第6章 输电线路的自动重合闸
自动重合闸简介
第六章自动重合闸第一节自动重合闸的作用及对它的基本要求一、自动重合闸的作用电力系统中的故障，大多数是送电线路的故障，其中架空线路的故障率最高。
架空线路故障大多是“瞬时性”的，例如由雷电引起的绝缘子表面闪络，大风引起的碰线，通过鸟类以及树枝等掉落在导线上引起的短路等。
当线路被继电保护迅速断开后，电弧自行熄灭，故障点的绝缘强度重新恢复，外界物体被移开或烧掉而消失。
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，因此称这类故障是“瞬时性故障”。
对于由于线路倒杆﹑断线﹑绝缘子击穿或损坏等引起的故障，称为“永久性故障”。
因为在线路被断开后，它们仍然存在，此时即使再合上电源，线路会被继电保护再次断开，不能恢复正常的供电。
由于架空线路发生瞬时性故障的概率很高，因此，在线路被断开后再进行一次合闸，就有可能大大提高供电的可靠性。
为此在电力系统中广泛采用了自动重合闸装置（缩写为AR），即当断路器跳闸之后，能够自动地将断路器重新合闸的装置。
在线路上装设重合闸装置以后，由于它不能够判断是瞬时性故障还是永久性故障，因此，在重合以后可能成功恢复供电，也可能不成功。
用重合成功的次数与总动作次数之比来表示重合闸的成功率，根据运行资料的统计，成功率一般在60%~90%之间。
在电力系统中采用重合闸技术有显著的技术经济效果，可以大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数，这对单侧电源的单回线路尤为显著；在高压输电线路上采用重合闸，还可以提高电力系统并列运行的稳定性，从而提高输电线路的输送容量。
而且重合闸的投资很低，工作可靠，因此，在架空线路上获得了广泛的应用。
但是，如果重合于永久性故障，将使电力系统再一次受到故障的冲击，并可能降低系统并列运行的稳定性；而且要求断路器在很短的时间内连续两次切断短路电流，会使其工作条件变得更加严重。
因而，在短路容量较大的电力系统中，这些不利的条件往往限制了重合闸的使用。
二、对自动重合闸的基本要求一般情况下，当值班人员手动操作或遥控操作断路器跳闸时，或手动合闸于故障线路而跳闸时，自动重合闸装置均不应该进行合闸动作。
自动重合闸原理
自动重合闸原理
自动重合闸是电力系统中常用的一种保护装置，它能够在电力系统发生故障时快速切断故障电路，保护电力设备的安全运行。
自动重合闸工作的原理是通过监测电流、电压和其他参数的变化来判断电力系统是否存在故障。
当监测到电力系统出现故障时，自动重合闸会发出信号，切断故障电路。
同时，自动重合闸还会进行故障诊断，确定并记录故障信息，以便维修人员进行进一步分析和修复。
自动重合闸主要包括三个部分：故障检测、信号传输和刀闸控制。
在故障检测方面，自动重合闸会通过电流互感器和电压互感器监测电力系统的电流和电压，并将检测到的信号传输到信号传输部分。
在信号传输方面，自动重合闸会将检测到的信号传输到控制器，通过处理器进行信号处理和判断。
最后，在刀闸控制方面，自动重合闸会根据信号判断结果控制刀闸的开合，以实现故障切除和系统重合。
自动重合闸的优点在于其快速反应、准确判断故障和自动操作的能力。
它能够在电力系统发生故障时迅速切断故障电路，减少故障对电力设备的损害程度。
同时，自动重合闸的自动操作能力能够减轻维修人员的工作负担，提高电力系统的可靠性和安全性。
总之，自动重合闸是电力系统中一种重要的保护装置，通过监测和判断电力系统的故障情况，实现快速切断故障电路，保护电力设备的安全运行。
它的工作原理主要包括故障检测、信号
传输和刀闸控制。
自动重合闸的应用能够提高电力系统的可靠性和安全性，减少故障对电力设备的损害。
自动重合闸
五、重合闸与继电保护的配合
1. 重合闸前加速保护（简称为“前加速”）
I
I
I
A t I ARD
Bt
Ct
1
2
3
• 优点
– 能够快速切除各条线路上的瞬时性故障；
– 可能使瞬时性故障来不及发展为永久性故障， 从而提高重合闸的成功率；
– 所用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单
