综合重合闸

综合重合闸

一、自动重合闸（简称ZCH）的作用

电力系统输电线路的故障按其性质可分为瞬时性故障和永久性故障两种。瞬时性故障主要是指由雷电引起的绝缘子表面闪络、线路对树枝放电、大风引起的短时碰线、通过鸟类身体的放电等原因引起的短路。这类故障由继电保护动作断开电源后，短路点电弧熄灭，故障自行消失，此时若重新合上线路断路器，就能恢复正常供电。显然这将大大提高输电线路的供电可靠性。自动重合闸装置就是将被跳开的线路断路器重新合上的一种自动装置。

自动重合闸装置将断路器重新合闸后，如果线路上没有故障，继电保护不会再动作跳闸，系统即可恢复正常运行状态，重合闸成功。如果线路上是永久性的故障，例如倒杆、断线、绝缘子击穿、带地线合闸，或者是去游离时间不够等，断路器合闸以后故障依然存在，继电保护再次将断路器跳开，重合闸不成功。实际运行表明，架空输电线路上有90%的故障是瞬时性的故障，所以重合闸的成功率很高。

自动重合闸装置的作用如下：

1、提高供电可靠性。对瞬时性故障可迅速恢复正常运行，减少了停电造成的损失。

2、可以纠正由于继电保护误动、人员误碰或断路器本身机构不良等原因导致的断路器误跳闸。

3、提髙了系统并列运行的稳定性。重合闸成功以后系统恢复成原先的网络结构，加大了功角特性中的减速面积，有利于系统恢复稳定运行。

由于自动重合闸装置带来的效益可观，而且结构简单、实现方便、工作可靠，因此在电力系统得到广泛应用。但是采用自动重合闸装置后，如果重合到永久性故障的线路上，也会产生一些不利影响：

1、系统将再一次受到故障电流的冲击，可能引起系统振荡。

2、断路器工作条件恶化，需要在短时间内连续两次切断短路电流。

二、自动重合闸的分类

自动重合闸装置的类型很多，根据不同的特征，通常可进行以下分类：

1、按作用于断路器的方式可分为三相、单相和综合重合闸三种。

2、按重合闸条件可分为单侧电源线路、双侧电源线路重合闸。双侧电源线路重合闸又可分为快速、非同期、检无压和检同期重合闸等。

3、按动作次数可分为一次、二次重合闸。

所谓二次重合闸是第一次重合闸时, 故障还未消失，继电保护又将断路器跳开，自动重合闸再发第二次合闸命令。对于永久性短路故障，这样做的后果是系统将在短时间内连续受到三次短路电流的冲击，对系统稳定很不利，断路器也需要在短时间内连续切除三次短路电流，所以二次重合闸很少使用。

为了实现一次重合闸，通常采用“电容器充放电”的原理，工程上也称“重合闸充放电”。当手动合闸或者自动合闸后，如果一切正常重合闸开始“充电”。当充电时间大于10〜15s后才“充电”结束。当重合闸发合闸命令前先要检查重合闸是否充电，只有“充电”结束才能发合闸命令。重合闸发出合闸命令时立即“放电”。当断路器重合成功以后又开始充电。如果重合于永久性故障线路上，保护立即再次将断路器跳开，由于“充电”时间短，“充电”未结束，所以不再发合闸命令，实现了一次重合闸的要求。需要闭锁重合闸时，釆用瞬时“放电”来实现的。

三、对自动重合闸的基本要求

1、自动重合闸装置动作应迅速。为尽量减少停电对用户造成损失，要求自动重合闸动作时间越短越好。但自动重合闸装置动作时间必须考虑保护装置复归、故障点去游离及绝缘强度恢复、断路器操动机构复归及再次合闸所需的准备时间。

2、手动跳闸时不应重合。当运行人员手动操作控制开关或遥控使断路器跳闸时，属正常运行操作，自动重合闸不应动作。

3、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。因为手合前，线路上还没有电压，如果合闸到故障线路，则线路故障多数为永久性故障，即使重合也不成功。

4、自动重合闸装置宜釆用控制开关与断路器位置不对应启动，即当控制开关在合闸后位置而断路器处在断开位置的情况下启动重合闸。这样可以保证无论什么原因使断路器跳闸后，都可以启动重合。

5、自动重合闸的动作次数应符合规定。在任何情况下（包括装置本身元件损坏以及继电器触点黏结或拒动）均不应使断路器重合次数超过规定次数（如一次重合闸只允许动作一次）。否则当重合于永久性故障时，系统将多次受到冲击，损坏断路器，并扩大事故。

