双侧电源线路自动重合闸设计
线路自动重合闸（一）
线路自动重合闸（一）在电力系统线路故障中，大多数都是“瞬时性”故障，如雷击、碰线、鸟害等引起的故障，在线路被保护迅速断开后，电弧即行熄灭。
对这类瞬时性故障，待去游离结束后，如果把断开的断路器再合上，就能恢复正常的供电。
此外，还有少量的“永久性故障”，如倒杆、断线、击穿等。
这时即使再合上断路器，由于故障依然存在，线路还会再次被保护断开。
由于线路故障的以上性质，电力系统中广泛采用了自动重合闸装置，当断路器跳闸以后，能自动将断路器重新合闸。
本期我们讨论一下线路自动重合闸的相关问题。
1、重合闸的利弊显然，对于瞬时性故障，重合闸以后可能成功；而对于永久性故障，重合闸会失败。
统计结果，重合闸的成功率在70%~90%。
重合闸的设置对于电力系统来说有利有弊。
（利）当重合于瞬时性故障时：（1）可以提高供电的可靠性，减少线路停电次数及停电时间。
特别是对单侧电源线路；（2）可以提高电力系统并列运行的稳定性，提高输电线路传输容量；（3）可以纠正断路器本身机构不良或保护误动等原因引起的误跳闸；（弊）当重合于永久性故障时：（1）使电力系统再一次受到冲击，影响系统稳定性；（2）使断路器在很短时间内，连续两次切断短路电流，工作条件恶劣；由于线路故障绝大多数都是瞬时性故障，同时重合闸装置本身投资低，工作可靠，因此在电力系统中得到了广泛的应用。
2、重合闸的分类理论上来讲，除了线路重合闸，还有母线重合闸和变压器重合闸，但权衡利弊，后两者用的很少。
因此我们只讨论线路重合闸。
按重合闸动作次数可分为：一次重合闸、二次（多次）重合闸；重合闸如果多次重合于永久性故障，将使系统遭受多次冲击，后果严重。
所以在高压电网中基本上均采用一次重合闸。
只有110kV及以下单侧电源线路，当断路器断流容量允许时，才有可能采用二次重合闸。
按重合闸方式可分为：三相重合闸、单相重合闸、综合重合闸；通常，保护装置设有四种重合闸方式：三重、单重、综重、重合闸停用。
这四种方式可以由屏上的转换把手或定值单中的控制字来选择。
110kV及以下双侧电源线路的自动重合闸装置装设规定有哪些
110kV及以下双侧电源线路的自动重合闸装置装设规定有哪些
【学员问题】110kV及以下双侧电源线路的自动重合闸装置装设规定有哪些？
【解答】1、并列运行的发电厂或电力系统之间，具有四条及以上联系的线路或3 条紧密联系的线路，可采用不检查同步的三相自动重合闸方式。
2、并列运行的发电厂或电力系统之间，具有两条联系的线路或三条联系不紧密的线路，可采用下列重合闸方式：
a.同步检定和无电压检定的三相重合闸方式；
b.并列运行双回线路，也可采用检查另一回线路有电流的自动重合闸方式。
3、双侧电源的单回线路，可采用下列重合闸方式：
a.解列重合闸方式，即将一侧电源解列，另一侧装设线路无电压检定的重合闸方式；
b.当水电厂条件许可时，可采用自同步重合闸方式；
c.为避免非同步重合及两侧电源均重合于故障线路上，可采用一侧无电压检定，另一侧采用同步检定的重合闸方式。
4、当符合下列条件，且认为有必要时，可采用非同步重合闸方式：
a.流过发电机、同步调相机或电力变压器的冲击电流不超过规定值时；
b.在非同步重合闸所产生的振荡过程中，对重要负荷的影响较小，或者可以采取措施减小其影响（例如尽量使电动机在电压恢复后，能自动起动，使同步电动机失步后，实现再同步等）时；
c.重合后，电力系统可以迅速恢复同步运行时。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
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。
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五、重合闸与继电保护的配合
11
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）
