自动重合闸断路器分析
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。
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
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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。
第5章 自动重合闸
5.3 高压输电线路的单相自动重合闸
5.3.2单相自动重合闸的特点
2、动作时限的选择 满足：故障点灭弧和周围介质去游离时间，大于断路器及其操作 机构复归原状准备好再次动作的时间。
此外考虑： （1）两侧不同时限切除故障的可能性； （2）潜供电流对灭弧所产生的影响，图5.13（P161) 根据实测确定灭弧时间，我国电力系统220KV 的线路上为0.6s以 上。
5.2 输电线路的三相一次自动重合闸
2、双侧电源线路重合闸的主要方式
（2）非同期自动重合闸
当重合闸时间不够快，两侧电势功角摆开较快，但冲击电流未超 过规定值，可采用非同期自动重合闸。 （3）检同期自动重合闸 当必须满足同期条件才能重合闸时，需要采用检同期自动重合闸。 具体方法： 1）系统有3个及3个以上联系线路，可以不检同步重合闸；
5.2 输电线路的三相一次自动重合闸
（3）检同期自动重合闸
方法：
2）双回线路，检查另一线路有电流时，可以重合(见图5.2）；
5.2 输电线路的三相一次自动重合闸
3）必须检定同步的重合，其步骤：一侧先检无压合闸，另一侧再 同步合闸（图5.3所示） 3、具有同步检定和无电压检定的重合闸 缺陷：检查线 路无压合闸的 一侧，若正常 时误跳，这时 由于对侧并未 动作，线路上 有电压，因而 不能实现重合。
在220KV-500KV 的线路上获得了广泛的应用。110KV不推荐使用 。
5.3 高压输电线路的单相自动重合闸
5.3.3 输电线路自适应单相重合闸的概念
能自动识别故障的性质，在永久故障时不重合的重合
闸称之为自适应重合闸。 参考文献【3】
5.4 高压输电线路的综合重合闸简介
在线路上设计自动重合闸装置时，将单相重合闸和三相重合闸综 合在一起，当发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式工作； 当发生相间短路时，采用三相重合闸方式工作。综合考虑这两种 重合闸方式的装置称为综合重合闸装置。
安全自动装置之自动重合闸讲解
12.10.4 线路故障跳闸后，当开关允许遮断故障次 数（220千伏以上分相统计）少于两次时，输变电 设备运维人员、厂站运行值班人员应向管辖调度提 出要求，停用该开关的重合闸。若开关的故障切除 次数已达到规定次数，厂站运行值班人员、输变电 设备运维人员应根据规定向相关调控机构提出运行 建议。 12.18.5.3 线路故障跳闸后，投入无压重合闸的开 关未重合，当判明线路上确实无电压时，可立即强 送一次。
三相重合闸，是指不论在输配电线路上发生单相 短路还是相间短路，继电保护装置均将线路三相 断路器同时跳开，然后启动自动重合闸再同时合 三相断路器的方式。 一般在线路两侧分别为电源与用户，相互联系较 强的线路采用三相重合闸。
优点：
使用三相重合闸时，各种保护的出口回路可以直 接动作于断路器。
缺点：
在每一侧都装设同步检定和无电压检定的继电器利用连片进行切换使两侧断路器工作的条件接近相同即两侧断路器切断故障的次数大致相同避免长期用某一侧断路器切断故障为了尽可能利用自动重合闸所提供的条件以加速切除故障继电保护与之配合时一般采用如下两种方式
安全自动装置 ——自动重合闸
2018.01
目
录
基本介绍 重合闸的基本要求 动作时限选择原则 重合闸启动方式 与继电保护的配合 重合闸分类
重合闸前加速就是当线路上发生故障时，靠近电源
