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1、关于接触网供电自动重合闸问题的探讨讲解 关于接触网供电自动重合闸问题的探讨学 生 姓 名： 泪印 学 号： 645213 专 业 班 级： 供用电技术 指 导 教 师： 眼眶 摘要当供电线路发生故障时，断路器在继电保护装置控制下，可以自动地将故障设备或线路断开（称为跳闸）。对于较重要的高压供电线路，断路器跳闸后，在自动装置控制下，立即重复合闸，如果线路故障已经消除，即可恢复送电；如果故障没有消除，断路器再次跳闸，停止供电。因为供电线路很长，发生故障的可能性较大，但大多数线路故障是暂时性故障。例如，雷击、短路等故障。所以，有了自动重合闸后，供电的可靠性明显提高，是提高供电可靠性的有效措施。一般情

2、况下，线路故障跳闸后重合闸越快，效果越好。重合闸允许的最短间隔时间为0.150.5秒 。线路额定电压越高，绝缘去电离时间越长。自动重合闸的成功率依线路结构、电压等级、气象条件、主要故障类型等变化而定。据中国电力部门统计，一般可达6090。用电部门的另一种广泛应用的反事故措施是备用电源自动投入，通常所需时间为0.20.5秒。它所需投资不多而维持正常供电带来的经济效益甚大。 锅炉的给水泵，燃油泵或送、引风机一旦停电，就要停炉。电源恢复时，要按一定的顺序启动设备，需要较长时间才能逐渐恢复正常生产。有了自动重合闸，当线路发生暂时故障，断路器跳闸后，经很短的时间又恢复送电，不会影响锅炉的正常生产，锅炉生

3、产的安全性和可靠性明显提高。关键词：自动重合闸 ；断路器 ；32接线 ； 10kV线路自动重合闸低压补偿电容器 小接地故障 引言据统计，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。（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

4、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”。随着超高压、大电网的不断发展，系统地稳定问题已凸显，并摆在一个特别重要的位置。根据设计导则要求220kV及以上系统保护配置按照双重化原则配置且不同原理。由于重合闸配置在开关保护上，且线路保护与开关保护可能是不同厂家生产，原理也不尽相同，因此重合闸配合仍然是一个较为复杂的问题。自动重合闸的使用，虽然可以提高供电可靠性，但可能给配电变压器低压侧补偿电容器及不带失压保护的动力负荷的正常安全运

5、行带来影响应引起重视。1自动重合闸1.1自动重合闸的定义广泛应用于输电和供电线路上的有效反事故措施。即当线路出现故障，继电保护使断路器跳闸后，自动重合闸装置经短时间间隔后使断路器重新合上 。大多数情况下，线路故障（如雷击、风害等）是暂时性的，断路器跳闸后线路的绝缘性能（绝缘子和空气间隙）能得到恢复，再次重合能成功，这就提高了电力系统供电的可靠性。少数情况属永久性故障，自动重合闸装置动作后靠继电保护动作再跳开，查明原因，予以排除在送电。一般情况下，线路故障跳闸后重合闸越快，效果越好。重合闸允许的最短间隔时间为0.150.5秒 。线路额定电压越高，绝缘去电离时间越长。自动重合闸的成功率依线路结构、

6、电压等级、气象条件、主要故障类型等变化而定。据中国电力部门统计，一般可达6090。用电部门的另一种广泛应用的反事故措施是备用电源自动投入，通常所需时间为0.20.5秒。它所需投资不多而维持正常供电带来的经济效益甚大。1.2重合闸的分类按重合闸的动作来分，可分为电气式和机械式。重合闸的构成原理来分，可分为电磁式、晶体管式、集成电路式、数字（微机）式。按动作次数来分，可分为一次式和多次式。按使用条件来分，可分为单电源重合闸和双侧电源重合闸。双侧电源重合闸又可分为检定无压重合闸、检定同期和不检定三种。在下列情况下，重合闸不应动作：由运行值班员手动跳闸或无人值班变电站通过远方遥控装置跳闸时；当按频率自