12
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。
输电线路三相一次自动重合闸 双侧电源线路的三相自动重合闸资料
三、重合闸的启动方式 1）控制开关与断路器位置不对应启动方式 断路器控制开关处合闸位置，断路器处跳闸状 态，两者位置不对应启动重合闸。 位置不对应启动重合闸可以纠正各种原因引起的 断路器“偷跳”，但是，当发生断路器辅助触点 接触不良、跳闸位置继电器异常以及触点粘牢等 情况时，就无法准确的判断断路器的位置，此时， 位置不对应启动重合闸失效。
1、工作原理
图3-4无电压检定和同步检定的三相自动重合闸示意图
2、检定同步的工作原理 （1）无电压检定和同步检定的逻辑原理图
图3－5 无电压检定和同步检定的逻辑原理图
在双侧电源单回线路上，若线路两侧的 SW1＝ “1”、SW2＝“1”、SW3＝“0”、SW4＝“0”， 则构成了不检定重合闸。 不检定重合闸分为三相快速重合闸和非同步重 合闸两种。 在单侧电源线路的电源侧，置SW1＝“1”、 SW2＝“1”、SW3＝“0”、SW4＝“0”（线路 侧无TV）， 就构成了单侧电源线路的三相自动重合 闸。
五闸于故障线路时，重合闸不应动作。 2）按频率自动减负荷动作跳闸、低电压保护动作跳闸、过 负荷保护动作跳闸、母线保护动作跳闸时，重合闸不允许 动作。 3）当选择检无压或检同步工作时，检测到母线TV、线路 侧TV二次回路断线失压时，重合闸不允许动作。 4）检线路无压或检同步不成功时，重合闸不允许动作。 5）断路器操作机构的气压或液压降低到不允许合闸的程度 ，或断路器弹簧操动机构的弹簧未储能时，重合闸不允许 动作。 6）断路器控制回路发生断线时，闭锁重合闸。 7）重合闸停用时，当断路器跳闸，不允许重合。 8）重合闸发出重合脉冲的同时，闭锁重合闸。
四、解列自动重合闸
图3－6 双侧电源线路上选用解列自动重合 闸示意图
五、自同期重合闸
图3－7 水电厂采用自同步重合闸示意图
第七章 输电线路的自动重合闸保护
返回目录电力系统继电保护新技术与故障检验调试电网与线路继电保护新技术第七章输电线路的自动重合闸保护第一节双侧电源输电线路的自动重合闸构成双侧电源线路重合闸的特点双侧电源线路即是两个或两个以上电源间的联络线，正常运行的线路传输一定的功率。
在这样的线路上实现重合闸时，除应满足对自动重合闸装置的技术要求以外，还必须考虑双侧电源线路的特点。
1.双侧电源线路保护切除故障时间不同当线路发生短路时，一侧保护为第Ⅰ段无时限动作去切除故障，而另一侧可能以第Ⅱ段0.5s 或1s时限动作去切除故障。
因此，当本侧断路器跳闸后，在进行重合闸前，必须保证对侧的断路器确已断开，故障点有足够的去游离时间，才能将本侧断路器首先合闸，以使重合闸能成功。
2.线路两侧电源之间有可能失去同步某些情况下，当线路发生故障被继电保护跳开后，线路两侧电源之间的电势角摆开，有可能使两侧电源间失去同步。
为此，重合闸时，对后合闸一侧的断路器应考虑两侧电源是否同步，以及是否允许非同步合闸的问题。
因此，在两侧电源的线路上，应根据电网的接线方式和具体的运行情况，采用不同的重合闸方式。
双侧电源线路重合闸主要方式1.三相快速自动重合闸在高压输电线路上，采用快速自动重合闸装置是提高系统并列运行稳定性和供电可靠性的有效措施。
所谓快速重合闸，就是当输电线路上发生故障时，继电保护装置能瞬时使线路两侧的断路器断开并接着进行重合。
快速重合闸从短路开始到重新合上断路器的整个时间大约为0.5～0.6s，在这样短的时间内两侧电源的电势来不及摆开到危及系统稳定破坏的角度，所以能保持系统稳定，恢复正常运行。
采用快速自动重合闸方式必须具备下列条件：(1)线路两侧的断路器都装有能瞬时动作的全线速动的继电保护装置，如高频保护等；(2)线路两端必须装设可以进行快速重合闸的断路器；(3)线路两侧断路器重新合闸时，两侧电势的相角差不会导致系统稳定破坏。
