第5章自动重合闸第1讲

1、 5.1.1 自动重合闸的作用自动重合闸的作用 （一）输电线路故障的特点（一）输电线路故障的特点 瞬时性故障瞬时性故障起因：起因：雷电引起的闪络、大风引起的碰线，鸟、树枝等物雷电引起的闪络、大风引起的碰线，鸟、树枝等物体落在导线上引起短路。体落在导线上引起短路。特点：特点：故障被切除后，电弧自行熄灭，绝缘强度得以恢复，故障被切除后，电弧自行熄灭，绝缘强度得以恢复，此时重新合上断路器，则可以恢复供电。此时重新合上断路器，则可以恢复供电。发生几率：发生几率：架空线路架空线路80%以上以上1 5.1.1 自动重合闸的作用自动重合闸的作用 （一）输电线路故障的特点（一）输电线路故障的特点 永久性故障永

2、久性故障起因：起因：断线、倒杆，绝缘子击穿等引起的故障。断线、倒杆，绝缘子击穿等引起的故障。特点：特点：故障被切除后，故障线路的绝缘强度无法恢复。即故障被切除后，故障线路的绝缘强度无法恢复。即故障仍然存在。故障仍然存在。发生几率：发生几率：架空线路低于架空线路低于20%由于输电线路故障大多为瞬时性故障，因此采用自动重合由于输电线路故障大多为瞬时性故障，因此采用自动重合闸可以大大提高输电线路供电可靠性闸可以大大提高输电线路供电可靠性2 5.1.1 自动重合闸的作用自动重合闸的作用 （二）自动重合闸的作用（二）自动重合闸的作用 优点优点 大大提高供电可靠性，减少停电次数。对单侧电源系统效果尤为明显

3、 在高压线路上采用重合闸，可以提高电力系统并列运行稳定性 对断路器由于机构不良或保护误动引起的误跳闸，可以其纠正作用缺点缺点 重合于永久故障，可能使电力系统遭受二次冲击 使断路器工作条件恶化。3 5.1.1 自动重合闸的作用自动重合闸的作用 （三）自动重合闸的考核指标（三）自动重合闸的考核指标 重合闸成功率重合闸正确动作率重合闸总动作次数次数重合闸动作恢复供电的重合闸成功率 重合闸总动作次数重合闸正确动作次数重合闸正确率 4 5.1.2 对重合闸的基本要求对重合闸的基本要求 （一）不允许重合的情况（一）不允许重合的情况 运行人员手动或遥控分闸操作时。运行人员手动或遥控分闸操作时。 手动合闸时，

4、如果线路上存在故障，保护跳闸，则不手动合闸时，如果线路上存在故障，保护跳闸，则不允许重合。允许重合。 1. 断路器处于不正常工作状态时，不允许重合闸断路器处于不正常工作状态时，不允许重合闸 5 5.1.2 对重合闸的基本要求对重合闸的基本要求 （二）其他原因（保护跳闸、机构不良导致的偷跳）导致（二）其他原因（保护跳闸、机构不良导致的偷跳）导致的断路器跳闸，均应进行重合的断路器跳闸，均应进行重合（三）重合闸动作次数应符合预先的设定。（单次重合或（三）重合闸动作次数应符合预先的设定。（单次重合或多次重合）多次重合）（四）支持自动复归和手动复归（准备好下一次动作）（四）支持自动复归和手动复归（准备好

5、下一次动作）（五）重合闸动作时间应能整定（调整）（五）重合闸动作时间应能整定（调整）（六）双侧电源线路上实现重合闸时，应具备同步检定功（六）双侧电源线路上实现重合闸时，应具备同步检定功能能 6 5.1.2 对重合闸的基本要求对重合闸的基本要求 为了能够满足要求，应优先采用由控制开关的位置和断为了能够满足要求，应优先采用由控制开关的位置和断路器位置路器位置不对应原则不对应原则来启动重合闸，即当控制开关在合来启动重合闸，即当控制开关在合闸位置而断路器实际上在断开位置的情况下，使重合闸闸位置而断路器实际上在断开位置的情况下，使重合闸启动，这样就保证不论是任何原因使断路器跳闸以后，启动，这样就保证不论