经济。
29
五、重合闸与继电保护的配合
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二、单侧电源线路的三相一次重合闸
重合闸 起动
重合闸 时间
一次合闸 脉冲
手动跳闸后闭锁 手动合闸后加速
与
合闸
信号
后加速 保护
1. 重合闸起动
① 保护动作起动 ② 手动跳闸起动（不对应起动）
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二、单侧电源线路的三相一次重合闸
重合闸 起动
重合闸 时间
一次合闸 脉冲
手动跳闸后闭锁 手动合闸后加速
与
9
一、三相自动重合闸
三相一次重合闸方式就是不论在输电线 路上发生单相接地短路还是相间短路，继电 保护装置均将线路三相断路器断开，然后重 合闸起动，将三相断路器一起合上。若故障 为瞬时性故障，则重合成功；若故障为永久 性故障，则继电保护将再次将断路器三相断 开，不再重合。
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一、三相自动重合闸
对单侧电源线路三相自动重合闸的基本要求： —安装地点：线路电源侧 —适用范围：35kV及以下线路（三相一次重合 闸） —线路特点：只有一个电源供电（不存在非同 期重合闸问题）
Bt
Ct
1
2
3
主要用于35KV以下由发电厂或重要变 电站引出的直配线路上，以便快速切除故 障，保证母线电压降低的时间最短。
输电线路自动重合闸装置的主要作用
输电线路自动重合闸装置的主要作用一、输电线路自动重合闸装置的主要作用在电力系统中，由于输电线路是发生故障几率最多的元件，约占电力系统故障的90%左右。
因此，采取措施提高输电线路供电的可靠性是非常重要的，而自动重合闸装置正是提高输电线路供电可靠性的一种自动装置。
其作用主要体现在以下几个方面：1.提升电网线路供电的可靠性，增加因瞬时性故障停水所导致的损失。
输电线路的故障可分为瞬时性故障和永久性故障两种。
电力系统运行经验表明，80%～90%以上的故障是瞬时性故障，例如：由雷电引起的绝缘子表面闪络、大风引起的短路时碰线、通过鸟类身体的放电及树枝等物掉落在导线上引起的短路等。
这类故障由继电保护动作断开电源后，故障点的电弧自行熄灭，绝缘强度重新恢复，故障自行消除，此时，若重新合上线路断路器，就能恢复正常供电。
而永久性故障，如倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏等，在故障线路电源被断开后，故障点的绝缘强度不能恢复，故障仍然存在，即使重新合上线路断路器，又要被继电保护装置再次断开。
由于输电线路的故障大多是瞬时性故障，因此，若线路因故障被断开之后再进行一次重合，其恢复供电的成功可能性是相当大的，自动重合闸装置就是输电线路在发生故障而使被跳闸的断路器自动、迅速地重新自动投入的一种自动装置，简称aar。
根据多年来运转资料统计数据，电网线路aar装置的动作成功率通常仅约60％～90％。
可知使用自动重合闸装置去提升供电可靠性的效果就是很显著的。
2.加快事故处理后电力系统电压恢复速度。
自动重合闸过程中断供电时间很短，因为从电网线路出现事故后，断路器停水至重合闸重合顺利，整个循环过程只须要几秒，电动机还没全然刹车，电压就已恢复正常，此时电动机自再生制动时的自再生制动电流必须比轻易启动时电流小得多，有助于系统电压的恢复正常。
3.弥补输电线路耐雷水平降低的影响。
在电力系统中，10kv电网线路通常不装设避雷器，35kv线路通常仅在入线段1km左右范围内装设避雷线，线路耐雷水平较低。
输电线路自动重合闸的作用及基本要求输电线路三相一次自动重合闸资料课件
自动重合闸装置应具备适应不同运行 方式和故障情况的能力，能够在各种 情况下正确、可靠地动作，提高线路 的稳定性和可靠性。
03
路三相一次自重合 料
三相一次自动重合闸的原理
原理概述
三相一次自动重合闸是一种用于输电线路的自动 保护装置，其原理是当线路发生故障时，自动检 测并识别故障，然后迅速将线路断开并重新合上， 以提高供电可靠性。
改善系统运行方式
