关于自动重合闸问题的探讨

关键词：自动重合闸 断路器 系统运行 引言：

（1）瞬时性故障：在线路被继电保护迅速断开后，电弧即行熄灭，故障点的绝缘强度重新恢复，外界物体也被电弧烧掉而消失，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，因此称这类故障为“瞬时性故障”。

（2）永久性故障：在线路被断开以后，故障仍然存在，这时即使再合上电源，由于故障仍然存在，线路还要被继电保护再次断开，因而就不能恢复正常的供电。此类故障称为“永久性故障”。

据统计，系统中永久性故障一般不到10%，其余故障都是由于雷击过电压引起的绝缘子表面闪络，大风时的短时碰线，树枝落在导线上等引起的瞬时故障。当系统出现故障时，保护立刻动作是线路或设备断电，在非常短暂的时间内，故障点的电弧就会自动熄灭，是绝缘得以恢复。此时自动重合闸装置动作，自动将断路器合上，恢复系统正常运行。 一、自动重合闸在电力系统中的作用

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，如： （1）雷击过电压引起绝缘子表面闪络。 （2）大风时的短时碰线。

（3）通过鸟类身体（或树枝）放电。

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（1”）效果明显。 作用：（P153）

（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。

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（P153，最后一段）。

但是，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）。 据运行资料统计，ZCH成功率60~90%，经济效益很高——>广泛应用。 二、对自动重合闸的基本要求： （1）动作迅速。

，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。 （2）不允许任意多次重合，即动作次数应符合预先的规定，如一次或两次。 （3）动作后应能自动复归，准备好再次动作。 （4）手动跳闸时不应重合（手动操作或遥控操作）。 （5）手动合闸于故障线路不重合（多属于永久性故障）。 三、三相自动重合闸：

（一）单侧电源线路的三相一次重合闸：

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。

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。 放电

（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。 （二）两侧电源线路三相一次重合闸： 1、应考虑的两个问题：

（1）时间的配合：考虑两侧保护可能以不同的延时跳闸，此时须保证两侧均跳闸后，故障点有足够的去游离时间。

（2）同期问题：重合时两侧系统是否同步的问题以及是否允许非同步合闸的问题。 2、两侧电源线路上的主要合闸方式： （1）快速自动重合方式：

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： a、线路两侧均装有全线瞬时保护。 b、有快速动作的DL，如快速空气断路器。 c、冲击电流<允许值。（P158，下表） （2）非同期重合闸方式：

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）。

（3）检查双回线另一回线电流的重合闸方式：（P159，图5-4） （4）自动解列重合闸方式： 双侧电源单回线上（P159，图5-5）

d点短路，保护1动——>1DL跳闸，小电源侧保护动——>跳3DL，1DL处ZCH检无压后重合，若成功，恢复对非重要负荷供电，在解列点实行同步并列——>恢复正常供电。 （5）具有同步检定和无压检定的重合闸：

具同步检定和无压检定的重合闸方式示意图

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）。 1）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。 2）两点说明：

a、有上述分析可见，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。 四、重合闸动作时限的选择原则 1、单侧电源线路的三相重合闸：

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。 根据运行经验，采用1”左右。 2、两侧电源线路的三相重合闸：

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。

动作时限配合示意图

不对应起动方式

保护起动

五、自动重合闸与继电保护的配合

两者关系极为密切，保护可利用重合闸提供的便利条件，加速切出故障，一般有如下两种配合方式： 1、重合闸前加速保护（简称“前加速”）

L1、L2、L3上任一点故障，保护1速断动，跳1DL——>ZCH重合，若成功，恢复正常供电；若不成功，按选择性动作。

优点：快速切出故障，设备少。

缺点：永久性故障，再次切除故障的时间可能很长；装ZCH的DL动作次数多，若DL拒动，将扩大停电范围。

主要用于35KV以下的网络。

2、重合闸后加速保护（简称“后加速”） 每条线路上均装有选择性的保护和ZCH。

第一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸，若是永久性故障，重合后则加速保护动作，切除故障。 例：

第一次短路时，保护1 II段动，ZCH重合，之后保护1瞬时动。

优点：第一次跳闸时有选择性的，再次切除故障的时间加快，有利于系统并联运行的稳定性。 缺点：第一次动作时间可能对时限。 应用于35KV以上的高压网络中。 六、单相自动重合闸：

220KV~500KV系统中，由于线间距离大，经验表明，绝大多数故障为单相接地故障d(1)。此时，若只跳开故障相，其余两相仍继续运行，可提高供电的可靠性和系统并联运行的稳定性，还可减少相间故障的发生。

单相自动重合闸：d(1)——> 保护动，跳故障相——>单相重合 成功，恢复三相供电。

不成功，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、相间电感提供潜供电流，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：

此时将出现负序和零序分量的电流和电压，其影响：

（1）I2对发电机的影响：在转子中产生倍频交流分量，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，有可能产生危险的高电压，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保护的影响：保护性能变坏，甚至不能正确动作。对会误动的保护采取闭锁措施等。

七、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。