闸。由于 ZJ电流自保持线圈的作用，只要电压线圈被短时启动，便可保证使ZJ于合闸 过程中一直处于动作状态，从而使断路器可靠合闸。 如果线路上的故障是暂时性的，则断路器合闸后DL1打开，TWJ失磁， TWJ1打开，1SJ返回，ZJ也因DL1打开而返回。1SJ返回后，1SJ1断开，电容C 开始经1R充电，大约经10～15s后，C两端充满电压，这一电路就自动复归， 准备好再次动作。 如果线路上的故障是永久性的，则在断路器合闸后，继电保护将再次动 作，而使断路器重新跳开，这时1SJ将再次启动，1SJ1又闭合，电容C向ZJ放 电，因电容C充电的时间短，其两端电压较低不足以使ZJ启动，故断路器不 能再次重合。ZJ也就永远不能再次动作，从而保证了重合闸只动作一次。
单相自动重合闸与综合重合闸
单相自动重合闸与综合重合闸220KV~500KV电力系统中，由于线间距离大，阅历表明，绝大多数故障为单相接地故障d(1)。
此时，若只跳开故障相，其余两相仍连续运行，可提高供电的牢靠性和系统联运行的稳定性，还可削减相间故障的发生。
单相自动重合闸：d(1)—— 爱护动，跳故障相——单相重合胜利，恢复三相供电。
不胜利，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，直接跳三相。
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相间电容、相间电感供应潜供电流，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消失负序和零序重量的电流和电压，其影响：（1）I2对发电机的影响：在转子中产生倍频沟通重量，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，有可能产生危急的高电压，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爱护的影响：爱护性能变坏，甚至不能正确动作。
对会误动的爱护实行闭锁措施等。
4、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。
5_自动重合闸-选相元件详细讲解
2.1 相电流差突变量选相算法-动作条件 相电流差变化量继电器动作条件为
I 1.25 IT m Iamx 0.2 I N
其中，I ——是相间电流变化量的半波积分值；
IT ——为浮动门坎，随着变化量的变化而自动调整，取1.25倍
• 如：雷电引起的绝缘子表面闪络；大风引起的碰线；通过 鸟类以及树枝等物引起的短路等 • 线路被保护断开后，故障点绝缘强度短时间内可重新恢复 • 线路断开后重新投入，就能恢复正常供电
永久性故障：
• 如：线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏等引起的故障 • 线路被保护断开后，故障点依然存在，不能自动消失 • 线路断开后重新投入，还要被保护再次断开
单相自动重合闸的定义：
发生单相接地短路时，跳单相，合单相： 如果合闸成功（瞬时性故障），系统正常运行 如果不成功，则
跳单相----非全相运行
跳三相，不再重合
经常采用
1. 单相自动重合闸
单相接地故障跳故障相重合故障相
• 瞬时性故障重合成功 • 永久性故障跳单相或三相，视运行方式而定，会出 现非全相运行
Ⅰ段保护跳闸
tr.2 tr.1 tb.1
tb.2 t AR
tu
0
保护1 跳闸
保护2 跳闸
重合时刻 t
Ⅱ段或Ⅲ段保护 跳闸
t AR tr .2 tb.2 tr .1 tb.1 tu
一般取1.5~2秒
5.3 重合闸与保护的配合
概述
自动重合闸与继电保护的配合，相当于电
力系统自动装置的一部分。自动重合闸与 继电保护的配合有2种方式： 前加速—重合闸重合前加速保护动作； 后加速---重合闸重合后加速保护动作。
自动重合闸
§3 重合闸与保护的配合 一、前加速（重合闸动作前加速保护）
线路L1、L2、L3上分别配置动作时限按阶梯原则配合的定 时限过流保护，在靠电源的变压器出口线路L1上配置重 L1 合闸并设置重合闸前加速保护（其保护范围一般包含末 级线路L3，但不宜延伸太长，一般不超出后接变压器T2 的另一侧母线）。 当任一级线路上发生故障时，首先由最靠近电源的变压器出 口线路L1的前加速保护无选择性瞬时跳闸（同时前加速 功能退出），重合闸重合后，若故障仍存在（即永久性 故障），各级保护再按选择性由故障线路的保护按相应 的动作时限跳闸。
