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1、第九章第九章 自动重合闸自动重合闸l9.1 自动重合闸的作用及要求l9.2 单侧电源线路三相一次重合闸l9.3 双侧电源线路三相一次重合闸l9.4 单相自动重合闸与综合自动重合闸瞬时性故障瞬时性故障：线路被继电保护迅速断开后，电弧即行熄灭，线路被继电保护迅速断开后，电弧即行熄灭，故障点的绝缘强度重新恢复，外界物体也被电弧烧掉而消故障点的绝缘强度重新恢复，外界物体也被电弧烧掉而消失，此时，把断开的线路断路器再合上，就能恢复正常的失，此时，把断开的线路断路器再合上，就能恢复正常的供电，称这类故障为供电，称这类故障为“瞬时性故障瞬时性故障”。一、基本概念9.1 自动重合闸的作用及要求绝缘子表面闪络（
2、雷电）绝缘子表面闪络（雷电）短时碰线（大风）短时碰线（大风）鸟类（或树枝）放电。鸟类（或树枝）放电。（6090）永久性故障永久性故障永久性故障永久性故障：线路被断开以后，故障仍然存在，线路被断开以后，故障仍然存在，线路被断开以后，故障仍然存在，线路被断开以后，故障仍然存在，这时即使再合上电源，由于故障仍然存在，线路这时即使再合上电源，由于故障仍然存在，线路这时即使再合上电源，由于故障仍然存在，线路这时即使再合上电源，由于故障仍然存在，线路还要被继电保护再次断开，不能恢复正常的供电。还要被继电保护再次断开，不能恢复正常的供电。还要被继电保护再次断开，不能恢复正常的供电。还要被继电保护再次断开，不
3、能恢复正常的供电。此类故障称为此类故障称为此类故障称为此类故障称为“永久性故障永久性故障永久性故障永久性故障”。倒杆、断线、绝缘子击穿倒杆、断线、绝缘子击穿（10）二、自动重合闸在电力系统中的作用二、自动重合闸在电力系统中的作用l自动重合闸（AAR）装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。l运行经验表明，架空线路大多数故障是瞬时性的，l此时，若保护动作熄弧故障消除合断路器恢复供电。l手动（停电时间长）效果不显著，自动重合效果明显。三、重合闸在电力系统中的作用三、重合闸在电力系统中的作用 1.1.大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数。大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数
4、。2.2.在高压输电线路上采用重合闸，可以提高电力系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。统并列运行的稳定性。3.3.在在架架空空线线路路上上采采用用重重合合闸闸，可可以以暂暂缓缓架架设设双双回回线线路，以节约投资。路，以节约投资。4.4.对对断断路路器器本本身身由由于于机机构构不不良良或或继继电电保保护护误误动动作作而而引起的误跳闸，也能起到纠正的作用。引起的误跳闸，也能起到纠正的作用。在电力系统中设置自动重合闸装置有什么好处？在电力系统中设置自动重合闸装置有什么好处？在电力系统中设置自动重合闸装置有什么好处？在电力系统中设置自动重合闸装置有什么好处？但是，但是，AA
5、R本身不能判断故障是瞬时性的，还是永本身不能判断故障是瞬时性的，还是永久性的。所以若重合于永久性故障时，其不利影响：久性的。所以若重合于永久性故障时，其不利影响：（1）使电力系统又一次受到故障的冲击；）使电力系统又一次受到故障的冲击；（2）使断路器的工作条件恶化（因为在短时间内连）使断路器的工作条件恶化（因为在短时间内连续两次切断短路电流）。续两次切断短路电流）。据运行资料统计，据运行资料统计，AAR成功率成功率6090%，经济效益很，经济效益很高高广泛应用广泛应用。但但是是，当当重重合合于于永永久久性性故故障障上上时时，自自动重合闸将带来哪些不利的影响？动重合闸将带来哪些不利的影响？AAR作
