电力系统继电保护 ——自动重合闸

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三、自动重合闸的分类


分类：
目的：1）保证并列运行系统的稳定性；2）尽快恢复瞬时故障元件的 供电，从而自动恢复整个系统的正常运行。
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根据重合闸控制的断路器所接通或断开的电力元件不同：线路重合 闸（10kV及以上，广泛采用）、变压器重合闸（后备保护动作时启 动）和母线重合闸（枢纽变电所）；
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双侧电源线路三相重合闸的最佳重合时间的概念
最佳重合时刻的条件：最后一次操作完成后，对应最终网络拓扑下 稳定平衡点的系统暂态能量值最小的时刻。
四、自动重合闸与继电保护的配合
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两种方式：（1）重合闸前加速保护；（2）重合闸后加速保护 前加速
主要用于35kV以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上，以便 快速切除故障，保证母线电压。 当任何一条线路上发生故障时，第一次都由线路始端保护瞬时无选 择性动作予以切除，重合闸以后保护第二次动作切除故障是有选择性
武汉理工大学自动化学院
唐金锐
tangjinrui@
自动重合闸
一、自动重合闸的作用及对它的基本要求 二、输电线路的三相一次自动重合闸 三、高压输电线路的单相自动重合闸 四、高压输电线路的综合重合闸简介
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 二、对自动重合闸的基本要求 三、自动重合闸的分类

二、单相自动重合闸的特点

故障相选择元件：电流选相、低电压选相、阻抗选相、相电流差突变 量选相

动作时限：除应满足三相重合闸时的要求（大于故障点灭弧时间、大 于断路器复归时间）外：

1）选相元件与继电保护以不同时限切除故障； 2）潜供电流对灭弧产生的影响：当故障相线路自两侧切除后，由于非故障相与断 开相之间存在有静电（通过电容）和电磁（通过互感）的联系，因此，虽然短路 电流已被切除，但在故障点的弧光通道中，仍然有电流。
二、双侧电源线路的检同期三相一次自动重合闸
三、重合闸时限的整定原则

最小重合闸时间：（1）等待故障点的故障消除、绝缘强度恢复；（2 ）重合到永久故障后，断路器条件可以保证断路器再次切断短路电流 单侧电源线路的三相重合闸 按照最小重合闸时间整定；0.3~0.4s
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双侧电源线路三相重合闸的最小时间 每一侧的重合闸都应该以本侧先跳闸而对侧后跳闸来整定时间
优点：可快速切除瞬时性故障；保证厂用电和重要用户的电能质量 缺点：工作恶劣、动作次数多；如果拒绝动作，将扩大停电范围。
四、自动重合闸与继电保护的配合

两种方式：（1）重合闸前加速保护；（2）重合闸后加速保护
2.
后加速
广泛用于35kV以上的网络及对重要负荷供电的输电线路上。
当线路第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。如果重 合于永久性故障，则在断路器合闸后，再加速保护动作瞬时切除故障， 而与第一次动作是否带有时限无关。 优点：第一次不会扩大停电范围；保证了永久性故障的选择性切除 ；不受网络结构和负荷条件的限制。 缺点：每个断路器上都要装设一套重合闸；第一次切除故障可能有 延时。

优点：1）能在绝大多数的故障情况下保证对用户的连续供电；2）提 高系统并列运行的动态稳定性。

缺点：1）按相操作的断路器；2）专门的选相元件；3）非全相运行
已在220~500kV线路上获得了广泛的应用。
三、输电线路自适应单相自动重合闸的概念

自适应单相自动重合闸：自动识别故障的性质，在永久性故障时不重 合的重合闸。

在单相故障被单相切除后，能够判别故障是永久性还是瞬时性的，并 且在永久性故障时闭锁重合闸，就可以避免重合于永久故障时的不利 影响。
高压输电线路的综合自动重合闸

实践中，往往将单相重合闸和三相重合闸的问题综合在一起考虑，称 为“综合重合闸”：

单相接地短路时跳开单相，然后进行单相重合；如重合不成功则跳开三相而不再 进行重合 各种相间短路时跳开三相，然后进行三相重合 当选相元件拒动时，跳开三相再进行三相重合 非全相运行时闭锁可能误动作的保护 单相跳开后重合闸拒绝动作，应跳开其他两相 两相的分相动作后，应联跳第三相 在重合不成功后，应能加速切除三相
凡是选用简单的三相重合闸能满足要求的，都选用三相重合闸； 当发生单相接地短路时，如果采用三相重合闸不能满足稳定要求， 出现大面积停电或重要用户停电，应选用单相重合闸或综合重合闸
输电线路的三相一次自动重合闸
一、单侧电源线路的三相一次自动重合闸 二、双侧电源线路的检同期三相一次 三、重合闸时限的整定原则
四、自动重合闸与继电保护的配合
一、单侧电源线路的三相一次自动重合闸