五、重合闸配置的基本原则 (1) 1kV及以上架空线路及电缆与架空混合线路，在 具有断路器的条件下，如用电设备允许且无备用电 源自动投入时，应装设重合闸。 (2) 旁路断路器和兼作旁路的母联断路器或分段断路 器，应装设重合闸。 (3) 低压侧不带电源的降压变压器，可装设重合闸。 (4) 必要时，母线故障也可采用重合闸。 （电缆线路故障几率小，且故障往往是电缆绝缘遭到 永久性破坏，故电缆线路一般不设重合闸）
二、快速重合闸 当线路两侧采用全线速动的快速保护且采用快速QF时,若线路 故障,保护快速断开QF后,重合闸不检同期地快速重合。由于 从断开到重合的时间很短(0.5~0.6秒),两侧电源电势之间的夹 角摆开不大,重合时的冲击不大,且系统会很快拉入同步。 三、非同期重合闸 在满足以下条件且认为有必要时，才采用非同期重合闸： (1)两侧电源电势之间的夹角δ摆开最大时重合造成的冲击电流 I= ZΣ：两侧电势之间的总阻抗，δ：取180°） (2)非同期重合产生的振荡过程中对重要负荷的影响小。 (3)重合后系统可较快地恢复同步运行。 (4)在非同步运行过程中对可能误动的保护已采取了相应措施。
3、重合闸的闭锁 (1)控制开关KK未合时,经“或”门H对充电元件放电清零,闭 锁重合闸。保证手动合闸合于故障线路时,保护跳闸后不重 合。 (2)有外部闭锁重合闸信号BC时,对充电元件放电清零,闭锁重 合闸。 (3)当断路器压力(气压 或液压)不足时,对充电 元件放电清零,闭锁重 合闸。经延时200ms是 为了确认合闸压力不足, 防止干扰等产生的短时 压力不足信号造成的误闭锁。另外,考虑到断路器跳闸过程中 往往会造成压力下降,为保证重合闸顺利进行,在重合闸已启动 后,不允许合闸压力不足信号来闭锁重合闸。
铁道供电技术《6.1.3 自动重合闸装置--单相重合闸、综合重合闸》
4、单相重合闸的优缺点 〔1〕优点 能在绝大多数故障情况下保证对用户的供电连续性，提高 了供电的可靠性； 可以提高双侧电源系统并列运行的可靠性。对于联系比较 薄弱的系统，较之三相重合闸，能防止两系统的解列。
4、单相重合闸的优缺点 〔2〕缺点 需要有按相操作的断路器； 需要专门的选相元件与继电器保护相配合。 保护的接线、整定计算和调试工作相对复杂。
进行三相重合或不进行重合
跳开三相 相间故障时
进行单相跳闸和单 相重合
2、单相重合闸的特点 〔1〕对故障选相元件的根本要求 ① 选相准确，与保护配合后只跳开发生故障的一相 ； ② 在故障相末端发生接地短路时，该相选相元件应保证 足够的灵敏度。 〔2〕常用的选相元件 电流选相元件； 低电压选相元件； 阻抗选相元件、工频变化量选相元件。
61 自动重合闸装置
五、高压输电线路的单相重合闸 以上讨论的重合闸都是三相式的，即无论跳闸还 是合闸都是对三相一起操作。运行经验说明， 220～500V系统发生的故障，90%以上均为单相接 地短路。单相跳开、两相运行情况下，单相重合 闸将大大有利于提高系统并列运行的稳定性。 单相重合闸：单相故障跳单相，经一定时间重合 单相，重合不成功再跳开三相。
合；如重合不成功，仍跳开三相，而不再进行重合。 〔3〕中选相元件拒绝动作时，应能跳开三相并进
行三相重合。 〔4〕无论单相或三相重合闸，在重合不成功之后，
均应考虑加速切除三相，即实现重合闸后加速。
在220～500V的线路上，单相重合闸得到了广泛应用。
六、综合重合闸 将单相重合闸与三相重合闸结合在一起实现的重
合闸，称为综合重合闸。 综合重合闸应考虑的根本原那么： 〔1〕单相接地短路时跳开单相，然后进行单相重
合；如重合不成功那么跳开三相而不再进行重合。 〔2〕各种相间短路时跳开三相，然后进行三相重
单相自动重合闸漏电保护开关的详细功能
2) 短路保护：线路发生短路，HD自动重合闸开关在0.03秒内断开，比一般的空气开关或保险丝快10倍以上，保证设备的安全性。
3）过压保护：电压过高时，HD自动重合闸漏电保护开关断开，电压降回正常后，HD开关自动重合闸通电。
4）欠压保护：电压过低时，HD自动重合闸漏电保护开关断开，电压升到正常后，HD开关自动重合闸通电。
9）零线断开保护：当“零线”松动或被人剪断后，导致电压失衡，本功能在电压失衡时，自动断开供电。
