自动重合闸的作用及要求电子教案

第六章自动重合闸

第一节自动重合闸的作用及要求

一、自动重合闸在电力系统中的作用

架空线路故障大都是“瞬时性”的故障，在线路被继电保护迅速动作控制断路器断开后，故障点的绝缘水平可自行恢复，故障随即消失。此时，如果把断开的线路断路器重新合上，就能够恢复正常的供电。

此外，也有“永久性故障”，“永久性故障”在线路被断开之后，它们仍然是存在的，即使合上电源，也不能恢复正常供电。

因此，在电力系统中采用了自动重合闸装置，即是当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后，能够自动控制断路器重新合上的一种装置。

二、重合闸在电力系统中的作用

?大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数。

?在高压输电线路上采用重合闸，可以提高电力系统并列运行的稳定性。

?在架空线路上采用重合闸，可以暂缓架设双回线路，以节约投资。

?对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起纠正的作用。

但是，当重合于永久性故障上时，它也将带来一些不利的影响，如：

（1）使电力系统又一次受到故障的冲击；

（2）由于断路器在很短的时间内，连续切断两次短路电流，而使其工作条件变得更加恶劣。

三、对自动重合闸装置的基本要求

?正常运行时，当断路器由继电保护动作或其它原因而跳闸后，自动重合闸装置均应动作。

?由运行人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时，自动重合闸不应起动。

?继电保护动作切除故障后，自动重合闸装置应尽快发出重合闸脉冲。

?自动重合闸装置动作次数应符合预先的规定。

?自动重合闸装置应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作，以便加速故障的切除。

?在双侧电源的线路上实现重合闸时，重合闸应满足同期合闸条件。

?当断路器处于不正常状态而不允许实现重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。

第二节单侧电源线路的三相一次自动重合闸

三相一次自动重合闸就是在输电线路上发生任何故障，继电保护装置将三相断路器断开时，自动重合闸起动，经0．5～1s的延时，发出重合脉冲，将三相断路器一起合上。若为瞬时性故障，则重合成功，线路继续运行；若为永久性故障，则继电保护再次动作将三相断路器断开，不再重合。

一、电磁式三相一次自动重合闸的工作原理和构成

正常情况

断路器处于合闸状态，QF1断开→2KM失电→2KM

1

断开。而SA处在合后位置，其触点SA21-23接通，触点SA2-4断开→重合闸投入，指示灯HL亮。重合闸继电器的电容C经4R充电，经 10～ 15s后，电容器 C两端电压等于电源电压，此电压可使中间继电器KM起动。