6、是任何原因使断路器跳闸以后，都可以进行一次重合。都可以进行一次重合。 7 5.1.3 重合闸的分类重合闸的分类 根据重合闸控制断路器所接通或断开的电力元件不同，可将重合闸分为线路重合闸、变压器重合闸和母线重合闸。8 5.1.3 重合闸的分类重合闸的分类 根据重合闸控制断路器连续合闸次数的不同，将重合闸分为多次重合闸和一次重合闸。 多次重合闸一般使用在配电网中与分段器配合，多次重合闸一般使用在配电网中与分段器配合，自动隔离故障区段，是配电自动化的重要组成部分。自动隔离故障区段，是配电自动化的重要组成部分。 一次重合闸主要用于输电线路，提高系统的稳定一次重合闸主要用于输电线路，提高系统的稳定性。性

7、。9 5.1.3 重合闸的分类重合闸的分类 根据重合闸控制断路器相数的不同，可将重合闸分为单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸和分相重合闸。 三相重合闸：不论故障类型如何，故障后均跳开三相开关，然后重合，重合不成功，跳开三相。 单相重合闸：单相接地故障，只跳开故障相，然后单相重合，重合不成功，跳开三相。相间故障不重合。 综合重合闸：单相接地故障，只跳开故障相，然后单相重合，重合不成功，跳开三相；相间故障跳开三相，然后三相重合，重合不成功，跳开三相。 实现单相重合闸和综合重合闸，要求装置具有选相能力。实现单相重合闸和综合重合闸，要求装置具有选相能力。10 5.1.3 重合闸的分类重合闸的分类 重合

8、闸方式的选择原则：总原则：在满足系统稳定要求的前提下，尽量简化重合闸 一般没有特殊要求的单电源线路，宜采用一般的三相重合闸。 凡是选用简单的三相重合闸能满足要求的线路，都应当选用三相重合闸。 当发生单相接地短路时，如果使用三相重合闸不能满足稳定要求，会出现大面积停电或重要用户停电，应当选用单相或综合重合闸。11 5.2.1 单侧电源三相一次自动重合闸单侧电源三相一次自动重合闸 （一）工作方式：断路器由于保护动作或开关偷跳原因跳闸时，重合闸启动，经预定延时发出合闸脉冲，将断路器重合。若合闸后，故障已消失，则线路继续运行；若合闸后，故障仍存在，则保护再次动作跳开三相。 （二）单侧电源三相一次重合闸

9、的特点单侧电源无需考虑同期问题，故而实现简单。无需考虑故障类型12 5.2.1 单侧电源三相一次重合闸单侧电源三相一次重合闸 （三）原理框图（三）原理框图13重合闸启动：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，重合闸均应启动。一般采用不对应启动。重合闸均应启动。一般采用不对应启动。 5.2.1 单侧电源三相一次重合闸单侧电源三相一次重合闸 （三）原理框图（三）原理框图14重合闸时间元件：启动元件发出启动指令后，时间元件开始记时，达到预定重合闸时间元件：启动元件发出启动指令后，时间元件开始记时，达到预定的延时后，发出一个

10、暂短的合闸脉冲命令。该延时时间可以整定的延时后，发出一个暂短的合闸脉冲命令。该延时时间可以整定 5.2.1 单侧电源三相一次重合闸单侧电源三相一次重合闸 （三）原理框图（三）原理框图15一次合闸脉冲控制：当延时时间到后，它马上发出一个可以合闸脉冲命令，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，复归时间一般为并且开始记时，准备重合闸的整组复归，复归时间一般为1525秒。秒。 5.2.1 单侧电源三相一次重合闸单侧电源三相一次重合闸 （三）原理框图（三）原理框图16手动跳闸后闭锁：当手动跳开断路器时，也会启动重合闸回路，为手动跳闸后闭锁：

11、当手动跳开断路器时，也会启动重合闸回路，为了消除这种情况造成的不必要合闸，设置闭锁环节，使之不能形成合了消除这种情况造成的不必要合闸，设置闭锁环节，使之不能形成合闸命令。闸命令。 5.2.1 单侧电源三相一次重合闸单侧电源三相一次重合闸 （三）原理框图（三）原理框图17重合闸后加速保护跳闸回路：对于永久性故障，在保证选择性的前重合闸后加速保护跳闸回路：对于永久性故障，在保证选择性的前提下，尽可能地加快故障的再次切除，需要保护与重合闸配合。提下，尽可能地加快故障的再次切除，需要保护与重合闸配合。 5.2.1 双端电源三相一次重合闸双端电源三相一次重合闸 （一）双端电源三相一次重合闸的特点（一）双

