第九章自动重合闸

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4。在输电线路上采用自动重合闸概括起来有以下几方面的作用： (1) 在输电线路发生暂时性故障时，能迅速恢复供电，从而能提高 供电的可靠性。(2) 对于双侧电源的输电线路，可以提高系统并 列运行的稳定性。(3) 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，可以暂缓架设双回线路，以节约投资。 (4) 可以纠正由于断路器本身机构的问题或继电保护误动作引起 的误跳闸。 5。由于自动重合闸本身的投资低，工作可靠、采用自动重合闸后 可避免因暂时性故障停电所造成的损失．因此，规程规定，在 1kv及以上电压的架空线路或电缆与架空线的混合线路上，只要 装设断路器、一般都应装设自动重合闸装置。在用高压熔断器保 护的线路上，可采用自动重合熔断器。 6。重合闸于永久性故障上时，也将带来一些不利的影响: (1)使电力系统再一次受到故障的冲击，对超高压系统还可能降低 并列运行的稳定性。 (2)使断路器的工作条件变得更加恶劣，因为它要在很短的时间内， 连续切断再次短路电流。这种情况对于断路器必须加以考虑，因 为在第一次合闸时，由于电弧的作用，已使绝缘介质的绝缘强度 降低，在重合后的第二次跳闸时，是在绝缘强度已经降低的不利 条件下进行的，因此，油断路器在采用了重合闸以后，其遮断容 2 电力系统继电保护 80％左右）。 量也要不同程度的降低（一般降低到
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 1。暂时性故障：运行经验表明，电力系统的故障特别是架空线 路上的短路故障大多是暂时性的，称为暂时性故障。这些故障在 断路器跳闸后，多数能很快地自行消除。例如雷击闪络或鸟兽造 成的线路短路故障，往往在雷闪过后或鸟兽电死以后，线路大多 能恢复正常运行。因此，如果采用自动重合闸装置。使断路器在 自动跳闸后又重新合闸，大多能恢复供电，从而大大提高了供电 可靠性，避免因停电而给国民经济带来巨大的损失。 2。永久性故障：此外，输电线路上也可能发生由于倒杆、断线、 绝缘子击穿等引起的永久性故障，这类故障被继电保护切除后， 如重新合上断路器，由于故障依然存在，线路还要被继电保护装 置切除，因而就不能恢复正常的供电。 3。自动重合闸装置：当断路器跳闸后，它能自动将断路器重新合 闸的装置
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第二节单侧电源线路的三相一次自动重合闸 一、电磁型三相一次自动重合闸
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图5.1 三相一次重合闸工作原理框图
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1.主要有电容器C、电阻R、时间继电器KT、中间继电器KM组成。
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(一)AAR装置的工作原理 (1)在正常运行时．断路器处于合闸状态，控制开关 SA 在合闸后位置，SA21-23触点闭合，转换开关1SA接通， 则电容C经R4充电，充电电压为220V(或110V)的直流操 作电源电压。充电到电源电压的时间为15—25s. (2)断路器固继电保护动作或其他原因跳闸时，断路器 辅助触点QF3闭合，这时控制开关位置在合闸后位置， 断路器在跳闸位置，二者位置不对应，绿灯HG闪光表 示自动跳闸,同时跳闸位置继电器KCT启动，动合触点 闭合启动AAR装置的时间继电器KT(延时调整到重合闸 动作时限tAAR＝0.5—5s．经tAAR 后、KT延时触点闭 合．电容器C对中间继电器KM的电压绕组放电,使KM动 作、接通合间接触器 KO绕组(正控制电源+WC—SA21 一23一1SA—DH-3的端子17一21 KM 的两个动合触点 一KM的电流绕组一信号继电器的绕组一连接片XB--防跳 继电器的动断触点KFJ2一断路器的辅助常闭触点QF1 13 电力系统继电保护 WC)，将断路器 一合闸接触器绕组KO一负控制电源一