10）合闸前检测：HD自动重合闸漏电保护开关在合闸前对线路进行检测，如果供电电压异常，线路存在漏电或短路情况时，将封锁合闸并报警；用户如不及时修理，故障未经排除，则无法合闸通电，在事故发生前阻止了事故的发生。
5）漏电保护：线路发生15~30毫安的漏电或人身触电时，HD自动重合闸开关在0.03秒内断开，保证了人身的安全。
6）智能漏电识别：可识别各种干扰信号与漏电信号，可避免假漏电跳闸。
7) 断电时自动断开：线路断电时，自动断开输入与输出线路。重新来电时，检测到供电正常，则自动合闸通电。
8）零火线接反保护：本功能在零火线接反时，不合闸，避免电器烧毁事故的发生
HD单相自动重合闸漏电保护开关可在跳闸后自动重合闸，带有零火线接反保护和零线断开保护，保护设备不断电，保证无人值守设备连续工作，减少损失。
1）过流保护：当电流大于额定电流1.15倍时，将监测此电流的持续时间和大小；如果持续时间超过3秒，或期间大于5倍额定电流，HD自动重合闸漏电保护开关即断开实施保护。
12）远程控制：内部具有RS232通信接口，需要时可以外接，方便与远程监控设备相连，实现远程监控。
13）故障报警：上述保护断开的同时，不同红色指示灯亮，指示相应的故障类型。
自动重合闸-很全面实用课件
潜供电流使短路时弧光通道的去游离受到严重阻 碍，电弧未熄灭，自动重合闸不能成功。
(四) 单相重合闸的优点： 1.在绝大多数的故障情况下对用户的连续供电； 2.加强双侧电源联络线的联系，提高系统的动态 稳定性。避免薄弱系统的解列；
(四) 单项重合闸的缺点： 1.需要有按相操作的断路器； 2.重合闸回路的接线比较复杂； 3.需防止非全相运行引起保护误动，使保护的接 线、整定和调试工作复杂化。
瞬时性：等待故障点的故障消除、绝缘强度恢复。 永久性：还需考虑断路器的恢复，保证再次分闸。
1、 单侧电源线路的三相重合闸
重合闸最小时间整定原则： (1).断路器跳闸后，负荷电动机向故障点反馈电流 的时间；故障点的电弧熄灭并使周围介质恢复绝缘 强度所需时间； (2).断路器跳闸熄弧后，其触头周围绝缘强度的恢 复以及消弧室充满油、气所需时间，操动机构恢复 所需时间； (3).继电保护跳闸出口的重合闸，还需加上断路器 的跳闸时间。
(3).继电保护跳闸出口的重合闸，还需加上断路器 的跳闸时间。
根据我国电力系统的运行经验，重合闸的最小 时间为0.3—0.4S。
2、双侧电源线路的三相重合闸
还需考虑线路两侧继电保护以不同实现切除故障 的可能性。
3、双侧电源线路的三相重合闸的最佳重合时间概念
按照对系统稳定性影响最严重的故障条件计算并 整定最佳重合时间，保证在重合于严重的永久故障 时对系统的再次冲击最小，其他故障形态下尽管不 是最佳，但可能是次佳，不会是最坏。
单相重合时间 0 >=1
三相重合时间 0 M6
0 120
0 &
0 M11
不检方式
检无压方式 0 &
0 M16
检同期方式 0 &
单相重合闸
5.7.2
单相自动重合闸的特点
一、故障选相元件
对选相元件的基本要求 1. 选择性 2. 灵敏性 常用选相原件 1. 电流选相元件 2. 低电压选相元件 3. 阻抗选相元件 4. 相电流差突变量选相元件
二、动作时间选择
应考虑的问题： 1. 不论是单侧电源还是双侧电源，均应考虑两侧选相元 件与继电保护以不同时限切除故障的可能性； 2. 当故障相线路自两侧切除后，潜供电流对灭弧所产生 的影响（如图5.8）
一、工作流程
二、单侧电源输电线路的三相一次自动重合闸实现较为 简单的原因
1）不需要考虑电源间同步检查问题；
2）三相同时跳开，重合不需要区分故障类别和选择故障相；
3）只需要断路器满足允许重合的条件下，经预定的延时， 发出一次合闸脉冲。
三、三相一次重合闸工启动：当断路器由继电保护动作跳闸或其它非手动 原因而跳闸后，重合闸均应起动。一般采用不对应启动 重合闸时间元件：起动元件发出起动指令后，时间元件开 始记时，达到预定的延时后，发出一个暂短的合闸脉冲命 令。该延时时间可以整定 一次合闸脉冲控制：当延时时间到后，它马上发出一个可 以合闸脉冲命令，并且开始记时，准备重合闸的整组复归， 复归时间一般为15－25秒 手动跳闸闭锁重合闸 重合闸加速回路
5.8 综合重合闸简介
综合重合闸实现的基本原则
单相接地短路时跳开单相，然后进行单相重合，如重 合不成功则跳开三相而不再进行重合。 1. 各种相间短路时跳开三相，然后进行三相重合。如重合 不成功，仍跳开三相，而不进行重合。 2. 当选相元件拒绝动作时，应能跳开三相并进行三相重合。 3. 对于非全相运行中可能误动作的保护，应进行可靠的闭锁； 对于在单相接地时可能误动作的相间保护（如距离保护）， 应有防止单相接地误跳三相的措施。 4. 当一相跳开后重合闸拒绝动作时，为防止线路长期出现非 全相运行，应将其它两相自动断开。
