輸電線路的自動(dòng)重合閘淺析

【摘 要】本文通過(guò)分析自動(dòng)重合閘的經(jīng)技術(shù)效益和不利影響，指出裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置的必要性，介紹了自動(dòng)重合閘分類和選用，提出了對(duì)自動(dòng)重合閘的基本要求，最后對(duì)自動(dòng)重合閘的原理進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】輸電線路；自動(dòng)重合閘

輸電線路是電力系統(tǒng)中運(yùn)行環(huán)境最惡劣的電力設(shè)備，同時(shí)也是輸送電能中非常重要的環(huán)節(jié)，它的穩(wěn)定運(yùn)行直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。經(jīng)驗(yàn)表明，輸電線路的故障大多是“瞬消型”的，線路斷開(kāi)后再進(jìn)行一次重合閘可以大大提高供電的可靠性。為此在電力系統(tǒng)中廣泛采用自動(dòng)重合閘裝置。

1.采用自動(dòng)重合閘裝置的利害關(guān)系分析

采用自動(dòng)重合閘對(duì)于瞬時(shí)性故障可迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，大大提高了供電可靠性，對(duì)單側(cè)電源的單回線路尤為明顯；對(duì)因?yàn)槔^電保護(hù)誤動(dòng)、工作人員誤碰、斷路器操作機(jī)構(gòu)失靈等原因?qū)е碌臄嗦菲髡`跳閘可通過(guò)自動(dòng)重合閘補(bǔ)救；提高了系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高了輸電線路的輸送容量。這些都是裝設(shè)自動(dòng)重合閘的有利之處。

但事物都具有兩面性，當(dāng)重合于永久性故障時(shí)，它也將帶來(lái)一些不利的影響，如使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊；斷路器的工作條件變得更加惡劣。但自動(dòng)重合閘的本身投資很低，工作可靠，可避免因瞬消性故障停電而造成的損失，因此在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。

2.自動(dòng)重合閘裝置的分類及選用

自動(dòng)重合閘裝置按其控制斷路器相數(shù)的不同可分為三相重合閘、單相重合閘和綜合重合閘。凡是選用簡(jiǎn)單的三相重合閘方式能滿足系統(tǒng)實(shí)際需要的線路，都應(yīng)當(dāng)選用三相重合閘方式。如果使用三相重合閘不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定要求，地區(qū)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)大面積停電，或者導(dǎo)致重要負(fù)荷停電的線路上，應(yīng)當(dāng)選用單相或綜合重合閘方式。若根據(jù)重合閘的動(dòng)作次數(shù)可分為一次重合閘和多次重合閘。一次重合閘主要用于輸電線路，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，二次重合閘是配電自動(dòng)化的重要組成部分，用來(lái)在配電網(wǎng)中與分段器配合，自動(dòng)隔離故障區(qū)段?？傊谶x擇重合閘方式時(shí)必須根據(jù)具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行條件，經(jīng)過(guò)分析后選定。

3.對(duì)自動(dòng)重合閘裝置的基本要求

作為一種安全自動(dòng)裝置，自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)裝置一樣有一系列基本要求。

（1）自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作時(shí)間應(yīng)盡可能短。動(dòng)作時(shí)間短是為了縮短了停電時(shí)間；有一定時(shí)限是為了保證在重合時(shí)短路點(diǎn)的絕緣以及斷路器的滅弧性能已恢復(fù)，這樣能夠提高重合閘成功率和設(shè)備工作可靠性，而且雙側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘必須保證在兩側(cè)的斷路器都跳閘以后才能重合。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，一般要求動(dòng)作時(shí)間為0.5-3S。

（2）自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作后，應(yīng)能自動(dòng)復(fù)歸，以提高其可靠性。這條在雷雨季節(jié)時(shí)顯得尤其重要。對(duì)于10KV及以下電壓級(jí)別的線路，如無(wú)人值班時(shí)也可采用手動(dòng)復(fù)歸方式。

（3）自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作次數(shù)必須預(yù)先規(guī)定，不能無(wú)限制地進(jìn)行多次重合。如一次重合閘應(yīng)保證重合一次。發(fā)生永久性故障時(shí)，多次重合將使系統(tǒng)多次遭受沖擊，還可能會(huì)使斷路器損壞，擴(kuò)大事故。

（4）在下列情況下，自動(dòng)重合閘裝置不應(yīng)動(dòng)作：

1）由運(yùn)行人員手動(dòng)操作或通過(guò)遙控裝置操作使斷路器跳閘時(shí)。例如檢修線路。

2）手動(dòng)投入斷路器而斷路器隨即被繼電保護(hù)操作斷開(kāi)時(shí)。表明在合閘前就存在有持續(xù)性故障，比如安全地線未拆除或存在隱患等。