6、用作用l（1）对暂时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高供电的可靠性。l（2）对两侧电源线路，可提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量。l（3）可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。l应用：1KV及以上电压的架空线路或电缆与架空线路的混合线路上，只要装有断路器，一般应装设AAR。四、对自动重合闸的基本要求（1）动作迅速，）动作迅速，ttu+tz一般一般0.5”1.5”。tu故障点去游离，故障点去游离，tz断路器消弧室及传动断路器消弧室及传动机构准备好再次动作。机构准备好再次动作。（2）不允许任意多次重合，即动作次数应符合）不允许任意多次重合，即动作次数应符合 预先的规定，如一
7、次或两次。预先的规定，如一次或两次。（3）动作后应能自动复归，准备好再次动作。）动作后应能自动复归，准备好再次动作。（4）手动跳闸时不应重合（手动操作或遥控操）手动跳闸时不应重合（手动操作或遥控操作）。作）。l（5）手动合闸于故障线路，继电保护动作使）手动合闸于故障线路，继电保护动作使断路器跳闸后，不重合（多属于永久性故障）。断路器跳闸后，不重合（多属于永久性故障）。l（6）用不对应原则启动：一般自动重合闸可）用不对应原则启动：一般自动重合闸可采用控制开关位置与断路器位置不对应原则采用控制开关位置与断路器位置不对应原则启动，对综合重合闸，宜采用不对应原则和启动，对综合重合闸，宜采用不对应原则和
8、保护同时启动。保护同时启动。l（7）与继电保护相配合：在重合闸前或重合）与继电保护相配合：在重合闸前或重合闸后加速继电保护动作，以便更好地与继电闸后加速继电保护动作，以便更好地与继电保护相配合，加速故障切除时间，提高供电保护相配合，加速故障切除时间，提高供电可靠性。可靠性。五、装设重合闸的规定五、装设重合闸的规定六、重合闸的分类六、重合闸的分类9.2 单侧电源线路三相一次自动重合闸单侧电源线路三相一次自动重合闸 三三相相一一次次自自动动重重合合闸闸就就是是在在输输电电线线路路上上发发生生任任何何故故障障，继继电电保保护护装装置置将将三三相相断断路路器器断断开开时时，自自动动重重合合闸闸起起动动
9、，经经0.51s的的延延时时，发发出出重重合合脉脉冲冲，将将三三相相断断路路器器一一起起合合上上。若若为为瞬瞬时时性性故故障障，则则重重合合成成功功，线线路路继继续续运运行行；若若为为永永久久性性故故障障，则则继继电保护再次动作将三相断路器断开，不再重合。电保护再次动作将三相断路器断开，不再重合。l目前我国动力系统中的重合闸装置有目前我国动力系统中的重合闸装置有电磁型、电磁型、晶体管型和集成电路型晶体管型和集成电路型三种。用用用用DH-3DH-3型重型重型重型重合闸合闸合闸合闸继电继电继电继电器组器组器组器组成一成一成一成一次式次式次式次式AARAAR装置装置装置装置的原的原的原的原理接理接理
10、接理接线图线图线图线图通常三相一次自动重合闸装置由起动元件、通常三相一次自动重合闸装置由起动元件、延时元件、一次合闸脉冲元件和执行元件四延时元件、一次合闸脉冲元件和执行元件四部分组成。部分组成。二、晶体管型三相一次自动重合闸二、晶体管型三相一次自动重合闸 l（1）起动元件：当QF跳闸之后，使延时元件起动。起动方式有两种，a、控制开关KK位置与断路器位置不对应（优先采用），b、保护装置起动。（2）延时元件：（3）一次合闸脉冲元件：保证重合闸装置只重合一次。（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。晶体管晶体管ARDARD装置原理接线图装置原理接线图三、自动重合
11、闸与继电保护的配合三、自动重合闸与继电保护的配合 l继电保护与重合闸装置配合可以简化保护装置，加速切除故障，提高供电可靠性。一般有如下两种配合方式：l1.1.自动重合闸前加速（简称自动重合闸前加速（简称“前加速前加速”）l2.2.自动重合闸后加速（简称自动重合闸后加速（简称“后加速后加速”）1.自动重合闸前加速（“前加速前加速”）l“前加速”是指当线路发生短路时，第一次由无选择性电流速断保护瞬时切除故障，然后再重合闸，如果是暂时性故障，则重合闸后恢复了供电，如果是永久性故障，第二次保护动作按有选择性方式切除故障。l“前加速”由无选择性电流速断保护配合组成。AAR装置前加速保护动作原理说明图下图