7、动减负荷装置动作时或负荷控制装置动作跳闸时；当手动合闸送电到故障线路上而保护动作跳闸时；母差保护或断路器失灵保护动作时；当备用电源自投(或互投)装置动作跳闸时或断路器处于不正常状态而不允许实现重合闸时。除上述情况外，断路器由于继电保护动作或其他原因跳闸后，重合闸装置应动作，使断路器重新合上。按重合闸作用于断路器的方式，可分为三相自动重合闸、单相重合闸和综合重合闸三种。下面重点介绍按重合闸作用于断路器的方式。 、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

8、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2，如图（1-1）1-1（1）起动元件：当DL跳闸之后，使延时元件起动。起动方式有两种：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。、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

9、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如图（1-3）：1-3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

10、（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

11、，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。、单相自动重合闸：220KV500KV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

12、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：1-4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。如图（1-4）。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

13、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。、综合重合闸：单相重合闸和三相重合闸综合在一起称为综合重合闸。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）综合重合闸有四种运行方式：单重、三重、综重、直跳。1.3自动重合闸的要求1.3.1同期自动重合闸的要求动作迅速。 ，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。重合闸装置在动作后，均应能够自动复归

14、，准备好下一次再动作，但动作次数应符合预先的设定。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。重合闸装置应能够和继电保护配合实现重合闸前加速或后加速功能。在双侧电源的线路上，重合闸启动条件应受到同期检定或无压检定的限制，且不可造成非同期重合并网。 重合闸的启动方式一般采用不对应启动，对于微机、集成电路保护还可采用保护启动方式。重合闸动作应具备延时功能，对于220kv以上电网应有两种以上时间可供选择。置充电时间应在1525，放电越快越好。三相普通一次重合闸方式适用于110kv及以下的电网中，特别是对于集中供电地区的密集型环网中，线路跳闸后不进行重合闸也能稳定运行的线路。使用三相

15、重合闸的线路，在使用单相重合闸时对系统恢复供电有较好的效果时，检定无压或检定同期重合闸方式。双回线路上可直接检定另一回线路上有电流来判定同期。 适用于单侧电源辐射形式线路，不适用于大机组出口处单相重合闸及综合重合闸方式；适用于220kv及以上的电网中，当发生单相接地故障时，如果使用三相重合闸不能保证系统的稳定性，或者地区系统会出现大面积停电，或者会导致重要负荷停电时，特别是大型机组的高压配电线路。使用三相重合闸的线路，在使用单相重合闸时对系统恢复供电有较好的效果时，检定无压或检定同期重合闸方式。双回线路上可直接检定另一回线路上有电流来判定同期。1.3.2非同期重合闸的要求 并列运行的发电厂或电

16、力系统之间应有三条或三条以上紧密联系的线路，非同期重合闸时产生的冲击电流未超过规定的允许值。合后电力系统可以很快恢复同期运行时或在非同期重合闸所产生的振荡过程中，对重要负荷的影响较小时。1.4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：（1）对暂时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高供电的可

17、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6090%，经济效益很高因此广泛应用。1.5自动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

18、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。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。如图（1-5）1-5动作时限配合示意图不对应起动方式保护起动2关于自动重合闸的相关问题2.1自动重合闸的启动重合闸除由保护动作使开关跳闸可以启动外，在开关误碰或偷跳(即对开关机构不良引起自动掉闸)时也能产生“不对应”状态而启动。此时不应加速保护，如果气(液)压机构存在问题，重合后，特别是当偷

19、跳相又发生故障时，有可能导致开关损坏，并危及系统安全。这对500kV系统更为重要。因此，不对应启动重合闸前也应先检查是否有低气(液)压开入，若无，再重合。不对应启动重合闸时，重合闸装置发重合闸令后不应加速保护。随着开关制造工艺的改进以及技术的发展，现在大多都不采用“不对应”方式启动重合闸，而采取保护跳闸出口重动接点启动重合闸。在现在的大多微机保护中保护跳闸出口重动接点启动重合闸的同时作为启动开关失灵保护的逻辑输入，在运行过程中这些跳闸出口接点压板一般不需要操作，最好不加出口压板，以免误操作。2.2自动重合闸后加速对于32开关接线，尤其对中间开关的开关保护，重合闸后加速的基本原则是：只加速应加速