自动重合闸能够根据系统的运行状态和需要进行自动调整和优化，从而改善系统 的运行方式和稳定性。
在一些特殊情况下，如系统负荷过重或线路故障时，自动重合闸能够通过快速切 断故障线路来保护整个系统的安全稳定运行。
02
路自重合的本 要求
动作快
总结词
自动重合闸装置应迅速动作，缩 短故障线路的停电时间，提高供 电可靠性。
02
在单相接地、相间短路等故障情 况下，自动重合闸能够显著缩短 停电时间，提高供电的及时性和 可靠性。
提高供电可靠性
通过自动重合闸，可以大大减少因断 路器误动作或人工操作不及时等原因 造成的停电事故。
在一些瞬时性故障情况下，自动重合 闸能够成功地重新建立供电，避免了 因停电而造成的生产和生活的不便。
详细描述
在发生瞬时性故障时，自动重合 闸装置应尽快动作，快速恢复供 电，减少停电对用户造成的影响。
成功率高
总结词
自动重合闸装置应具有高成功率，确 保在大多数情况下能够成功重合闸。
详细描述
自动重合闸装置应具备较高的成功率， 在大多数情况下能够成功实现重合闸， 提高线路的可靠性。
适应性强
总结词
自动重合闸装置应具有较强的适应性， 能够适应不同的运行方式和故障情况。
用于实时监测线路的电流、电 压等参数，并将数据传输给装置。
自动重合闸原理
自动重合闸原理
自动重合闸是电力系统中的一种保护装置，用于自动恢复电力供应和减少停电时间。
它能够实现对电力系统中断电事故的快速切除和自动回复操作。
自动重合闸的工作原理如下：
1. 监测电力系统状态：自动重合闸装置通过接收与电力系统相关的信号，如电流、电压、频率等，监测电力系统的状态。
2. 检测异常情况：当系统发生故障或异常情况时，自动重合闸装置会检测到这些异常，并根据预设的保护参数进行判断。
3. 切除电力系统：当自动重合闸装置判断出电力系统发生故障或异常情况时，它会迅速切除电力系统，即打开断路器或切断电力供应，以避免故障扩大或造成更大的损失。
4. 分析故障原因：自动重合闸装置会通过对故障信号的分析，确定故障的位置和原因，为后续的维修工作提供参考。
5. 重启电力系统：在故障得到修复或自动重合闸装置判断故障消除后，它会恢复电力供应并重新闭合断路器，将电力系统重新连接起来。
自动重合闸装置的作用是保护电力系统的安全运行。
它能够快速切除故障电路，减少停电时间，提高电力供应的可靠性。
同
时，它还能够避免对电力系统的损坏，确保电力系统的稳定性和可用性。
《电力系统自动装置》---输电线路的自动重合闸装置
电力系统 自动装置原理
2.3单侧电源线路的三相自动重合闸
正常运行：
电力系统 自动装置原理
2.3单侧电源线路的三相自动重合闸
瞬时故障： 开关误跳：
电力系统 自动装置原理
2.3单侧电源线路的三相自动重合闸
永久故障：
电力系统 自动装置原理
2.3单侧电源线路的三相自动重合闸
2.3单侧电源线路的三相自动重合闸
电力系统 自动装置原理
2.3单侧电源线路的三相自动重合闸
（一）主要元件及装置接线 SA触点通断情况图
电力系统 自动装置原理
2.3单侧电源线路的三相自动重合闸
（二）工作原理 1、正常运行，SA和QF都处在合闸后， QF1打开， KCT线圈失电，KCT1开。 QF2闭合，SA（ 13-16）通，红灯HR亮平光； SA（21-23）通，ST于“投入”，其（1-3）通，KM完 好，HL1亮。 C充电。。。
电力系统 自动装置原理
2.3单侧电源线路的三相自动重合闸
（五）讨论： KM电流线圈起自保持作用：由于C对KM电压线圈放 电只是短时起动，不能保证合闸过程KM一直处在动 作状态，于是通过自保持电流线圈使KM在合闸过程 中一直处于动作状态，从而使断路器可靠合闸
电力系统 自动装置原理
2.3单侧电源线路的三相自动重合闸
电力系统 自动装置原理
2.1 输电线路自动重合闸装置的作用
二、自动重合闸装置的主要作用 6、采用ARE后，对系统带来不利影响：当重合于永久 性故障时，系统再次受到短路电流的冲击，可能引起 系统振荡。同时，断路器在短时间内连续两次切断短 路电流，使断路器的工作条件恶化。因此，自动重合 闸的使用有时受系统和设备条件的制约。ARE主要用 于架空线路,对于电缆线路，由于其故障机率较小，即 使发生故障，往往是绝缘遭受永久性破坏，所以不采 用自动重合闸。