12、端电源三相一次重合闸的特点同期合闸问题同期合闸问题故障点绝缘恢复问题故障点绝缘恢复问题18 5.2.2 双端电源三相一次重合闸双端电源三相一次重合闸 （一）双端电源三相一次重合闸的主要方式（一）双端电源三相一次重合闸的主要方式 快速重合闸快速重合闸保护断开两侧断路器后在保护断开两侧断路器后在0.50.6秒内使之再次重秒内使之再次重合，在这样短的时间内，两侧电势角摆开不大，系统不合，在这样短的时间内，两侧电势角摆开不大，系统不可能失去同步，即使两侧电势角摆大了，冲击电流对电可能失去同步，即使两侧电势角摆大了，冲击电流对电力元件、电力系统的冲击均在可以耐受范围内，线路重力元件、电力系统的冲击均在可

13、以耐受范围内，线路重合后很快会拉入同步。合后很快会拉入同步。 应用范围：应用范围： 线路两侧都装有可以进行快速重合的断路器线路两侧都装有可以进行快速重合的断路器 线路两侧都装有全线速动的保护线路两侧都装有全线速动的保护 重合瞬间输电元件中出现的冲击电流对电力元重合瞬间输电元件中出现的冲击电流对电力元件、电力系统的冲击均在允许范围内。件、电力系统的冲击均在允许范围内。 19 5.2.2 双端电源三相一次重合闸双端电源三相一次重合闸 （一）双端电源三相一次重合闸的主要方式（一）双端电源三相一次重合闸的主要方式 非同期重合闸非同期重合闸合闸时不考虑同期条件，两侧断路器合闸时系统已合闸时不考虑同期条件

14、，两侧断路器合闸时系统已经失去同步，合闸后系统自动拉入同步。经失去同步，合闸后系统自动拉入同步。此时系统中各此时系统中各电力元件都将收到冲击电流的影响。电力元件都将收到冲击电流的影响。 应用条件：应用条件： 着重考虑重合瞬间对系统和设备的冲击要低于其耐着重考虑重合瞬间对系统和设备的冲击要低于其耐受水平受水平20 5.2.2 双端电源三相一次重合闸双端电源三相一次重合闸 （一）双端电源三相一次重合闸的主要方式（一）双端电源三相一次重合闸的主要方式 检同期重合闸检同期重合闸可适合任何场合。可适合任何场合。 检同期方法：检同期方法： 系统联系紧密，可以不检同期，直接重合闸系统联系紧密，可以不检同期，

15、直接重合闸 双回线路并联运行，用检测相邻线电流办法进行同期双回线路并联运行，用检测相邻线电流办法进行同期检测检测21 5.2.2双端电源三相一次重合闸双端电源三相一次重合闸 （一）双端电源三相一次重合闸的主要方式（一）双端电源三相一次重合闸的主要方式 检同期重合闸检同期重合闸检同期重合闸的原理方案检同期重合闸的原理方案ABC图 5 3 具 有 同 步 和 无 电 压 检 定 的 重 合 闸 接 线 示 意 图U - U - - 同 步 检 定 继 电 器 ； U - - 无 电 压 检 定 继 电 器 ； K R C - - 自 动 重 合 闸 继 电 器UK R CK R C&UU

16、2223检同期和检无压重合闸的配合：检同期和检无压重合闸的配合：一侧安装检无压重合闸一侧安装检无压重合闸+检同期重合闸，另一侧只配备检同期重合闸，另一侧只配备检同期重合闸检同期重合闸 5.2.2 双端电源三相一次重合闸双端电源三相一次重合闸 （一）双端电源三相一次重合闸的主要方式（一）双端电源三相一次重合闸的主要方式 检同期重合闸检同期重合闸检同期的实现方法检同期的实现方法24同步检定继电器有两组线圈，分别从母线和同步检定继电器有两组线圈，分别从母线和线路侧的电压互感器上接入同名相的电压，线路侧的电压互感器上接入同名相的电压，两组线圈在铁芯中所产生的磁通方向相反，两组线圈在铁芯中所产生的磁通方