20、跳开的元件。为此，两回线的单跳或三跳启动重合闸开入量应分别给出。否则，重合于永久性故障后，将会误加速相邻非故障线路。中间开关重合时，应根据哪侧启动重合闸加速哪一侧保护的原则，只加速故障线路的保护，而不得加速相邻完好线路的保护,对于RCS-921A具有完善的重合闸后加速启动回路，但必须和线路保护构成后加速启动逻辑。2.3自动重合闸沟通三跳按开关配置的重合闸其沟通三跳接点不应引至线路保护装置（系统都采用单相重合闸方式）。按预定方式重合是对3/2接线重合闸装置的基本要求。对于单相接地故障，开关的重合方式一般设置为单跳单合。当然，为防止两次重合于永久性故障，造成对系统的再次冲击，重合时应有先后次序，通

21、常选择母线开关先合，待其重合成功后，中间开关再重合。但当因某种原因使重合闸装置已不能完成预先赋予的重合使命时，单跳就不再有意义，甚至可能造成开关的长期非全相运行，此时应沟通开关的三相跳闸回路，并不再重合。这些原因可能是下列情况的一种或几种：1）重合闸充电未满；2）重合闸停用；3）重合闸启动前开关低气压或其他开关异常闭锁；4）重合闸装置异常告警；5）线线串两线同时或先后(重合闸周期内)启动中间开关重合闸等。在这些情况下，开关保护装置相应沟开关的三相跳闸回路，使本开关避免出现非全相状态。但32接线的优点正在于当一侧开关跳开时，不会影响线路的正常供电。所以此沟通三跳接点不能引至线路保护装置，以使另一

22、侧开关能够单跳单合，保证线路的正常供电。对于这一问题是非常重要的。解决此问题有两个途径：1）在开关沟通三跳情况下，当线路保护发单跳令时，由开关保护装置自动沟跳本开关三相。2）沟通三跳接点直接接至本开关的操作箱回路，实现开关三跳功能。一般是充电未满沟三跳只需沟通本开关三跳即可，即不影响另一开关重合闸回路。2.4自动手动合闸加速由于正常方式下线路保护所接电压取自线路电压互感器，为解决手合于出口三相短路故障时的可靠动作问题，手动合闸时，除给重合闸放电外（重合闸充电未满），还将距离保护中的方向阻抗元件的动作特性向第三象限偏移、高频保护用阻抗原理瞬时加速切除三相。正因为如此，当用母线开关给母线或变压器(

23、母线-变压器组接线)充电时，若有故障，则会因手合后加速将所接的无辜线路切除。应考虑采取措施，例如利用合闸前母线侧无电压这一点，即只加速无电压侧保护，而达到仅加速跳开母线开关，即后合的那台开关，而不加速线路保护。这对于用中间开关向线路充电，且合于故障的情况，同样具有重要意义。当然随着电网的强大，这些问题可以通过运行方式的改变而解决。2.5自动重合闸的同期和无压重合中间开关检无压重合的判别，可采用故障侧总是相当于线路侧的方法。即可采用检启动重合闸侧无电压方法。此意义下的母线电压和线路电压，重合闸装置应能自动进行判别。当“线-线”串(即本串所接两个电气元件均为线路)中间开关先进行三相重合闸时，应能区

24、分故障线路和完好线路，以正确地只加速故障线路和保护。此时可认为启动重合闸的一侧为故障侧，应检启动重合闸侧电压是否无压。若有压，则检无压方式应自动转为检同期合闸。这些问题在微机保护中都可以得到解决。2.6自动重合闸的先后重合为防止两次重合于故障对系统造成的冲击，当线路发生区内故障，保护跳开两开关后，其中一台开关(可选择)的重合闸应先重合，另一台开关的重合闸经一定延时(躲重合闸后加速动作时间不得少于300ms)后再重合。为简化3/2接线开关重合闸的配合问题，将取消重合闸优先回路，仅靠时间整定配合。即开关跳闸后重合闸同时启动。若先重合不成功，则后重合开关不再重合。若先重合装置拒合，则后重合的重合闸装