自动重合闸的作用及要求
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。
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所谓同步问题，是指当线路两侧断路器 断开后，线路两侧电源间电动势相位差将增 大，有可能失去同步，这时候合闸一侧的断 路器重合时，应考虑线路两侧电源是否同步 以及是否允许非同步合闸问题。 在采用三相自动重合闸时一般都采用检 查线路无电压和检查同步的AAR装置。
2．检定线路无电压和检定同步的三相 自动重合闸
（1）长期出现负序电流将引起发电机的 附加发热； （2）长期出现负序和零序电流，对电网 继电保护的影响； （3）长期出现零序电流对通信线路的干 扰。
6.3.4 综合重合闸构成的原则及要求
1．综合重合闸的启动Байду номын сангаас式 2．三相重合闸的同期方式
（1）非同期重合。 （2）检同期。 （3）检无压。
3．应具有分相跳闸回路 4．应有分相后加速回路 5．应具有故障判别及三相跳闸回路 6．应具有适应不同性能保护的接入回路 7．应适应断路器性能的要求 8．应有相关回路能输出保护和安全自动 装置的信号
9．其他问题
（1）除了为实现分相后加速而设置的分 相识别相电流元件外，还需设置可作辅助电流 保护（相电流速断）或辅助选相的相电流元件。 （2）对应阻抗选相方式，应有选相元件 的独立工作回路。 若经计算，选相元件在非全相运行期间不 误动作时，可使其独立工作，承担当健全相再 发生故障时的基本保护。 （3）也应配备元压检定和同步检定回路， 以实现元压检定和同步检定的三相重合闸方式。
图6-3 双电源线路检查无电压和同步的三相自动重合闸示意图
3．非同步自动重合闸
采用非同步自动重合闸的条件：
① 非同步重合闸时产生的实际可能最大冲击 电流应不超过规定的允许值。 ② 避免在大容量发电机组附近采用非同步重合 闸，其目的是防止机组轴系损伤，影响机组的使用 寿命。 ③ 非同步重合闸后，拉入同步的过程是一种振 荡状态各点电压均出现不同程度的波动，应注意减 小其对重要负荷的影响。 ④ 应设法避免非同步重合闸的振荡过程以及断 路器三相触头不同时闭合所引起的保护误动作问题。
6.2 输电线路三相自动重合闸原理
6.2.1 单侧电源线路的三相一次自 动重合闸 6.2.2 双侧电源线路的三相自动重 合闸 6.2.3 自动重合闸与继电保护的配 合
6.2.1 单侧电源线路的三相一次自 动重合闸
图6-1 单侧电源线路的三相一次自动重合闸AAR工作流程图
1．重合闸的启动
图6-2 重合闸程序逻辑框图
2．重合闸检同期原理 3．一次合闸脉冲原理 4．闭锁重合闸逻辑 5．重合闸复归原理
6.2.2 双侧电源线路的三相自动重合闸
1．双侧电源线路装设重合闸装置应重点 考虑的两个问题
所谓故障点的断电时间问题，是指线路 两侧保护装置可能以不同的时限断开两侧断 路器，以保证故障电弧的熄灭和足够的去游 离时间，使AAR装置动作有可能成功，线路一 侧AAR装置应保证在两侧断路器都跳闸以后约 0.1～0.5s，再进行重合。
根据运行经验，在110kV以上的大接地电 流系统的高压架空线上，有70%以上的短路故 障是单相接地短路。 特别是220～500kV的架空线路，由于线 间距离大，单相故障可高达90%。 因此，若线路上装有可分相操作的三个 单相断路器，当发生单相接地短路时，只断 开故障相断路器，而未发生故障的其余两相 可继续运行。 这样不仅可以提高供电的可靠性和系统 并列运行的稳定性，还可以减少转换性故障 的发生。
② 对于双端供电的高压输电线路，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本身机构不良， 或继电保护误动作而引起的误跳闸。 ④ 自动重合闸与继电保护配合，在很多 情况下，可以加速切除故障。
3．对自动重合闸装置的基本要求