缺点：靠近电源一侧断路器工作条件恶化， 侧的线路保护首先瞬时无选择性地动作跳闸，而后 切除故障次数与合闸次数多，当重合闸拒 动或断路器拒动时，将扩大停电范围；重 借助重合闸来纠正这种非选择性的动作。当重合于 合于永久性故障时，故障切除的时间较长。
永久性故障时，无选择的保护自动解除，保护按各
第5章 自动重合闸
重合闸 起动
t ZCH
一次合闸 脉冲元件
(放电)
与 执行元件
控制开关KK
（3）一次合闸脉冲元件 保证重合闸装置只重合一次 控制开关KK对一次合闸脉冲元件放电的作用 是为了防止手动跳闸和手动合闸时重合闸进行重合
重合闸 起动
t ZCH
一次合闸 脉冲元件
(放电)
与 执行元件
控制开关KK
（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。
进行自动重合。
使用条件 • 线路两侧均装有全线瞬时动作的保护 • 有快速动作的断路器，如快速空气断路器 • 冲击电流未超过允许值
冲击电流周期分量的估算
2E I sin Z 2
当非同步重合闸时，冲击电流周期分量不应超过下表数值 机组类型 汽轮发电机 水轮发电机 有阻尼回路 允许值 0.65IN/X”d 0.6IN/X”d
适用范围：35kV以下由发电厂或重要变电站引出 的直配线路上。
2.重合闸后加速保护
ARD 1
QF1
k
ARD 2
QF2
ARD 3
QF3
ARD 4
QF4
优点： 第一次跳闸时有选择性的； 永久性故障能快速切除，有利于系统并联 运行的稳定性； 使用中不受网络结构和负荷条件的限制。
2.重合闸后加速保护
无阻尼回路
0.65IN/X’d
0.84IN/X”d IN/XT
同步调相机 电力变压器
（2）非同期重合闸
不考虑系统是否同步而进行自动重合闸的 方式 使用条件：冲击电流未超过允许值 继电保护要考虑系统振荡对它的影响，并 采取必要的措施
（3）检查双回线另一回线电流的重合闸方式
500kV断路器自动化重合闸装置配置原理及应用
关键 词： 重合 闸 沟通三跳 闭锁 加 速
中图分 பைடு நூலகம்号 ： Ｔ Ｍ５ ６ １
文献 标识码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ０ ９ １ — ０ ２
此时后合重合 闸将以重合 闸整 定时 限动作 ， 避免后合重合闸作 电力 系统特别 是高压输 电线路的故 障 ， 大多数是瞬 时性故 障， 号， 以尽量保证 系统 的稳 定性 。 采用 自动重合 闸装置 ， 可以使系统故 障跳 闸后很快恢复正常运行 ， 出不必要的延时 ， 即重合成功 。 这不仅提 高了供 电的可靠性 ， 而 且有 利于暂态稳定 。 ５重合 闸 与沟 通三 跷 １ 重 合 闸 的基本 要 求 沟通三跳就是指 ， 无论是选相跳闸还是非选相跳 闸， 都将三相 重合闸的基本要求是 ， 在重合 闸正常投入 的常 况下 ， 除手动操 作断开断路器 或手投入故障线路保护跳 闸两种情况 ， 其他 的重合闸 都应动作 。 重合闸愈快对稳定愈有利 ， 但是重合闸的动作时间受到 短路处去游 离时间和超高压线路潜供 电流的影响 ， 一般短路点往往 会 出现 电弧， 如果 重合 过快 ， 则产 生电弧的短 路点可能因去游离不 够而造成 电弧重燃 ， 使重合 闸不成功甚至故 障扩大 。 跳闸回路一起起动跳 闸。 不一样 的厂家实现这一 目的的手段是不一 样的 ， 如南瑞和 南 自的区别 ： 南瑞保 护柜上有一块２ ４ Ｖ的“ 沟 通三 跳” 功能压板 ， 压板投入 即三跳 ， 压板不投， 即使 重合 闸退 出也是选 相跳 闸； 南 自保护柜上是一块开 出压板， 是用于连接别 的保护装置 ， 使被 连接 的保 护沟通 三跳 的， 其内部有沟通三跳接点 ， 在满足一定 条件 如重 合闸退 出或故 障时该接点 闭合 ， 不但 使本保护沟通三跳 ， 同时使沟通三跳开 出压板连接的保护也沟通三跳 ， 也就是说沟通三 跳功 能是 由装置 自动实现 的。 但不 管采用何种投入方式 ， 它都和微 机 线路保护装置 的保护 出 口接 点串联。