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三、 对自动重合闸装置的基本要求 1 .动作迅速: 自动重合闸装置在满足故障点去游离(介质强度恢复) 所需的时间和断路器消弧室及断路器的传动机构准备好再次动 作所需时间条件下，自动重合闸装置的动作时间应尽可能短。 因为从断路器断开到自动重合闸发出合闸脉冲时间越短，用户 的停电时间也可以相应缩短、从而可减轻故障对用户和系统带 来的不良影响。重台闸动作的时间，一般采用0.5—1s。 2．在下列情况下，自动重合闸装置不应动作: (1)手动跳闸时不应 重合。当运行人员手动操作或遥控操作使断路甜跳闸时，不应 自动重合。(2)手动合闸于故障线路时，继电保护动作使断路器 跳闸后，不应重合.因为在手动合闸的，线路上没有电压，如合 闸到已存在有故障线路上，则线路故障多属于永久性故障。 3. 不允许多次重合: 自动重合闸的动作次数应符合预先规定的次数。 如一次重合闸应保证只合一次，当重合到永久性故障时再次跳 闸后就应不再重合，因为在永久性故障时，多次重合将使系统 多次遭受冲击，还可能会使断路器损坏，扩大事故。 4．动作后自动复归:自动重合闸装置动作后应能自动复归，准备好 下次再动作的线路，如无人值班时也可采用手动复归方式。 5．用不对应原则启动:白动重合闸，宜采用不对应原则和保护同时 启动。
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(二)AAR装置与继电保护的配合
在电力系统中，继电保护和自动装置配合使用可以简化 保护装置，加速切除故障，提高供电的可靠性 .AAR装置 与继电保护装置配合方式有两种：自动重合闸前加速和自 动重合闸后加速。
1．自动重合闸前加速 重合闸前加速简称“前加速“多用于单侧电源供电的干线 式线路中。“前加速“是指当线路发生短路时，第一次由 无选择性电流速断保护瞬时切除故障，然后再重合闸，如 果是暂时性故障，则重合闸后恢复了供电，如果是永久性 故障v第二次保护动作按有选择性方式切除故障。
(4)用控制开关SA手动跳闸，将SA由合闸后位置转向预跳 位置，SA2一4触点闭合，电容C经过电阻R6迅速放电， 使电容两端电压迅速下降，同时，SA21一23触点断开， 切断AAR的正电源，同时SA⑥一⑦触点闭合接通断路器 的跳闸绕组YR，使断路器跳闸。当松开SA手柄后，它自 动复位到跳闸后位置，SA2一4触点仍闭合，将电容器C 彻底放电．此时虽然KCT启动，KT启动，但由于KM电压 绕组两端电压很低达不到动作电压，同时由于 SA21一 23 15 电力系统继电保护 触点断开使AAR失去正电源，故AAR不能动作。
(5) 用控制开关手动合闸。将 SA 由跳闸后位置转向预合时 ，SA②一④断开，切断电容器 C 放电回路。SA⑨一⑩触点 闭合，绿灯HG闪光，表示操作有效，合闸回路完好，SA21 一 22 触点闭合，启动加速继电器 KAC，其延时释放的常开 触点瞬时闭合，为加速跳闸作准备。然后将控制开关转向 合闸位置， SA⑤—⑧触点闭合，启动加速继电器 KAC ，其 延时释放的常开触点瞬时闭合，为加速跳闸作准备。然后 将控制开关SA转向合闸位置，SA⑤一⑧触点闭合，接通合 闸接触器 (+WC-----SA⑤一⑧ ---KFJ2 一 QF1 一 KO 绕组一 WC) ，使断路器合闸。如合闸到永久性故障线路上，则和 重合闸合到永久性故障情况一样，这时重合闸装置不动作 ，由于已经启动了加速继电器 KAC ，故能使断路器快速跳 闸o
二 、自动重合闸的分类 自动重合闸装置按其功能可分为以下三种类型： 1.三相重合闸：三相重合闸是指不论线路上发生的是单相短路还是 相间短路，继电保护装置动作后均使断路器三相同时断开，然后 重合闸再将断路器三相同时投入的方式。当前一般只允许重合闸 动作一次，故称为三相一次自动重合闸装置。 2. 单相重合闸：单相重合闸．是指线路发生单相接地故障时，保护 动作只断开故障相的断路器，然后进行单相重合。如故障是暂时 性的，则重合成功，如果是水久性故障，而系统又不允许非全相 长期远行，则重合后，保护动作使三相断路器跳闸，不再进行重 合 3.综合重合闸 综合重合闸是将单相重合闸和三相重合闸综合到一起，当发生单 相接地故障时，采用单相重合闸方式工作；当发生相间短路时， 采用三相重合闸方式工作。综合考虑这两种重合闸方式的装置称 为综合重合闸装置。