12、每条线路都装有电流速断保护和定时限过电流保护，下图每条线路都装有电流速断保护和定时限过电流保护，其动作时间按阶梯原则选择。保护其动作时间按阶梯原则选择。保护3 3处装设处装设AARAAR，为使无，为使无选择性电流速断保护不至于扩展太大，其动作电流按躲选择性电流速断保护不至于扩展太大，其动作电流按躲过相邻变电站低压侧的最大电路电流来整定。过相邻变电站低压侧的最大电路电流来整定。当任一线路短路时当任一线路短路时 保护的无时限速断保护动作，瞬时跳闸保护的无时限速断保护动作，瞬时跳闸切除故障，重合闸后第二次切除故障按照保护切除故障，重合闸后第二次切除故障按照保护3 3整定时限有选整定时限有选择地切除故
13、障。择地切除故障。若重合不成功，过电流保护再次动作，这时继电保护是若重合不成功，过电流保护再次动作，这时继电保护是有选择性地切除故障，还是瞬时切除故障？有选择性地切除故障，还是瞬时切除故障？思考：思考：自动重合闸前加速自动重合闸前加速 应用应用:主要用于主要用于35KV35KV以下由发电厂或重要变电站引出以下由发电厂或重要变电站引出的直配线上。的直配线上。采用前加速保护的优点：采用前加速保护的优点：（1 1）能快速地切除瞬时性故障。能快速地切除瞬时性故障。（2 2）使使瞬瞬时时性性故故障障不不至至于于发发展展成成永永久久性性故故障障。从从而而提提高高重重合闸的成功率。合闸的成功率。（3 3）使
14、用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。）使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。采用前加速保护的缺点：采用前加速保护的缺点：（1 1）断路器）断路器3QF3QF的工作条件恶劣，动作次数增多。的工作条件恶劣，动作次数增多。（2 2）对永久性故障，故障切除时间可能很长。）对永久性故障，故障切除时间可能很长。（3 3）如果重合闸或断路器）如果重合闸或断路器3QF3QF拒绝合闸，将扩大停电范围。拒绝合闸，将扩大停电范围。一、自动重合闸前加速一、自动重合闸前加速 l特点：每条线路上均装有选择性的保护和AAR。l第一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸，若重合于永久性故障，第二次跳闸按无
15、选择性方式跳闸（加速保护动作），切除故障。l优点：第一次跳闸时有选择性的，再次切除故障的时间加快，有利于系统并列运行的稳定性。l缺点：第一次动作时间可能较长。2.2.自动重合闸后加速（自动重合闸后加速（“后加速后加速”）重合闸AAR装置后加速保护动作原理说明图思考：思考：若发生的是永久性故障，则若发生的是永久性故障，则过电流保护再次起动，这时过电流保护再次起动，这时继电保护是有选择性地切除继电保护是有选择性地切除故障，还是瞬时切除故障？故障，还是瞬时切除故障？35KV35KV以上的网络及对重要负荷供电的送电线路以上的网络及对重要负荷供电的送电线路。后加速保护的的优点：后加速保护的的优点：应用：
16、应用：（1 1）第一次有选择性的切除故障，不会扩大停电范围。）第一次有选择性的切除故障，不会扩大停电范围。（2 2）保证永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的。）保证永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的。（3 3）和和前前加加速速保保护护相相比比，使使用用中中不不受受网网络络结结构构和和负负荷荷条条件的限制。件的限制。后加速保护的的缺点：后加速保护的的缺点：（1 1）每每个个断断路路器器上上都都需需要要装装设设一一套套重重合合闸闸，与与前前加加速相比较为复杂。速相比较为复杂。（2 2）第一次切除故障可能带有延时。）第一次切除故障可能带有延时。二、二、自动重合闸后加速自动重合闸后加速（1
17、1）单侧电源线路重合闸单侧电源线路重合闸单侧电源线路重合闸单侧电源线路重合闸四、重合闸时间的整定原则四、重合闸时间的整定原则四、重合闸时间的整定原则四、重合闸时间的整定原则按最不利情况：本侧保护先跳，对侧保护后跳来考虑，按最不利情况：本侧保护先跳，对侧保护后跳来考虑，故障点电弧熄灭及周围介质绝缘强度的恢复时间故障点电弧熄灭及周围介质绝缘强度的恢复时间t u；断路器（触头恢复绝缘强度及灭弧室充满油）及操作断路器（触头恢复绝缘强度及灭弧室充满油）及操作 机构复原准备好再次动作的时间。机构复原准备好再次动作的时间。若由保护起动重合闸，还应加上保护动作时间。若由保护起动重合闸，还应加上保护动作时间。（