线路发生故障时：

断路器跳开后，QF

1闭合→2KM得电→2KM

1

闭合→起动KT→KT经过约0.5～

1s的延时→KT

1闭合→电容器C放电→KM起动→闭合其常开触点KM

1

、KM

2

、KM

3

。

→发出合闸脉冲。

若为瞬时性故障

断路器合闸后，KM因电流自保持线圈失去电流而返回。同时，2KM失电→2KM

1

断开→KT失电，触点KT

1

断开→电容器C经4R重新充电，经10～15s又使电容C两端建立电压。整个回路复归，准备再次动作。

若为永久性故障

断路器合闸后，继电保护动作再次将断路器断开→QF1闭合→2KM得电→2KM

1闭合，KT起动→KT

1

经过约0.5～1s的延时闭合→电容器C放电。

思考：KM会不会起动？

手动跳闸

SA 发出预跳命令→其触点SA

2

-4接通→将C上的电荷瞬时放掉。SA发出跳

闸命令→其触点SA

6-7接通→断路器跳闸→ 2KM

1

闭合→KT起动，经过约0.5～1s

的延时→KT

1

闭合。这时，储能电容器C两端早已没有电压，KM不能起动→重合闸不能重合。

手动合闸

SA发出跳闸命令→ SA

5-8触点闭合，接通合闸回路，QF合闸。SA

25-28

触点闭

合，起动加速继电器3KM。当合于故障线路时，保护动作，经3KM的常开触点使QF加速跳闸。

C尚未充满电，不能使KM起动，所以断路器不能自动重合。

说明：防跳继电器1KPJL的功用：

在手动合闸及自动重合闸过程中防止断路器跳跃。如：当KM

1、KM

2

、KM

3

接

点卡住或粘住时，可以由1KM来防止将断路器多次重合到永久性故障上。

二、单侧电源线路晶体管型三相一次自动重合闸的工作原理

当线路正常运行时

断路器在合闸位置，QF

1接点接通，三极管VT

1

截止，电容器C

3

两端经R

5

和

R

6

充满至电源电压，1点电位为+E，2点电位为0V，充满此电压所需的时间为15～

25s。由于2点电位为0V，因此，稳压管VS

2（其击穿电压选为10V）截止，VT

2

由R

7供给基流而导通，VT

2

的导通使VT

3

截止，因此信号继电器KS和重合闸执行

继电器1KM均不动作。

当线路发生故障时

断路器跳闸，QF

1接点打开→ C

1

经R

1

充电，经预定的延时后，C

1

两端充电电

压达稳压管W

1的击穿电压→VT

1

经R

1

和VS

1

供给基流而导通，故VD

l

也正向导通→

1点电位突变为0V，2点电位被迫变为-E →VS

2被击穿，使负电压加于VT

2

的基

极→ VT

2截止，随之VT

3

导通，1KM和KS动作，向断路器发出合闸脉冲，同时给

出重合闸动作的信号。

若线路发生的是永久性故障时

则在重合闸以后，继电保护将再次动作跳闸→此时QF 1接点又将打开→”重合闸起动与时间元件”动作同前→使VT 1导通，但是由于C 3尚来得及充满电压→ VT 2并不截止，“一次合闸脉冲元件”就不会再发出宽度为0.1秒的脉冲，这就保证了只进行一次重合。

控制开关手动跳闸时

当控制开关在预跳位置， SA 2接点接通→一方面接通了C 3经R 4和D2的放电回路，使C 3放电→另一方面又使VT 2的集电极输出经VD 4接通0V ，实现手动闭锁就保证了手动跳闸以后不致重合。在手动跳闸以后。QF 1接点打开，则C 3一直处于放电状态。

用控制开关手动合闸时

合闸后QF 1接点接通→VT 1截止，C 3开始充电→经 15～25s 时间后，C 3充满电压。如果线路上存在故障→继电保护动作跳闸后→ C 3两端的充电电压尚不足以使V 2截止→不会发生断路器自动重合。

第三节 双侧电源线路的三相一次重合闸

一、 双侧电源线路重合闸的特点

（1）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）当线路上发生故障跳闸以后，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。

二、快速自动重合闸方式 采用快速重合闸的条件如下：

? 必须装设全线速动保护，如高频保护。

? 线路两侧装设可以进行快速重合闸的断路器，如快速空气断路器。 ? 在两侧断路器非同期重新合闸瞬间，输电线路上出现的冲击电流，不能超过电力系各元件的冲击电流的允许值。 如对于变压器

三、具有同步检定和无电压检定的重合闸 线路发生故障: 两侧断路器跳闸以后，检定线路无电压的M 侧重合闸首先动作，使断路器投入。

若重合不成功：断路器再次跳闸。N 侧同步检定继电器不动作，该侧重合闸不起动。

若重合成功：N 侧在检定同步之后，再投入断路器，线路即恢复正常工作。

e B

I X I 1≤

思考：在检定线路无电压一侧的断路器，如重合不成功，就要连续两次切断短路电流，因此，该断路器的工作条件就要比同步检定一侧断路器的工作条件恶劣。如何解决这个问题呢？

解决方法：通常在每一侧都装设无电压检定和同步检定的继电器，利用联接片进行切换，使两侧断路器轮换使用每种检定方式的重合闸，因而使两侧断路器工作的条件接近相同。

思考：在使用检查线路无电压方式的重合闸的M 侧，当其断路器在正常运行情况下由于某种原因而跳闸时，由于对侧并未动作，因此，线路上有电压，因而就不能实现重合。如何解决这个问题呢？

解决方法：通常都是在检定无电压的一侧也同时投入同步检定继电器，两者的触点并联工作。此时如遇有上述情况，则同步检定继电器就能够起作用，当符合同步条件时，即可将误跳闸的断路器重新投入。

无电压检定继电器：就是一般的低电压继电器，其整定值的选择应保证只当对侧断路器确实跳闸之后，才允许重合闸动作。根据经验，通常都是整定为0.5倍额定电压。

电磁型同步检定继电器内部接线： 由铁芯、两个电压线圈、反作用弹簧及触点等构成。两个电压线圈，分别从母线侧和线路侧的电压互感器上接入同名相

结论：

?U 的大小与断路器两侧电压的幅值和相位差δ有关，如δ=0?时，?U=0，Φ∑=0，δ增加，Φ∑也增大，则作用于活动舌片上的电磁力矩增大。当δ大到一定数值后，电磁吸力吸动舌片，即把继电器的常闭触点打开，将重合闸闭锁，使之不能动作。当U M =U N 时、≤δ20?时，同步检定继电器KVV 常闭触点闭合，起动重合闸继电器，重合闸继电器经0.5～1s 后，发出合闸脉冲。

2

sin

2M U U =?