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第六节单相自动重合闸
本节主要介绍单相自动重合闸的整定计算、动作时限选择和继电保护装置、选相元件与重合闸回路的配合。
一、整定计算
在这一部分要学习什么是单相自动重合闸以及故障相选择元件，并学会计算阻抗选相元件的整定值应。
1. 单相自动重合闸
单相重合闸：就是指线路上发生单相接地故障时，保护动作只断开故障相的断路器，而未发生故障的其余两项仍可继续运行，然后进行单相重合。
若故障为瞬时性的，则重合闸后，便可恢复三相供电；如果故障是永久性的，而系统又不允许长期非全相运行，则重合后，保护动作，使三相断路器跳闸，不再进行重合。
目前一般采用重合不成功时跳开三相的方式。
2. 故障相选择元件
应保证选择性，即选相元件与继电保护相配合只跳开发生故障的一相，而接于另外两相上的选相元件不动作；在故障相末端发生单相接地短路时，接于该相上的选相元件应保证足够的灵敏性。
3. 常用的选相元件有如下几种：
电流选相元件、低电压选相元件、阻抗选相元件。
根据需要可采用全阻抗断电器、方向阻抗断电器或偏移特性的阻）抗继电器。
4. 对阻抗选相元件的整定值应考虑满足以下要求：
当本线路末端短路时，保证故障相选相元件具有足够的灵敏度.当本线路上发生单相接地时，保证非保障相选相元件可靠不动作。
在单相接地经阻抗选相元件跳开单相后，由于非全相状态下的零序电流较大，使选相元件可能不返回，这可能造成重合成功后再次跳闸.当本线路上发生单相接地短路而两侧的保护相继动作时，在一侧断开以后，另一侧将出现一相短路接地加同名相断线的复故障型式.在非全相运行时，如果需要选相元件能作为距离元件独立工作，则非断线相的选相元件应可靠不动作，而在非全相运行时发生故障，则应可靠动作.若在非全相运行时发生故障的情况下或进行重合之后，选相元件尚需独立工作，则其整定值必须躲开全相运行中发生振荡时断电器的测量阻抗。
二、动作时限选择
不论是单侧电源还是双侧电源，均应考虑两侧选相元件与继电保护以不同时限切除故障的可能性潜供电流对灭弧所产生的影响。
非故障相A通过A-C相间的电容CAC供给的电流；
非故障相B通过B-C相间的电容CBC供给的电流；
继续运行的两相中，由于流过负荷电流 ILA和ILB而在C相中产生互感电动势EM，此电动势通过故障点和该相对地电容CO而产生的电流。
一般线路的电压越高，线路越长，则潜供电流越大。
潜供电流的持续时间不仅与其大小有关，而且也与故障电流的大小、故障切除的时间、弧光的长度以及故障点的风速等因素有关。
三、继电保护装置、选相元件与重合闸回路的配合
1. 继电保护装置、选相元件与重合闸回路的配合关系
为了实现对误动作保护的闭锁，在单相重合闸与继电保护相连接的输入端都设有两个端子： N端子：一个端子接入在非全相运行中仍然能继续工作的保护；
M端子：接入的非全相运行中可能误动作的保护端子。
在重合闸起动以后，利用“否”回路即可将接于M端的保护闭锁。
当断路器被重合而恢复全相运行时，这些保护也立即恢复工作。
保护装置和选相元件动作后，经“与”门进行单相跳闸，并同时起动重合闸回路。
对于单相接地故障，就进行单相跳闸和单相重合。
对于相间短路则在保护和选相元件相配合进行判断之后，
跳开三相，然后进行三相重合闸或不进行重合闸。
图5-11
2. 对单相重合闸的评价
能在绝大多数的故障情况下保证对用户的连续供电，从而提高供电的可靠性。
当由单侧电源单回线路向重要负荷供电时，对保证不间断地供电更有显著的优越性。
在双侧电源的联络线上采用单相重合闸，就可以在故障时大大加强两个系统之间的联系，从而提高系统并列运行的动态稳定。
对于联系比较薄弱的系统，当三相切除并继之以三相重合闸而很难再恢复同步时，采用单相重合闸就能避免两系统的解列。
3. 采用单相重合闸的缺点
需要有按相操作的断路器；
需要专门的选相元件与继电保护相配合，再考虑一些特殊的要求后，使重合闸回路的接线比较复杂。
在单相重合闸过程中，由于非全相运行能引起本线路和电网中其他线路的保护误动作，因此，就需要根据实际情况采取措施予以防止。
这将使保护的接线，整定计算和调试工作复杂化。