2.非同步自动重合闸非同步重合闸就是当线路两侧断路器跳闸以后，不管线路两侧电源是否同步。
双侧电源线路三相自动重合闸
2）如果线路上发生的是瞬时性故障，则无压侧检定无压重合成 功，同步侧线路有电压。这时，同步侧同步继电器既加入母线 电压也加入线路电压，于是同步侧KY开始检查两电压的电压差、 频率差和相角差是否在允许范围内，当满足同期条件时，KY触 点闭合时间足够长，经同步连接片使同步侧ARC动作，重新合 上同步侧断路器，线路便恢复正常供电。
设tKY=tKT时，是重合闸的临界动作条件，相应的角频率差即为 整定角频率差，设为ωs.set ， 设其在合闸过程中不变，则
s.set
(1 K re ) act t KT
t ky
(1 K re ) act
s
t KT
(1 K re ) act
s.s et
当实际角频率差 s s.set 时, 有 t KY t KT ，重合闸动作，从而 检定了同期的第二条件——频差的大小。 临界情况下，在图4-6（c）的2点发出重合闸脉冲，由于断路器 与U 的实际相 合闸时间tc的存在，断路器主触点闭合时， U M L 角差为δ3[如图4-6（c）3点]，若 ωs保持不变，则 角 δ3为：
三：检定无压和检定同期的三相自动重合闸 ——这种重合闸是当线路两侧断路器跳开后，其中一侧先检定线 路无电压而重合，称为无压侧；另一侧在无压侧重合后，检定线 路两侧电源满足同期条件时，才允许进行重合，称为同步侧。
工 作 流 程
1、工作原理 是在单侧电源线路的三相一次自动重合闸的基础上增加附加条件 来实现的
3 act stc
如果相角差 的大小为系统所允许，则也就检定了同期的第三个 条件——相位差的大小。
TWJA TWJB TWJC 合后继动作
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双侧电源线路自动重合闸设计
科技风2019年1月科技创新D O I ：10.19392/j. cnki. 1671-7341.201903003双侧电源线路自动重合闸设计王茹玉张治国西安交通工程学院陕西西安710300摘要：目前铁路供电系统中多采用架空式接触网供电方式，接触网一旦发生故障会导致牵引供电中断，严重影响行车。
而 接触网故障大多是瞬时性故障，因此只要将断路器重新合上，故障即可自行消除。
自动重合闸对铁路供电系统有很重要的作用和 意义。
不仅能缩短停电时间，还可以提高供电系统的可靠性和稳定性。
本文主要阐述了自动重合闸的意义，对自动重合闸的基本 要求和双侧电源线路自动重合闸的工作原理以及A A R 与继电保护配合方式。
关键词：自动重合闸；双侧电源线路一、 自动重合闸的意义经过大量的数据分析和研究表明，架空供电线路和接触网短路故障大多数是瞬时性的、自消的。
当线路发生故障时引起 继电保护装置启动控制断路器跳闸从而引起线路断电，其中有90M 的故障是瞬时性的，只需要将断路器重新合闸故障即可消除。
如果通过检查再重新将断路器进行合闸，这样速度慢，耽误时间较长，浪费人力。
因此在此基础上研究了自动重合闸装 置，即当断路器跳闸后由自动重合闸装置启动带动断路器重新 合闸，合闸后正常运行即表明是瞬时性故障，合闸后如果二次 跳闸即是永久性故障需要断电检修。
在铁路供电系统中，为了满足牵引供电的负荷要求多采用双边供电方式，当某一供电线路发生故障时为了可靠地切除故障需 要两侧的断路器跳闸。
因此需要设置双侧自动重合闸装置。
二、 双侧电源线路对自动重合闸的基本要求铁路供电系统中为了满足用电设备的负荷等级，根据用电负荷等级不同采用的供电方式也不同。
接触网供电多采用双边供电方式，因此双侧电源线路自动重合闸除需要满足单侧电源线路自动重合闸的条件，还有其特殊要求：(1 *当线路某处发生故障时，距离故障点近的保护装置先启动，距离故障点远的保护装置后启动，两侧继电保护装置以先后不 同的时限跳闸，为了保证可靠切除故障点，必须保证两侧的断路器 都跳闸以后自动重合闸才能启动。
自动重合闸
