配电线路自动重合闸

配电线路自动重合闸

运行经验表明，在电力系统中发生的故障很多都属于暂时性的，如雷击过电压引起的绝缘子表面闪络，大风时的短时碰线，通过鸟类身体的放电，风筝绳索或树枝落在导线上引起的短路等。对于这些故障，当被继电保护迅速断开电源后，电弧即可熄灭，故障点的绝缘可恢复，故障随即自行消除。这时，若重新使断路器合上，往往能恢复供电，因而减小停电的时间，提高供电的可靠性。当然，重新合上断路器的工作可由运行人员手动操作进行，但手动操作时，停电时间太长，用户电动机多数可能停转，重新合闸取得的效果并不显著。为此，在电力系统中，往往用自动重合闸（简称ZCH）代替运行人员的手动合闸。

在电力系统中，配电线路是发生故障最多的元件，并且它的故障大多属于暂时性的，因此，自动重合闸在高压配电线路上得到极其广泛的应用。

一、自动重合闸的作用及要求

在配电线路上装设自动重合闸装置，对于提高供电的可靠性无疑会带来极大的好处。但由于自动重合闸装置本身不能判断故障的性质是暂时性的，还是永久性的，因此在重合之后，可能成功（恢复供电），也可能不成功。根据运行资料统计，配电线路自动重合闸装置的动作成功率（重合闸成功的次数/总的重合次数）相当高，约在60%～90%之间。可见采用自动重合闸装置给电力系统带来显著的技术经济效益，它的主要作用是：

（1）在线路上发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而可提高供电的可靠性；

（2）在高压线路上采用重合闸，可以提高电力系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量；

（3）在电网的设计与建设过程中，有些情况下由于采用重合闸，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机构不良，或继电保护误动作引起的误跳闸。

由于自动重合闸装置本身的投资低，工作可靠，采用自动重合闸装置后可避免因暂时性故障停电而造成的损失。因此规程规定，在1千伏及以上电压的架空

线路或电缆与架空线的混合线路上，只要装有断路器，一般都应装设自动重合闸装置。但是，采用自动重合闸后，当重合于永久性故障时，系统将再次受到短路电流的冲击，可能引起电力系统振荡，继电保护应加速使断路器断开。断路器在短时间内连续两次切断故障电流，这就恶化了断路器的工作条件。对油断路器而言，其实际能切断的短路容量降低到额定切断容量80%左右。因此，在短路容量比较大的电力系统中，重合闸的使用受到了限制。

根据生产的需要和运行经验，对配电线路的自动重合闸装置，提出了如下的基本要求：

（1）动作迅速

在满足故障点去游离（即介质恢复绝缘能力）所需的时间和断路器消弧室和断路器的传动机构准备好再次动作所必需的时间的条件下，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装置发出合闸脉冲的时间愈短，用户的停电的时间就可以相应缩短，从而可以减轻故障对用户和系统带来的不良影响。

重合闸动作的时间，一般采用0.5～1.5秒。

（2）不允许任意多次重合

自动重合闸装置动作次数应符合预先的规定。如一次重合闸就只应重合一次。当重合于永久性故障而断路器再次跳闸时，就不应再重合。在任何情况下，例如装置本身的元件损坏，继电器拒动等，都不应把断路器错误地多次重合到永久性故障上去。因为如自动重合闸装置多次重合于永久性故障，将使系统多次遭受冲击，还可能使断路器损坏，从而扩大事故。

（3）动作后应能自动复归

当自动重合闸装置成功动作一次后，应能自动复归，准备好再次动作。对于雷击机会较多的线路，为了发挥自动重合闸装置的效果，这一要求更是必要的。

（4）手动跳闸时不应重合

当运行人员手动操作或遥控操作使断路器断开时，装置不应自动重合。

（5）手动合闸于故障线路不重合

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，因为在手动合闸前，线路上还没有电压，如合闸后即已存在有故障，则故障多属

永久性故障。

二、自动重合闸的分类

按配电线路所联接的电源情况，分为单电源线路的自动重合闸和双电源线路的自动重合闸。

按其功能的不同，分为三相自动重合闸（SZCH装置），单相自动重合闸（DZCH装置）和综合自动重合闸装置（ZZCH装置）。其中三相自动重合闸有分为单侧电源线路的三相自动重合闸和双侧电源线路的三相自动重合闸。

按允许动作的次数多少，可分为一次动作的自动重合闸，两次动作的自动重合闸等。

对于双侧电源线路的三相自动重合闸，根据系统的情况，按不同的重合闸方式，分为三相快速重合闸、非同步自动重合闸、检查线路无压和检查同步的三相自动重合闸、解列三相自动重合闸和自同步三相自动重合闸。

按与继电保护配合，分为重合闸前加速继电保护动作的自动重合闸和重合闸动作后加速继电保护动作的自动重合闸。

按重合闸的构成原理，分为电磁型、晶体管型、微机型。

三、单侧电源线路的三相一次自动重合闸

在电力系统中，三相一次重合闸方式的应用十分广泛。所谓三相一次自动重合闸方式，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一起断开，然后重合闸装置启动，将三相断路器一起合上。若故障为暂时性的，则重合成功，若故障为永久性的，则继电保护再次将断路器三相一起断开，而不再重合。

三相一次自动重合闸装置由启动元件、延时元件、一次合闸脉冲元件和执行元件四部分组成。当断路器跳闸之后，使延时元件起动；一次合闸脉冲元件保证重合闸装置只重合一次；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。

四、双侧电源线路的三相一次自动重合闸

4.1. 双侧电源配电线路重合闸的特点

（1）时间配合问题

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，例如在一侧为第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）同期问题

当线路上发生故障跳闸之后，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。

因此，双侧电源线路上的重合闸，应根据电网的接线方式和运行情况，采用不同的重合闸方式。

4.2. 双侧电源配电线路重合闸的主要方式

4.2.1. 快速自动重合闸方式

快速自动重合闸方式，就是当配电线路上发生故障时，继电保护很快使线路两侧的断路器断开并接着进行重合。其最大特点是快速，采用此方式必须具有下列一些条件：

（1）线路两侧的断路器都装有能瞬时动作的全线速动的继电保护装置，如高频保护等；

（2）线路两端必须装有可以进行快速重合闸的断路器，如快速空气断路器；

（3）在两侧断路器重合闸的瞬间，配电电路上所出现的冲击电流对电力系统各元件的冲击均未超过其允许值。

4.2.2. 非同期重合闸方式

非同期重合闸方式，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。采用此种方式的条件为：

（1）非同步合闸时产生的实际可能的最大冲击电流按δ为180o时计算，应不超过规定的允许值。