低压自动断路器的电动机保护功能分析
低压自动断路器的电动机保护功能分析电动机是工业生产中常用的动力设备，其正常运行对于保障生产流程的顺利进行至关重要。
为了保护电动机免受过载、短路、欠压等异常情况的影响，低压自动断路器广泛应用于电动机的保护系统中。
本文将对低压自动断路器的电动机保护功能进行分析。
一、过载保护功能过载是指电动机长时间工作在超过其额定电流范围内的状态。
过载会导致电动机过热、损坏甚至引发火灾等安全问题。
低压自动断路器通过电动机的额定电流和运行时间进行监测，当电流超过额定值且持续时间超过设定的保护时间时，断路器会迅速切断电路，实现过载保护。
二、短路保护功能短路是指电路中两个节点之间发生直接连接，造成电流过大的现象。
短路会导致电动机电流突然增大，可能引起电路过载、设备损坏甚至火灾等危险。
低压自动断路器采用瞬时短路保护功能，当电流突然增大且超过设定的瞬时保护值时，断路器会迅速切断电路，避免潜在的危险。
三、欠压保护功能欠压是指电动机供电电压低于额定电压的状态。
欠压会导致电动机无法正常启动或运行，影响生产效率甚至造成设备损坏。
低压自动断路器具有欠压保护功能，当电动机供电电压低于设定的欠压阈值时，断路器会自动切断电路，保护电动机免受欠压的影响。
四、瞬时断电保护功能电力系统中可能出现瞬时断电的情况，例如由于线路故障或雷击等原因。
瞬时断电会导致电动机突然停止运行，可能造成设备损坏或生产中断。
低压自动断路器具有瞬时断电保护功能，当电力系统发生断电时，断路器会立即切断电路，保护电动机免受断电的影响。
五、自动重合闸功能当低压自动断路器保护功能触发后，保护装置会自动切断电路，此时需要对断路器进行复位操作。
低压自动断路器具有自动重合闸功能，即在检测到故障消除后，断路器会自动闭合电路，使电动机恢复正常运行。
六、远程监测和报警功能随着物联网技术的不断发展，低压自动断路器逐渐具备了远程监测和报警功能。
通过与网络连接，可实现对电动机及断路器状态的远程监测和实时报警。
自动重合闸
3、 U 的大小与相位（或频率）的关系： s t U 2U M sin 2U sin (6.7) 2 2
可见，U 将随着δ （角频率ω S）的增大而增大。
加于同步检查继电器上的电压△U与幅值和相位的关系 （a) 幅值不等但同相位； (b) 不同相位，但幅值相等
重合闸后加速
当线路发生故障后，保护有选择性地动作切除故障，重合闸进行—次重合 以恢复供电。若重合于永久性故障时，保护装臵即不带时限无选择性的动作断 开断路器，这种方式称为重合闸后加速。
断路器灭弧
电弧的特点是： （1）起弧电压、电流数值低 （2）电弧能量集中，温度很高 （3）电弧是一束质量很轻的游离 态气体，在外力作用下，很易弯曲、 变形。 （4）电弧有良好的导电性能、具 有很高的电导： （5）电弧有阴极区（包括阴极斑 点）、弧柱区（包括弧柱、弧焰）、 阳极区（包括阳极斑点）三部分组 成。 游离作用： 当开关工作时，介质会由绝缘状 态变成导电状态。介质的放电现象 是由于电场、热、光的作用下，介 质里的中性质点产生自由电子、正、 负离子的结果。这种现象我们称为 游离作用。在介质中产生的游离作 用达到一定程度时，介质将被击穿， 而产生电弧放电。电弧的形成是由 于介质的游离而发生的。
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2015-3-24
KKJ（合后继电器）