自动重合闸对自动重合闸装置的基本要求（网来）（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）自动重合闸装置动作次数应符合预先的规定。
（5）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。
（6）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。
（7）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。
讲诉自动重合闸的促进作用及基本建议，重点自学单侧电源、双侧电源自动重合闸装置的工作原理、接线及整定原则，同时自学重合闸装置与继电保护的协调及提升供电可靠性的措施，最后介绍综合重合闸的原理与750kv及以上特高压输电线路上重合闸的应用领域。
本课程内容：一、自动重合闸的作用及基本要求二、单侧电源电网线路的三相一次自动重合闸三、双侧电源线路的三相一次自动重合闸四、具备同步测验和并无电压测验的重合闸五、重合闸动作时限的挑选原则六、自动重合闸与继电保护的协调七、单相自动重合闸八、综合重合闸概述九、超高压、特高压输电线上重合闸的应用思考题与习题一自动重合闸的促进作用及基本建议（一）自动重合闸的促进作用电力系统的实际运行经验表明，在输电网中发生的故障大多是暂时性的。
如雷击过电压引起的绝缘子表面闪络，树枝落在导线上引起的短路，大风时的短时碰线，通过鸟类的身体放电等。
发生此类故障时，继电保护若能迅速使断路器跳开电源，故障点的电弧即可熄灭，绝缘强度重新恢复，原来引起故障的树枝、鸟类等也被电弧烧掉而消失。
这时若重新合上断路器，往往能恢复供电。
因此常称这类故障为暂时性故障。
对于暂时性故障，断路器断裂后再重合一次就能够恢复正常供电，从而可以增加停水时间，提升供电的可靠性。
再次再分上断路器的工作可以由运转人员手动操作方式展开，但手动操作方式导致的停水时间太短，用户电动机多数可能将已经暂停运转，因此，这种再次合闸的效果就不明显。
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双侧电源线路自动重合闸设计
作者：王茹玉张治国
来源：《科技风》2019年第03期
摘要：目前铁路供电系统中多采用架空式接触网供电方式，接触网一旦发生故障会导致牵引供电中断，严重影响行车。
而接触网故障大多是瞬时性故障，因此只要将断路器重新合上，故障即可自行消除。
自动重合闸对铁路供电系统有很重要的作用和意义。
不仅能缩短停电时间，还可以提高供电系统的可靠性和稳定性。
本文主要阐述了自动重合闸的意义，对自动重合闸的基本要求和双侧电源线路自动重合闸的工作原理以及AAR与继电保护配合方式。
关键词：自动重合闸；双侧电源线路
一、自动重合闸的意义
经过大量的数据分析和研究表明，架空供电线路和接觸网短路故障大多数是瞬时性的、自消的。
当线路发生故障时引起继电保护装置启动控制断路器跳闸从而引起线路断电，其中有90%的故障是瞬时性的，只需要将断路器重新合闸故障即可消除。
如果通过检查再重新将断路器进行合闸，这样速度慢，耽误时间较长，浪费人力。
因此在此基础上研究了自动重合闸装置，即当断路器跳闸后由自动重合闸装置启动带动断路器重新合闸，合闸后正常运行即表明是瞬时性故障，合闸后如果二次跳闸即是永久性故障需要断电检修。
在铁路供电系统中，为了满足牵引供电的负荷要求多采用双边供电方式，当某一供电线路发生故障时为了可靠地切除故障需要两侧的断路器跳闸。
因此需要设置双侧自动重合闸装置。
二、双侧电源线路对自动重合闸的基本要求
铁路供电系统中为了满足用电设备的负荷等级，根据用电负荷等级不同采用的供电方式也不同。
接触网供电多采用双边供电方式，因此双侧电源线路自动重合闸除需要满足单侧电源线路自动重合闸的条件，还有其特殊要求：
（1）当线路某处发生故障时，距离故障点近的保护装置先启动，距离故障点远的保护装置后启动，两侧继电保护装置以先后不同的时限跳闸，为了保证可靠切除故障点，必须保证两侧的断路器都跳闸以后自动重合闸才能启动。
