用于单电源线路自动重合闸装置

摘要：农网在运行时，由于内、外界因素，可能引起故障，造成对用户供电中断。装设自动重合闸装置可以提高电力系统供电可靠性。该文介绍了巴彦淖尔农村电网自动重合闸装置工作原理、投运现状、发展前景及经济效益分析。

关键词：自动重合闸；农村电网

中图分类号：TM614 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)12-0021-03

在电力系统故障中，大多数是送电线路(特别是架空线路)故障，因此，如何提高送电线路工作的可靠性，就成为电力系统中的重要任务之一。

电力系统的运行经验表明，架空线路的故障大都是“瞬时性”故障。因此，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，因此称这类故障是“瞬时性”故障，除此之外，也有“永久性故障”，例如由于线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏等引起的故障。在线路被断开之后，它们仍然存在的，这时即使再合上电源，由于故障依然存在，线路还要被继电保护再次断开，因而不能恢复正常的供电。

由于送电线路上的故障具有以上的性质，因此在线路被断开以后，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自动重合闸，当断路器跳闸之后，能够自动迅速地将断路器重新合闸的装置。

1 对于重合闸的基本要求

在下列情况下重合闸不应动作：

•由值班人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时；

•手动投入断路器，由于线路上有故障，而随即被继电保护将其断开时，因为在这种情况下，故障是属于永久性的，它可能是由于检修质量不合格，隐患未消除或者接地线忘记拆除等原因造成的，因此，再重合一次也不可能成功。

除前条原因外，当断路器由继电保护动作或其它原因而跳闸后，重合闸均应动作，使断路器重新合闸。

为了能够满足上述要求，应优先采用由控制开关的位置与断路器位置不对应的原则来启动重合闸，即当控制开关在合闸位置而断路器实际上在断开位置的情况下，使重合闸启动，这样就可以保证不论是任何原因使断路器跳闸以后，都可以进行一次重合。当用手动操作控制开关使断路器跳闸以后，控制开关与断路器的位置仍然是对应的，因此重合闸就不会启动。

自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定。如一次式重合闸就应该只动作一次，当重合于永久性故障而再次跳闸以后，就不应该再动作。

自动重合闸在动作以后，一般应能自动复归，准备好下一次再动作。

自动重合闸装置应有可能在重合以前或重合以后加速继电保护的动作，以便更好地和继电保护配合，加速故障的切除。如用控制开关手动合闸于永久性故障上时，也宜采用加速继电保护动作的措施。在巴彦淖尔农网的35 kV线路上，都是安装使用了重合闸装置与后加速继电器配合的方式。采用这种方式时，如果合闸瞬间所产生的冲击电流，或断路器三相触头不同时合闸所产生的零序电流，均有可能引起继电保护误动作，所以应采取措施予以防范。

在双侧电源的线路上实现重合闸时，应考虑合闸时两侧电源的同步问题。

当断路器处于不正常状态，操作机构中使用的气压、液压降低时，应将重合闸装置自动闭锁。

自动重合闸的类型很多，按功能可分为三相自动重合闸、单相自动重合闸和综合自动重合闸；按其用于不同结构的线路，可分有单侧电源供电线路的ZCH和双电源供电线路的ZCH。对于双侧电源供电线路的ZCH又可分为检无压、检同期、自同期、非同期和快速重合人等方式。

2 用于单电源线路的重合闸装置

巴彦淖尔农村电网中，绝大多数线路为单电源供电方式的单回线路，这种线路仅有一个电源供电，不存在非同期重合问题，因而较普遍地采用单电源线路三相一次ZCH。35 kV线路带有后加速保护，10 kV线路不带后加速保护。以无后加速保护为例，自动重合闸装置的构成基本由重合闸继电器ZCH，防止开关跳跃继电器BCJ，跳闸位置继电器TWJ和信号继电器XJ等组成。图1为这种重合闸装置的动作原理。

图1　重合闸装置的动作原理

线路正常运行时，控制开关KK和断路器处在对应的合闸状态，KK21、22接通，TWJ失磁，TWJ接点(常开接点)断开，控制电源正极加到重合闸继电器的17端子上，电容器C经电阻4R充满电，其充电时间为15~25 s，ZCH处在准备动作状态，监视重合闸继电器运行状态的信号灯HD亮。

当线路发生瞬时性故障或由于某种原因使断路器跳闸时，控制开关KK和断路器位置不对应，因断路器跳闸，TWJ动作，TWJ常开接点闭合启动重合闸继电器中的时闸继电器SJ，常闭接点SJ1瞬时断开，接进电阻5R，保证SJ线圈的热稳定，其延时接点SJ1延时闭合，接通了电容器C的中间继电器ZJ电压线圈的放电回路，ZJ动作，ZJ电流线圈经ZJ常开接点、XJ线圈、断路器辅助接点DL及合闸接触器HC通电，断路器合闸。重合成功后，TWJ失磁，SJ复归，电容器C再经15～25 s时间又重新充满电，为下次动作做好准备。

当线路上发生永久性故障时，断路器切除故障后由重合闸装置将断路器投入，其动作过程同前。以后保护装置再次动作，由于切除故障的时间远远小于15～25 s，所以电容器C上充电电压很低，远未达到ZJ的动作电压值，当延时接点SJ1接点闭合时，ZJ不能动作，此后电容器C上电压只能保持在很小的数值上(由4R和ZJ电压线圈电阻分压而定)，故不能使ZJ再次动作，从而保证重合在永久性故障上时，断路器只能重合一次，不会出现多次重合的现象。

手动跳闸时，在预备跳闸位置，KK2、4接通，电容器C上电压通过电阻6R放电，在跳闸时间内，由于6R、C回路时间常数很小，已将电容器C上电荷放尽，跳闸后KK2、4仍然接通，电容器C上仅仅保持很低的电压，因此当延时接点SJ1接点闭合时，ZJ不可能动作，从而保证了手切断路器时，ZCH不动作。

值班人员利用控制开关进行手动合闸到故障线路时，由于通过KK21、22及电阻4R给电容器C充电的时间常数很大，电容器充满电需15～25 s，在此期间保护装置动作早已将断路器跳闸。此后延时接点SJ1接点闭合接通电容器C对ZJ的放电回路，由于C上电压很低，不足以启动ZJ，故ZJ不能动作，从而保证了手合断路器于故障线路上时，重合闸不动作。

当闭锁重合闸的装置动作时，如低频减载装置动作，此时由闭锁重合闸的DZJ接点接通电容器C对6R的放电回路，将C上的电荷放掉，保证了重合闸不动作。

当重合闸继电器中的ZJ接点卡住不能返回时，如重合到永久性故障的线路上时，继电保护装置动作，第二次将断路器跳闸，断路器将第二次合上，如此反复即发生通常所说的开关跳跃，这样断路器会因发生多次重合而损坏，此时，跳跃闭锁继电器BCJ能防止断路器的多次重合，当断路器第二次跳闸时，BCJ的电流线圈通电，BCJ动作，BCJ的常开接点闭合，使BCJ自保持，BCJ的常闭接点断开，从而断开了合闸线圈HC回路，断路器就不能多次重合。当手动合闸于故障线路上时，.BCJ同样能防止因合闸脉冲信号过长而引起断路器多次重合现象。

重合装置动作后，通过信号继电器的接点XJ发出重合闸动作信号。