KKJ的由来 现在微机保护操作回路都会有KKJ继电 器。它是从电力系统KK操作把手的合后位 臵接点延伸出来的，所以叫KKJ。 KKJ继电器实际上就是一个双圈磁保持 的双位臵继电器。该继电器有一动作线圈 和复归线圈，当动作线圈加上一个“触发 ”动作电压后，接点闭合。此时如果线圈 失电，接点也会维持原闭合状态，直至复 归线圈上加上一个动作电压，接点才会返 回。当然这时如果线圈失电，接点也会维 持原打开状态。手动/遥控合闸时同时启动 KKJ的动作线圈，手动/遥控分闸时同时启 动KKJ的复归线圈，而保护跳闸则不启动复 归线圈（保护跳闸和手动/遥控跳闸回路之 间加有的二极管就是为实现此目的）。这 样KKJ继电器（其常开接点的含义即我们传 统的合后位臵）就完全模拟了传统KK把手 的功能，这样既延续了电力系统的传统习 惯，同时也满足了变电站综合自动化技术 的需要。
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Gewiss自复位断路器与国内的自动重合闸漏电保护器的区别
一、主体结构的差别
GEWISS自复位断路器的主体是机械式断路器＋智能驱动模块；
国产自动重合闸漏电保护器的主体是继电器＋驱动电子板；
基于结构上的根本区别，导致其在应用上也存在本质的区别，Gewiss自复位断路器作为低压保护器件可用于线路的保护，继电器却只能作为设备通断电的控制器件而不能作为线路的保护器件来应用，也就是说国产的自动重合闸漏电保护器作为线路的保护器件来用根本就是不符合低压配电规范的。
二、功能的差别
GEWISS的自复位断路器具有的功能只是在断路器的基本保护功能上增加了线路的故障检测功能、故障报警功能和自动复位功能。
国产的自动重合闸漏电保护器则看起来像一个万能的断路器，具有过压保护、欠压保护、过载保护、短路保护、漏电保护、故障告警、自动复位、防雷功能等等。
但是其核心的问题是继电器根本不具有灭弧能力，怎么可能实现短路保护呢！当其通过大电流的时候触点可能会烧结在一起无法断开，而当漏电电流是一个短路电流时，其连漏电保护的功能都实现不了。
三、安全性的差别
GEWISS的漏电断路器全部采用的是电磁式的，并且对于交流漏电和直流漏电都动作。
国产自动重合闸漏电保护器都是电子式的（在欧洲已经淘汰了电子式的漏电保护器），而且漏电特性都是对于交流漏电动作，现在开关电源到处可见，一旦发生直流漏电就可能导致人员伤亡或者电气火灾。
四、可靠性的差别
Gewiss的自复位断路器完全按照低压电器的标准设计、生产，经过了严酷的电气试验和环境试验，其耐压水平为4kV，达到了IEC60364-4中规定的IV类设备的耐压等级，可以安装于各级配电箱中。
国产自动重合闸漏电保护器则耐过电压能力很低，本身比较容易损坏，因此许多产品中安装了防雷器件，但是这并不能解决根本问题，反而会增加出故障的机率。
五、应用上的差别
GEWISS的自复位断路器可应用于任何配电箱中，能适应各种环境。
国产的自动重合闸漏电保护器由于内部装有防雷元件，在本身装有防雷器的配电箱中需要考虑防雷器之间的配合的问题，发生雷击时，如何才能确保配电箱中的防雷器先动作以免打坏漏电保护器？这时一个高难度的问题。
六、维护上的区别
Gewiss的自复位断路器采用模块化的结构，机械断路器损坏或者智能驱动模块损坏都可以
单独更换。
国产的自动重合闸漏电保护器为一体化的，指示灯、防雷器件、继电器、其他电子元件里面任何一个元件损坏都需要整体更换，由于其本身的不可靠性，发生问题会成为经常化，后续维护成本非常高，目前不乏大面积拆除该类型产品的案例。
可靠性高——获得CE、IMQ、VDE、RINA、NF、AENOR、CEBEC、LLOYD和CCC等认证
智能化高——自动识别故障类型，线路永久性故障时，自复位模块拒绝动作
安全性高——独特安全设计，确保人身安全
效率更高——10秒内完成检测和复位
在线检测——周期性在线自检，无需断电
遥信报警——附带远程报警单元，适用于无人值守场合
适应性强——各种恶劣环境下，确保设备正常运行
结构紧凑——单相仅4模数，三相最多7模数
安装简单——DIN导轨安装方式，完全模块化设计，接线方便
系列最全——各系列、各型号、适合各种不同环境需求。