双侧电源线路自动重合闸的第一个要求，就是要保证双侧断路器先后都跳闸。
（2）当线路某处发生短路故障时，两侧断路器先后跳闸后，先跳闸的一侧断路器自动重合闸启动后若恢复正常，另一侧重合闸方可启动，否则另一侧自动重合不启动。
三、双侧电源线路重合闸工作原理
（一）基本原理
（1）检无压。
双侧电源线路采用两端供电，当线路某处发生短路故障，满足继电保护条件，继电保护装置启动，为了保证可靠切除故障，必须使两端继电保护装置都先后启动，即短路线路两端断路器先后跳闸，保证故障点断电，此时先跳闸的一侧自动重合闸才能启动，即线路断电失压，简称无压检查，满足无压检查条件后，一侧AAR才能启动。
即如上图线路断电失压，欠压继电器KV满足欠压条件，带动KV常开触点断开，常闭触点闭合，QF常闭触点闭合。
即+—SA—KT线圈—R1—KV常闭触点—XB—QF常闭触点—﹣
（2）检同步。
线路故障，的两侧断路器都跳闸后，检查是否满足AAR启动第一个条件检无压，满足条件，先跳闸的断路器AAR启动。
自动重合启动后根据故障情况分为两种情况，一自动重合后再次跳闸，则判定是永久性故障需要维修，另一侧的自动重合不需要启动；二自动重合后正常，则判定是瞬时性故障，此时只需将另一侧自动重合启动重合闸即可恢复正常供电，满足另一侧AAR启动条件，即检查两侧供电是否同步，简称同步检查。
即如左图所示：线路失压后，一侧AAR启动，欠压继电器KV工作，常闭触点断开，常开触点闭合。
同步继电器KSD工作，常闭触点。
（二）自动重合闸动作时限的整定
断路器跳闸后，AAR是经过一定的时间自动重合才重新启动。
这个时限是由时间继电器KT设定实现的，但具体KT的延时设置需要考虑以下因素：
（1）断路器跳闸后，在短路点会产生电弧，动作时限必须确保电弧熄灭，使周围电介质恢复绝缘强度。
这样才能保证自动重合闸的成功。
（2）断路器上带有灭弧室，电弧熄灭后周围介质绝缘强度恢复，灭弧室能力恢复，断路器操作机构恢复原状为下一次灭弧作准备，也需要一定的时间。
四、AAR与继电保护的配合
AAR与继电保护的合理配合，不仅可以准确迅速的切除故障，同时可缩短停电时间，提高供电质量。
AAR与继电保护的配合方式主要有以下两种：
（一）前加速
当处于被保护部分的线路发生故障时，继电保护先于自动重合闸启动，先不按动作时限瞬时启动，可以快速的切除故障，然后自动重合闸启动，若是永久性故障，继电保护再按相应的动作时限启动。
即继电保护先无选择的动作，后判定故障是瞬时性还是永久性。
前加速的优点在于可以快速的切除故障，避免造成更大的影响，缺点在于继电保护第一次启动是无选择的，第二次才进行判定，如果是永久性故障则会造成大范围停电。
（二）后加速
当处于被保护部分的线路发生故障时，继电保护先于自动重合闸启动，按照设定的动作时限启动跳闸，之后自动重合闸启动，如果是永久性故障，继电保护不再按相应的动作时限启动，瞬时将故障消除。
即继电保护先判定故障后启动。
（三）特点
前加速的优点在于可以迅速的切除故障，避免造成更大的影响，缺点在于继电保护第一次启动是无选择的，第二次才进行判定，如果是永久性故障则会造成大范围停电。
后加速的特点刚好相反。
那么在选择时如果保护装置比较完善，第一次是无时限动作，时限较短可采用后加速方式，反之，可采用前加速方式。
参考文献：
[1]谭秀炳.铁路电力与牵引供变电系统继电保护[M].成都：西南交通大学出版社，2007.
[2]张保会.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2010.
[3]王体奎，郭建强.自适应自动重合闸与继电保护的组合研究[J].现代电子技术，2011.
[4]翟铁久.关于牵引供电系统接触网自动重合闸方式的探究[J].继电器，2005.
作者简介：王茹玉（1987.），女，陕西人，本科，讲师，主要从事电学方面的教学及科研工作。