6、自动重合闸装置应能在重合闸动作后自动复归，准备好下次动作。

7、自动重合闸装置应能在重合闸后加速继电保护动作。必要时，也可在重合闸前加速保护动作。自动重合闸与继电保护相互配合，可加速切除故障。

8、自动重合闸装置应能自动闭锁。当断路器处于不正常状态（如气压、液压低，开关未储能等)、自动按频率减负荷装置、母差保护动作不允许自动重合闸时, 应将自动重合闸闭锁。

四、单侧电源线路的三相一次重合闸

单侧电源线路是指单侧电源辐射状单回线路和平行线路，其特点是仅有一个电源供电，不存在非同期合闸问题，重合闸装于线路送电侧。

重合闸的时间应大于故障点熄弧时间及周围介质去游离时间外，还应大于断路器及操动机构恢复到准备合闸状态所需要时间。

在电力系统中，单侧电源线路广泛采用三相一次重合闸方式。所谓三相一次重合闸方式是指不论线路上发生接地短路还是相间短路故障，继电保护装置动作将断路器三相一起跳开，然后重合闸装置动作，将断路器三相重新合上的自动重合闸方式。若为瞬时性故障，重合成功；若为永久性故障，则继电保护加速再次将断路器三相一起跳开，不再进行重合。其工作流程如图TYBZ01304002-1所示。

五、双侧电源线路的三相一次自动重合闸

双电源线路是指发电厂-变电站、变电站-变电站间的联络线，其特点是一条线路两端都有电源。在双电源线路上实现重合闸的特点是必须考虑线路跳闸后电力系统可能分裂成两个彼此独立的部分，可能进入非同期运行状态，因此除应满足单电源线路的三相自动重

合闸的基本条件外，还必须考虑时间配合和同期两个问题。

所谓时间配合是指当双电源线路发生故障时，线路两侧保护装置可能以不同的时限断开两侧断路器，因此只有在后跳开的断路器断开后，故障点才能断电、去游离。为使重合闸成功，应保证在线路两侧断路器均已跳开、故障点电弧熄灭且绝缘强度已恢复的条件下进行自动重合闸。即重合闸应从后跳开的断路器断开后开始计时，并保证故障点有足够的断电时间，通常取0.5〜3.0s。

所谓同期问题是指当线路发生故障，断路器跳开后，线路两侧电源电动势相位差将增大而失去同步。后合闸一侧断路器重合时应考虑是否同期以及是否允许非同期合闸问题。因此，在双侧电源线路上，应根据重合闸的条件釆取不同的重合闸方式。一般情况下，双电源线路应釆用检查线路无电压(简称检无压）和检查线路和母线电压同期 (简称检同期）的三相一次自动重合闸。显然在这种重合闸方式不会产生危及设备的冲击电流，也不会引起系统振荡，合闸后能迅速拉入同步。其工作流程如图所示。对于双电源供电的平行线路,可釆用检查相邻线路有电流的三相一次自动重合闸。

图TYBZ01304003-2为检无压和检同期三相自动重合闸原理接线示意图。这种重合闸方式是在单侧电源线路的三相一次重合闸基础上增加条件来实现的，即除在线路两侧均装设单侧电源线路三相一次重合闸装置外，两侧还装设检定线路无压的低电压元件（KV)和检定两侧电源同步的检同期元件（KY),并把KV和KY的触点串入重合闸时间元件的启动回路中。

正常运行时，两侧同步检定元件KY通过连接片均投入，而检无压侧（M侧） KV元件仅一侧投入，另一侧（N侧）KV通过连接片断幵。

其工作原理如下：当输电线路上发生故障时，两侧继电保护动作跳开两侧断路器后，线路失去电压，两侧的KY不动作，其触点打开。这时检无压的M侧低电压元件KV动作，其触点闭合，经无压连接片启动自动重合闸（ARC),经设定时间 M侧断路器重合。如果线路发生的永久性故障，则M侧后加速保护动作，再次跳开该侧断路器不再重合。由于N侧断路器已跳开，这样N侧线路无电压，N侧母线上有电压，N侧同步检定元件KY触点不闭合，所以N侧自动重合闸不会动作。

如果线路上发生的是瞬时性故障，则M侧检无压重合成功。N侧线路有电压，此时N 侧同步检定元件KY即有母线电压，又有线路侧电压，N侧同期检定元件检测两电压的电压差、频率差及相角差是否在允许范围内，当满足同期条件时，KY 触点闭合，且闭合时间大于重合闸时间，经同期连接片使N侧自动重合闸动作，合上N侧断路器，线路恢复正常供电。

由以上分析可知，无压侧断路器在重合至永久性故障时，将连续两次切断短路电流，