17、向相反，因此铁芯中总磁通反映两个电压所产生的磁通因此铁芯中总磁通反映两个电压所产生的磁通之差，即反映两个电压之差。之差，即反映两个电压之差。 5.2.2 双端电源三相一次重合闸双端电源三相一次重合闸 （一）双端电源三相一次重合闸的主要方式（一）双端电源三相一次重合闸的主要方式 检同期重合闸检同期重合闸检同期的实现方法检同期的实现方法2sin2UU 25 5.2.2 双端电源三相一次重合闸双端电源三相一次重合闸 （一）双端电源三相一次重合闸的主要方式（一）双端电源三相一次重合闸的主要方式 检同期重合闸检同期重合闸检同期的实现方法检同期的实现方法2sin2UU 260=0=0UUUU随着相角差 的

18、变化而改变，时，；大小反映了母线和线路上电压相角差的大小，相角 增大到一定值时，带动继电器将重合闸闭锁，使之不能动作。 5.2.3 重合闸时间整定重合闸时间整定总的原则：总的原则： 为保证瞬时故障时重合闸成功率，重合时间应在保证为保证瞬时故障时重合闸成功率，重合时间应在保证故障电绝缘恢复的前提下，尽可能得快。故障电绝缘恢复的前提下，尽可能得快。27 5.2.3 重合闸时间整定重合闸时间整定（一）单端电源三相一次重合闸时间整定原则（一）单端电源三相一次重合闸时间整定原则 断路器跳闸后，负荷电动机向故障点反送电会影响绝断路器跳闸后，负荷电动机向故障点反送电会影响绝缘的快速恢复缘的快速恢复 故障点电

19、弧熄灭，周围介质的绝缘恢复需要时间故障点电弧熄灭，周围介质的绝缘恢复需要时间 断路器跳闸熄弧时，其触头周围介质强度恢复需要时断路器跳闸熄弧时，其触头周围介质强度恢复需要时间。操作机构恢复原状需要时间。间。操作机构恢复原状需要时间。 若采用保护启动重合闸方式，还应考虑断路器跳闸时间。若采用保护启动重合闸方式，还应考虑断路器跳闸时间。一般整定一般整定0.3-0.4S28 5.2.3 重合闸时间整定重合闸时间整定（二）双端电源三相一次重合闸时间整定原则（二）双端电源三相一次重合闸时间整定原则 除了以上因素外，必须考虑两端保护不同时切除故障的除了以上因素外，必须考虑两端保护不同时切除故障的情况。情况。

20、一般整定一般整定1.0-1.5SuQFprQFprARDtttttt11220 0断路器1跳开断路器2跳开重合t t图 57 双侧电源线路重合闸动作时限配合的示意图utARDt1QF1 .prt2 .prt1 .QFt2 .QFt29 5.2.4 重合闸和保护的配合方式重合闸和保护的配合方式 为了能尽量利用重合闸所提供条件加速切除故障，继为了能尽量利用重合闸所提供条件加速切除故障，继电保护与配合时，一般采用重合闸前加速保护和重合闸后电保护与配合时，一般采用重合闸前加速保护和重合闸后保护两种方式。保护两种方式。 30 5.2.4 重合闸和保护的配合方式重合闸和保护的配合方式（一）重合闸前加速保护

21、方式（简称（一）重合闸前加速保护方式（简称“前加速前加速”） 31 5.2.4 重合闸和保护的配合方式重合闸和保护的配合方式（一）重合闸前加速保护方式优点： 快速切除瞬时性故障； 可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，提高重合闸的成功率； 能保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.60.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量； 使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单，经济缺点： 断路器工作条件恶劣，动作次数较多 重合于永久性故障时，故障切除的时间可能较长1. 重合闸装置或断路器拒绝合闸，扩大停电范围。32 5.2.4 重合闸和保护的配合方式重合闸和保护的配合方式（二）重合闸后加

22、速保护方式（二）重合闸后加速保护方式 （简称（简称“后加速后加速”） 首次故障，各保护按选择性配合关系动作切除故障。然首次故障，各保护按选择性配合关系动作切除故障。然后重合跳开的断路器，若重合成功，则恢复运行。若重后重合跳开的断路器，若重合成功，则恢复运行。若重合于永久性故障，则利用重合闸信号加速相应的保护。合于永久性故障，则利用重合闸信号加速相应的保护。33 5.2.4 重合闸和保护的配合方式重合闸和保护的配合方式（二）重合闸后加速保护方式（二）重合闸后加速保护方式 （简称（简称“后加速后加速”） KA过电流继电器，故障时，过电流继电器，故障时，KA启动时间继电器启动时间继电器KT，经过，经过整