① 自动重合闸装置动作应迅速。 ② 手动跳闸时不应重合。 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。 ④ 自动重合闸装置宜采用控制开关位置与断路 器位置不对应的原理启动。 ⑤ 自动重合闸装置动作次数应符合规定。 ⑥ 自动重合闸装置动作后应自动复归，准备好 再次动作。 ⑦ 自动重合闸装置应能在重合闸动作后或重合 闸动作前，加速继电保护的动作。 ⑧ 自动重合闸装置可自动闭锁。
为了方便起见，程序流程图仍用“充电” 和“放电”来描述这“计数器”的计数和清 零，用综合插件面板的LED指示预充电是否已 满。 如果未充满的情况下线路发生相间故障， 综合重合闸装置作“放电”处理，就不再重 合；如果此时线路发生单相故障，为防止单 跳后长期非全相运行，综合重合闸装置也作 “放电”处理，并且发出“三跳”指令。 重合闸在重合一次后迅速“放电”，如 果重合至永久性故障线路保护再次跳闸时， 因来不及“充满”电而不能进行第二次重合。
6.3.3 综合重合闸需要考虑的特殊 问题
1．需要设置故障选相元件
根据电网接线和运行的特点，常用的选 相元件有如下几种。 （1）相电流选相元件（每相上装过电流继电器） （2）相电压选相元件（每相上装低电压继电器） （3）阻抗选相元件（采用带零序电流补偿的接线）
表6-1
2．需要设置故障类型判别元件
4．三相快速自动重合闸
采用三相快速自动重合闸方式应具备下列条 件： ① 线路两侧都装有瞬时切除全线故障的快 速保护，如高频保护等； ② 线路两侧都需装有可以进行快速重合闸 的断路器，如快速空气断路器； ③ 断路器合闸时，线路两侧电动势的相角 差为实际运行中可能的最大值时，通过设备的冲 击电流周期分量 I ch.max 不得超过规定的允许值； ④ 快速重合于永久性故障时，电力系统有 保持暂态稳定的措施。
6.2.3 自动重合闸与继电保护的配合
1．重合闸前加速保护
图6-4 AAR前加速保护
2．重合闸后加速保护
图6-5 AAR后加速保护
6.3 输电线路综合自动重合闸原理
6.3.1 选用 6.3.2 方法 6.3.3 题 6.3.4 综合重合闸的重合闸方式及其 一次重合闸的实现及微机模拟
综合重合闸需要考虑的特殊问 综合重合闸构成的原则及要求
综合重合闸方式是当线路发生单相故障 时切除故障相，实现一次单相重合闸；当线 路发生各种相间故障时均切除三相，实现一 次三相重合闸。 停用重合闸方式是当线路发生各种故障 时切除三相，不进行重合闸。
6.3.2 一次重合闸的实现及微机模 拟方法
常规的重合闸为了防止两次重合，都用 一个电容器构成一次合闸脉冲元件。 电容器有15s左右的充电时间，对于微机 型的重合闸装置并没有设置这样的充电电容 器，但可用软件计数器模拟这种一次合闸脉 冲元件。 在采样中断服务程序里每中断一次，计 数器加1，以此模拟充电延时。
这种单相重合闸方式是指当线路发生单 相接地故障时，保护动作只跳开故障相断路 器，然后进行单相重合。 若重合于永久性故障，而系统又不允许 长期非全相运行，则跳开三相断路器，不再 重合。 当线路发生相间短路或因其他原因跳开 三相断路器时，不进行重合闸。
6.3.1 综合重合闸的重合闸方式及 其选用
综合重合闸有单相、三相、综合及停用 重合闸四种工作方式。 单相重合闸方式是当线路发生单相故障 时切除故障相，实现一次单相重合闸；当发 生各类相间故障时均切除三相而不重合闸。 三相重合闸方式是当线路发生各种类型 故障时均切除三相，实现一次三相重合闸。
第6章 输电线路的自动重合闸
6.1 概述 6.2 输电线路三相自动重合闸原理
6.3 输电线路综合自动重合闸原理
6.1 概述
1．输电线路装设自动重合闸的意义 2．自动重合闸装置的主要作用及分类
输电线路上采用自动重合闸装置的作用 可归纳如下。 ① 提高输电线路的供电可靠性，减少因 瞬时性故障停电造成的损失。
图6-7 继电保护、故障选相元件以及故障判别元件配合工作的原理框图
3．应考虑潜供电流对单相重合闸的影响
图6-8 C相单相接地时，潜供电流的示意图
4．应考虑非全相运行对继电保护及其 他方面的影响
（1）零序电流保护。 （2）距离保护。 （3）相差高频保护。 （4）方向高频保护。
5．长期非全相运行时应考虑的问题