三相一次重合闸：无论本线路发生何种类型的故障，继电保护装
置均将三相断路器跳开，重合闸启动，经预定延时（可整定，一般在 0.5~1.5s间）发出重合脉冲，将三相断路器一起合上。若是瞬时性故 障，因故障已经消失，重合成功，线路继续运行；若是永久性故障， 继电保护再次动作跳开三相，不再重合。



二、双侧电源线路的检同期三相一次自动重合闸

相比单侧电源线路，其特点有（1）重合闸时两侧电源是否同步，是 否允许非同步合闸；（2）两侧保护动作时限不同，必须等两侧保护 均跳闸。 主要方式（1）快速自动重合闸；（2）非同期重合闸；（3）检同期 的重合闸。


检同期三相一次自动重合闸：一侧投入无电压检定和同步检定（两者 并联工作），而另一侧只投入同步检定。两侧的投入方式可以利用其 中的切换片定期轮换。




一、自动重合闸的作用

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自动重合闸的优势：
大大提高供电的可靠性，减小线路停电的次数，特别是对单侧电源 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，从而提高传输容量； 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，起 纠正的作用。
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高压输电线路的单相自动重合闸
一、单相自动重合闸与保护的配合关系 二、单相自动重合闸的特点 三、输电线路自适应单相重合闸的概念
高压输电线路的单相自动重合闸

单相自动重合闸：单相短路跳开故障单相，经一定时间重合单相，若 不成功再跳开三相的重合方式。
原因：220~500kV的架空线路上，线间距离大，绝大部分短路故障都 是单相接地短路。若仅将发生故障的一相断开，再进行单相重合，可 大大提高供电的可靠性和系统并列运行的稳定性。

非全相运行时，又发生故障，应有选择性的切除故障
条件不满足时，闭锁重合闸回路

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自动重合闸的不利：
使电力系统再一次受到故障的冲击，对超高压系统还可能降低并列 运行的稳定性。 使断路器的工作条件变得更加恶劣，短时间内连续切断两次短路电 流。油断路器在采用了重合闸以后，其遮断容量也要有不同程度的 降低。
2.
二、对自动重合闸的基本要求

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对自动重合闸的基本要求：
以下情况不希望重合闸重合时，重合闸不应动作：1）值班人员手动 或通过遥控装置将断路器断开；2）手动投入断路器，随即被断开； 3）断路器处于不正常状态； 断路器由继电保护动作或其他原因而跳闸后，重合闸均应动作，使 断路器重新合闸； 动作次数应符合预先的规定，如一次重合闸应该只动作1次。 动作以后，应能自动复归。 合闸时间应能整定，重合闸以前或重合闸以后加速继电保护动作。 双侧电源线路上，应考虑合闸时两侧电源间的同步问题。

工作原理框图：重合闸启动、重合闸时间、一次合闸脉冲、手动跳闸 后闭锁、手动合闸于故障时保护加速跳闸。
一、单侧电源线路的三相一次自动重合闸

重合闸启动：当断路器由继电保护动作跳闸或其他非手动原因而跳闸 重合闸时间：启动元件发出启动指令后，时间元件开始计时，达到预 定的延时后，发出一个短暂的合闸脉冲指令。可整定 一次合闸脉冲：当延时时间到后，它马上发出一个可以合闸的脉冲命 令，并且开始计时，准备重合闸的整组复归，一般为15~25s。 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，为消 除，设置闭锁环节。 手动合闸于故障时保护加速跳闸：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。
一、自动重合闸的作用

自动重合闸装置：当断路器跳闸以后能够自动地将断路器 重新合闸。
对瞬时性故障重合闸可以成功（指恢复供电不再断开）， 对永久性故障重合闸不可能成功。 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，一般在60%~90%之间，主要取决于瞬时性故障占总故 障的比例。 瞬时性故障：由雷电引起的绝缘子表面闪络，大风引起的 碰线，鸟类以及树枝等物掉落在导线上引起的短路等 永久性故障：线路倒杆，断线，绝缘子击穿或损坏等

一、单相自动重合闸与继电保护的配合

通常继电保护装置只判断故障发生在保护区内、区外，决定是否跳闸 ，而决定跳三相还是跳单相、跳哪一相，是由重合闸内的故障判别元 件和故障选相元件来完成的。 在单相重合闸过程中，由于出现纵向不对称，因此将产生负序分量和 零序分量。对于可能误动作的保护，应整定保护的动作时限大于单相 非全相运行的时间以躲开之，或在单相重合闸动作时将该保护予以闭 锁。
根据重合闸控制断路器连续合闸次数的不同：多次重合闸（与分段 器配合，配电自动化的重要组成部分）和一次重合闸（主要用于输 电线路）； 根据重合闸控制断路器相数的不同：单相重合闸，三相重合闸，综 合重合闸，分相重合闸。
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三、自动重合闸的分类
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没有特殊要求的单电源线路，宜采用一般的三相重合闸；