25、置应重合一次。解决此问题有三种方法：1）由重合闸后加速的接点来控制后重合开关是否放电，即可用先重侧的后加速接点串接保护动作接点来闭锁后合侧的重合闸。此种方法的缺点是一旦运行先合后合开关就确定，灵活性较差，而且如果保护启动失灵和启动重合闸接点公用的话则此种方法不可用。2）用先重开关的成功条件启动后合重合闸，对于取消重合闸优先回路来说，此方法不可用3）若所配置线路保护或者重合闸保护装置本身的后加速跳闸有永跳接点输出，应通过永跳回路也就是闭锁重合闸接点（三相跳闸）给后合重合闸装置放电，现在一般采取这种方法2.7自动重合闸与开关非全相保护配合对于32开关接线，当开关非全相运行时，线路不一定非全相。当线

26、路非全相运行时，开关一定处于非全相运行状态。如果其中一台开关退出运行，则另一侧开关非全相时，必然导致线路非全相运行。但两个开关均误碰或偷跳同一相的机率很小，一般认为均可保留三个健全相供电。通常非全相保护可由开关的辅助接点(或位置继电器的接点)组合而成。最近的反措要求开关的非全相保护用开关本体的直接跳闸而不用保护装置上的且没有常规的负序电流闭锁等条件。线路的单相重合闸时间必须要躲过三相不一致保护动作时间，考虑重合闸优先的问题，开关的三相不一致保护动作时间应区别对待，如边开关先合，中开关后合，则边开关三相不一致保护动作时间短一些，种开关长一些。电容器：为提高电网功率因数，农村低压电网增添了补偿电容

27、器，补偿低压网络的无功。现一般直接并接于低压出线上，在跳闸后又重合的短时内，电容器很难放电到剩余电压为额定电压的10以下(电容器出厂说明及规程要求)，重新投入时，剩余电压与电网电压迭加于电容器上，增大了合闸涌流，对电容器形成冲击(当短时快速放电电流过大时其影响相同)，使得电容器损坏率增加。2.8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”），如图（2-1）,主要用于35KV以下的网络。2-1L1、L2、L3上任一点故障，保护1速断动，跳1DLZCH重合，若成功，恢复正常供电；若不成功，按选

28、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。2、重合闸后加速保护（简称“后加速”）如图(2-2)，应用于35KV以上的高压网络中。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。如图（2-2），应用于35KV以上的高压网络中。2-2 第一次短路时，保护1 II段动，ZCH重合，之后保护1瞬时动。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。 2.8.1 220kv线路继电

29、保护和自动重合闸的配置1、 保护装置的概述： 220kV线路及旁路是指名金线、名榭乙线、名天线三条线路和旁路间隔，其保护均采用 CSL101A数字式线路保护装置，包括高频距离保护（CPU1）、距离保护（CPU2）、零序保护（CPU3）和故障录波（CPU6），其中高频保护作为全线速动的主保护，瞬时切除全线路各种类型的故障，以保证系统安全稳定的运行，距离保护、零序保护作为后备保护。CSL101A中高频距离保护包括高频相间距离保护和高频接地距离保护,而以高频零序保护作为对高频接地距离保护的补充,实现对高阻接地故障的保护功能。CSL101A不带重合闸，以实现“保护随线路配置，重合闸随开关配置”。名金线

30、、名榭乙线、名天线和旁路间隔开关保护均采用 CSI101A数字式断路器控制装置，主要包括，三相不一致、充电保护和失灵启动（CPU2），综合重合闸（CPU4）等本装置功能单元。220KV线路三相不一致保护除了采用开关机构自带的保护外，数字式断路器装置中的三相不一致保护也同时使用。装置利用装设在屏上的重合闸选择开关3QK可以实现单相重合闸,三相重合闸,综合重合闸和停用重合闸四种方式。 220kV部分线路及旁路保护和自动重合闸的配置如表（2-1） 配置线路保护屏 型号电压切换箱分相操作箱收发讯机及频率线路保护断控装置屏号名金线B相保护屏YQX-11CFCX-12CGSF-6A/102HZCSL101ACSI101AGXW101A-122A相保护屏GSF-6A/74 HZCSL101AGXW101A-101名榭B相保护屏YQX-11CFCX-12CYBX-1/118 HZCSL101ACSI101AGXW101A-122Y乙线A相保护屏YBX-1/56 HZCSL101AGXW101名天B相保护屏YQX-11CFCX-12CYBX-1/108 HZCSL101ACSI101AGXW101A-122线A相保护屏YBX-1/80 HZCSL101A