（5）自動(dòng)重合閘的啟動(dòng)方式優(yōu)先采取由控制開(kāi)關(guān)的位置（合閘）與斷路器的實(shí)際位置（分閘）不對(duì)應(yīng)原則來(lái)啟動(dòng)重合閘。對(duì)綜合重合閘宜用不對(duì)應(yīng)原則和繼電保護(hù)同時(shí)啟動(dòng)方式。

（6）自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)該與繼電保護(hù)裝置配合，加速故障的切除。自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)的配合方式有兩種。一種是前加速，另一種是后加速。自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作稱為前加速。前加速主要用于具有幾段線路串聯(lián)的輻射線路中，僅在靠近電源的一段線路上裝設(shè)重合閘裝置。當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，靠近電源側(cè)的保護(hù)首先無(wú)選擇性地瞬時(shí)動(dòng)作使斷路器跳閘切除故障，而后通過(guò)重合閘來(lái)糾正這種非選擇性動(dòng)作。對(duì)于瞬消性故障來(lái)說(shuō)前加速動(dòng)作速度快，而且所用設(shè)備少，只須一套自動(dòng)重合閘設(shè)備，這是它的優(yōu)點(diǎn)。但若線路中發(fā)生的是永久性故障，第二次切除故障的時(shí)間就會(huì)很長(zhǎng)，而且若此斷路器或重合閘拒動(dòng)，則停電的范圍將擴(kuò)大，甚至在最末一級(jí)線路上發(fā)生的故障，也可能造成全線路停電，因此應(yīng)用較少，主要用于35kV以下的網(wǎng)絡(luò)中。

自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作稱為后加速。采用“后加速”方式時(shí)，必須在每條線路上都裝設(shè)有繼電保護(hù)和自動(dòng)重合閘裝置。當(dāng)其中一條線路上發(fā)生故障時(shí)，該線路的繼電保護(hù)裝置有選擇性的動(dòng)作將故障切除，然后該線路的自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作使斷路器重新合閘。若是瞬消性故障，則重合成功，恢復(fù)正常供電；若是永久性故障，則繼電保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作將故障再次切除?？梢钥闯龊蠹铀僦欣^電保護(hù)第一次跳閘是有選擇性的，不會(huì)擴(kuò)大事故范圍，而且斷開(kāi)永久性故障的時(shí)間加快，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在重要的高壓網(wǎng)絡(luò)中，一般都不允許保護(hù)無(wú)選擇性地動(dòng)作，后加速方式更加適合。

（7）雙側(cè)電源的線路上采用重合閘時(shí)，除了應(yīng)滿足對(duì)自動(dòng)重合閘的基本要求，還應(yīng)該考慮重合閘時(shí)兩側(cè)電源是否同步，以及是否允許同步，并保證線路兩側(cè)斷路器均已跳閘。

（8）當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)而不允許實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)將重合閘裝置可靠閉鎖。

4.自動(dòng)重合閘構(gòu)成及原理

雙側(cè)電源線路的自動(dòng)重合閘采用檢同步以后重合閘方式時(shí)在線路兩側(cè)都裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，并且還都裝設(shè)檢查線路無(wú)電壓的繼電器和檢查兩側(cè)電源同步的繼電器。當(dāng)線路發(fā)生故障，兩側(cè)斷路器跳閘后，檢無(wú)壓側(cè)的自動(dòng)重合閘首先動(dòng)作，使斷路器合閘。如果線路故障是永久性的，則該側(cè)的繼電保護(hù)裝置再次動(dòng)作，將斷路器跳閘，而后兩側(cè)自動(dòng)重合閘裝置都不啟動(dòng)。如果故障是瞬消性故障，檢無(wú)壓側(cè)斷路器重合成功，則另一側(cè)在檢定兩側(cè)電源符合同步條件后，自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作，將該側(cè)斷路器合閘，使線路恢復(fù)正常供電。

檢無(wú)壓側(cè)的斷路器，在線路故障是永久性故障時(shí)，要連續(xù)兩次切斷故障電流，工作條件相對(duì)惡劣。因此，通常利用連接片進(jìn)行切換，定期改變兩側(cè)重合閘運(yùn)行方式，使兩側(cè)斷路器工作條件接近相同。

5.結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)重合閘是保證系統(tǒng)不間斷供電的有效措施之一，因此在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。但是目前所用的自動(dòng)重合閘裝置大多是沒(méi)有判斷故障性質(zhì)能力的，對(duì)與永久性故障，重合閘無(wú)疑加重了對(duì)系統(tǒng)的破壞。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，能夠正確判斷故障性質(zhì)，并能在最佳重合時(shí)間進(jìn)行重合操作的智能重合閘已經(jīng)成為可能。

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