18、2 2）双侧电源线路重合闸双侧电源线路重合闸双侧电源线路重合闸双侧电源线路重合闸MN12k t ARC.1=t pr.2+t QF.2 -t pr.1-t QF.1+t u9.3 双侧电源线路的三相一次重合闸双侧电源线路的三相一次重合闸一、一、双侧电源线路重合闸的特点双侧电源线路重合闸的特点（1 1）当当线线路路上上发发生生故故障障时时，两两侧侧的的保保护护装装置置可可能能以以不不同同的的时时限限动动作作于于跳跳闸闸，例例如如一一侧侧为为第第I I段段动动作作，而而另另一一侧侧为为第第IIII段段动动作作，此此时时为为了了保保证证故故障障点点电电弧弧的的熄熄灭灭和和绝绝缘缘强强度度的的恢恢复复
19、，以以使使重重合合闸闸有有可可能能成成功功，线线路路两两侧侧的的重重合合闸闸必必须须保保证证在在两两侧侧的断路器都跳闸以后，再进行重合；的断路器都跳闸以后，再进行重合；（2 2）当当线线路路上上发发生生故故障障跳跳闸闸以以后后，常常常常存存在在着着重重合合闸闸时时两两侧电源是否同步，以及是否允许非同步合闸的问题。侧电源是否同步，以及是否允许非同步合闸的问题。双侧电源线路的三相一次重合闸双侧电源线路的三相一次重合闸 l1、应考虑的两个问题：l（1）时间的配合：考虑两侧保护可能以不同的延时跳闸，此时须保证两侧均跳闸后，故障点有足够的去游离时间。l（2）同期问题：重合时两侧系统是否同步的问题以及是否
20、允许非同步合闸的问题。二、两侧电源线路上的主要合闸方式二、两侧电源线路上的主要合闸方式l（1）快速自动重合方式：l当线路上发生故障时，继电保护快速动作而后进行自动重合。其特点是快速，须具备下列条件：la、线路两侧均装有全线瞬时保护。lb、有快速动作的QF，如快速空气断路器。lc、冲击电流 保护动作，跳故障相保护动作，跳故障相单单相重合成功，恢复三相供电。相重合成功，恢复三相供电。l不成功，允许非全相运行不成功，允许非全相运行再次跳故障相不重合。再次跳故障相不重合。l 不允许非全相运行不允许非全相运行再次跳三相不重合。再次跳三相不重合。l若是相间短路，跳三相不重合。若是相间短路，跳三相不重合。需
21、有按相操作的断路器；需专门的选相元件与继电保护相配合，接线比较复杂；在单相重合闸过程中，由于非全相运行引起本线路和电网中其它线路的保护误动作，需要根据实际情况采取预防措施。缺点：在大多数故障情况下保证对用户连续供电，提高供电可靠性。由单侧电源单回路向重要负荷供电时保证不间断供电。在双侧电源联络线上采用单相重合闸，可在故障时大大加强两个系统的联系，提高系统并列运行的动态稳定。在220-500kV架空线路上，线间距离大，运行经验表明绝大部分故障是单相接地短路。此时，如只把发生故障的一相断开，进行单相重合，发生故障的两相仍然继续运行，可大大提高供电可靠性和系统并列运行的稳定性。这就是单相重合闸。单相
22、自动重合闸优点：潜供电流潜供电流：当故障相线路自两侧切除后，如当故障相线路自两侧切除后，如图图，非故障相与断开相之间，非故障相与断开相之间存在有静电（通过电容）和电磁（通过）联系，虽然短路电流已被切断，存在有静电（通过电容）和电磁（通过）联系，虽然短路电流已被切断，但在故障点的弧光通道中仍有：但在故障点的弧光通道中仍有：1 1）非故障）非故障A A通过通过A-CA-C相间的相间的C CACAC供给的电流；供给的电流；2 2）非故障相）非故障相B B通过通过B-CB-C相间的电容相间的电容C CBCBC供给的电流；供给的电流；3 3）继续运行的两相，由于流过负荷电流）继续运行的两相，由于流过负荷电流I IfAfA和和I IfBfB在在C C相中产生互感电势相中产生互感电势E EM M，此电势通过故障点和该相对地电容产生的电流。，此电势通过故障点和该相对地电容产生的电流。综合重合闸综合重合闸l在我国220KV及以上高压电力系统中，广泛应用综合重合闸。它由单相自动重合闸和三相自动重合闸综合在一起构成特点：l1、需装设故障判别元件和故障选相元件：l判别元件一般I0、U0。相间短路无I0、U0，直接三相。接地短路，再由选相元件判别d(1)、d(2.0)。l选相元件：在d(1)时，选出故障相。