單側電源線路自動重合閘設計

王茹玉 張治國

摘 要：架空接觸網(wǎng)是鐵路供電系統(tǒng)的重要組成部分，也是薄弱環(huán)節(jié)之一，接觸網(wǎng)大多數(shù)故障是瞬時性故障，因此只要將斷路器重新合上，故障即可消除。可見，自動重合閘對鐵路供電系統(tǒng)的重要性。不僅能縮短停電時間，還可以提高供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本文主要闡述了自動重合閘的意義，對自動重合閘的基本要求和單側電源線路自動重合閘的工作原理。

關鍵詞：自動重合閘；單側電源線路

一、自動重合閘的意義

在鐵路供電系統(tǒng)故障中，主要是架空接觸網(wǎng)線路的故障，因此，提高供電線路的可靠性是保證鐵路供電系統(tǒng)的重要保證，也是主要任務之一。

經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)分析和研究表明，架空供電線路和接觸網(wǎng)短路故障大多數(shù)是瞬時性的、自消的。當線路發(fā)生短路故障時引起繼電保護裝置動作帶動斷路器跳閘從而引起線路斷電，其中有90%的故障是瞬時性的，只需要把斷路器重新合上故障即可消除。如果通過檢查再重新將斷路器合閘，速度慢，耽誤時間較長，浪費人力。因此在此基礎上研究了自動重合閘裝置，即當斷路器跳閘后由系統(tǒng)帶動斷路器重新合閘，合閘成功即表明是瞬時性故障，合閘不成功即是永久性故障需要進行維修。可見，自動重合閘能夠極大的縮短停電時間，有利于提高供電系統(tǒng)可靠性和供電質(zhì)量。

二、對自動重合閘的要求

鑒于自動重合閘對供電系統(tǒng)的重要性，為了能夠保證自動重合閘裝置可靠正常的工作，需要滿足以下基本要求：

（1）自動重合閘啟動次數(shù)應符合要求，一次自動重合閘只啟動一次。

（2）自動重合閘的動作時限應即能縮短停電時間，又能保證重合閘的成功率以保證設備正常工作，提高供電的可靠性。

（3）一般采用位置不對應啟動方式，即SA（控制開關）在斷開位置作為自動重合閘啟動的條件。

（4）手動操作斷路器或用SA控制斷路器時，要求自動重合閘不應啟動。

（5）自動重合閘啟動后應能自動復位，以保證下次自動重合閘可以正常啟動。

（6）選擇合適的繼電保護和自動重合閘的配合方式。不僅可以準確快速的切除故障，還可縮短停電時間，提高供電質(zhì)量。

三、單側電源線路自動重合閘方案設計

當斷路器跳閘后，經(jīng)過一定的整定時間，能夠使斷路器重新自動重合的裝置稱為自動重合閘裝置，簡稱AAR。

單側電源線路自動重合閘工作原理：

（一）各元件的作用

時間繼電器KT：用于提供延時和工作時限整定。

中間繼電器KM：作為AAR出口元件，用于增大觸點數(shù)量和容量。

信號繼電器KS：發(fā)出報警信號。

出口繼電器KO：動作后直接向斷路器發(fā)出跳閘命令的專用中間繼電器。

電阻：有充電電阻用于限制充電速度，還有放電電阻。

信號燈：監(jiān)視電路系統(tǒng)工作是否正常以及重合閘是否啟動。

（二）工作原理

（1）正常工作：斷路器QF處于合閘狀態(tài)，QF1、QF2常閉觸點處于斷開狀態(tài)。KT、KM線圈不工作。

+WC—SA—R4—C—-WC：此回路接通用于給電容器充電，保證電容器處于充電飽和狀態(tài)。

+WC—SA—HL—R4—KM4—-WC：回路接通HL燈點亮，表示SA觸點接觸良好，SA處于閉合狀態(tài)，即不滿足位置不對應啟動條件，此時自動重合閘不應啟動。

（2）SA閉合斷路器跳閘時：斷路器QF處于跳閘狀態(tài)，QF1、QF2常閉觸點閉合。

+WC—KT線圈—R1—QF1常閉觸點—-WC：此回路接通用于給KT線圈通電。

C—KT帶延時常開觸點—KM電壓線圈—C：KM線圈通電。

+WC—SA—KM3常開觸點—KM2常開觸點—KM1常開觸點—KM線圈—KS線圈—QF2常閉觸點—KO線圈—-WC：KO繼電器動作帶動斷路器合閘，即重合閘裝置啟動。KM自保持線圈可以防止電力系統(tǒng)整蕩引起出口繼電器工作不穩(wěn)定，防止自動重合無法正常啟動。

（3）AAR啟動次數(shù)：保證AAR只啟動一次。自動重合啟動后重新回到正常工作狀態(tài)，此時如果是永久性故障，斷路器跳閘，由于斷路器合閘時間較短，電容器還沒有達到充電飽和狀態(tài)，故重合閘不再啟動，即保證了重合閘只啟動一次，防止反復出現(xiàn)死循環(huán)狀態(tài)。

（4）自動重合成功—QF常閉觸點斷開—KT、KM恢復原位—C充電，充電時間由電容器C和R2共同確定，一般時間約為20s左右，整個裝置恢復，為下一次自動重合作準備。

（5）用SA操作時自動重合不啟動：SA觸點21—23斷開，電容器C通過SA觸點18—20閉合放電，自動重合不會啟動。

（三）自動重合閘動作時限的整定

斷路器跳閘后，AAR是經(jīng)過一定的時間自動重合才重新啟動。這個時限是由時間繼電器KT實現(xiàn)的，但具體KT的延時設置需要考慮以下因素：

（1）斷路器跳閘后，在短路點會產(chǎn)生電弧，動作時限必須確保電弧熄滅，使周圍電介質(zhì)恢復絕緣強度。這樣才能保證自動重合閘的成功。

（2）斷路器上帶有滅弧室，電弧熄滅后周圍介質(zhì)絕緣強度恢復，滅弧室能力恢復，斷路器操作機構恢復原狀為下一次滅弧作準備，也需要一定的時間。

在滿足以上兩個條件后，AAR應盡量縮短停電時間，以便迅速恢復供電，因此，AAR動作時限一般整定為0.5—3s。

因此，采用單側電源線路自動重合閘之后，可以大大的提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)，同時也可以挺高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]譚秀炳.鐵路電力與牽引供電系統(tǒng)繼電保護[M].成都：西南交通大學出版社，2015.

[2]張保會.電力系統(tǒng)繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2010.

作者簡介：王茹玉（1987-），女，陜西人，本科，講師，主要從事電學方面的教學及科研工作。