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6．与继电保护相配合: 自动重合同能与继电保护相配合，在重合闸 前或重合闸后加速继电保护动作,以便更好地与继电保护装置相 配合，加速故障切除时间，提高供电的可靠性。 四、自动重合闸的配置原则 《技术规程》规定自动重合闸的配置原则是：①1KV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，当用电设 备允许且无备用电源自动投人时，应装设自动重合闸装置；②旁 路断路器和兼作旁路母联断路器或分段断路器，应装设自动重合 闸装置；③低压侧不带电源的降压变压器．可装设自动重合闸装 置；④必要时，母线故障也可采用自动重合闸装置。 根据自动重合闸运行的经验可知，线路自动重合闸的配置和选择 应根据不同系统结构、实际运行条件和规程要求具体确定。一般 选择自动重合闸类型可按下述条件进行: (1)110kv及以下电压的系统单侧电源线路一般采用三相重合闸装 置。 (2)220、110KV及以下双电源线路用合适方式的三相重合闸能满 足系统稳定和运行要求时，可采用三相自动重合闸装置。 （3）220KV线路采用各种方式的三相自动重合闸不能满足系统稳 定和运行要求时，可采用综合重合闸装置。 (4)330~500kv线路，一般情况下应装设综合重合闸装置。 5 电力系统继电保护
电压绕组电压消失也能使KM可靠动作，直到断路器可靠 合闸，其常闭触点QF1断开为止。 如果线路是暂时性故障，则自动重合闸成功。这时控制 开关位置和断路器位置是对应的，绿灯HG闪光与事故音 响信号随之自行解除，红灯HR发平光。由于QF1触点断 开,跳闸位置继电器KCT绕组失电返回，时间继电器KT也 失电释放返回。电容C又经R4充电，约15—25s后，C两端 电压充到电源电压，准备下次再动作，实现了AAR装置 的自动复归。在断路器重合闸时，信号继电器KS绕组得 电，其触点接通预告信号装置的光字牌，将光字牌闪灯 点亮，指示出“重合闸AAR动作”，表明自动重台闸装 置已经动作。
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(3)线路上存在永久性故障时，断路器在AAR动作合闸后被 继电保护装置动作再次跳闸、此时虽然继电器KCT和KT 又重复启动，但中间继电器KM不能动作，因为电容C两 端电压尚未充电到KM的动作值，此时即使持续时间再久 ，C两端电压也不会充到KM动作值，因为当KT延时触点 闭合后，电阻R4和KM电压绕组串联分压后加到电容C两 端电压只能达到几伏(R4约34MΩ ，而KM电压绕组的电阻 约2．1k Ω )．这样保证了AAR只能动作一次。
(5)在带有分支的线路上使用单相重合闸时，分支线侧是否采用单相 重合闸，应根据有无分支电源，以及电源大小和负荷大小确定。 (6)双电源２２０KV及以上电压等级的单回路联络线，适合采用单 相重合闸；主要的１１０ KV双电源单回路联络线，采用单相重 合闸对电网安全运行效果显著时，可采用单相重合闸．
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(6) 防止多次重合与重合闸装置闭锁。断路器控制回路中采用了防 跳继电器KFJ，即使DH—3的中间继电器KM的触点粘住，也不会发生 多次重合闸．因为在断路器跳闸的同时、启动了防跳继电器则的电 流绕组，常闭触点KFJ2断开，常开触点KFJ1闭合。并通过粘住的KM 触点使KFJ电压绕组自保持，KFJ的常闭触点KFJ2一直处于断开状态 ，切断了合闸问路，从而防止了多次重合闸。 有些情况不允许重合闸，应将 AAR 装置闭锁。如母线发生短路 ，母线保护装置动作，或自动按频率减负荷装置动作，线路断路器 跳闸后，此时不允许再重合闸而应将 ARD 装置闭锁。通常利用保护 或自动减负荷装置的出口闭锁继电器 K l触点接通电容器的放电回 路、放掉所储存的电能，使断路器跳闸后，无法灾重合闸。 (7) 利用按钮 SB 进行接地检查。在小接地电流系统中，为丁找 接地点，可采用选线操作，逐—切断各条馈电线路，观察三相电压 平衡关系。切断线路时，可按下按钮SB，使其断路器跳闸，然后再 通过AAR装置将断路器重合，以便迅速恢复供电。