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电力系统继电保护5自动重合闸

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5.自动重合闸

5.自动重合闸


鉴于单母线或双母线的变电所在母线故障时会造成全停或部分停电的严 重后果，有必要在枢纽变电所装设母线重合闸。根据系统的运行条件， 事先安排哪些元件重合、哪些元件不重合、哪些元件在符合一定条件时 才重合；如果母线上的线路及变压器都装有三相重合闸，使用母线重合 闸不需要增加设备与回路，只是在母线保护动作时不去闭锁那些预计重 合的线路和变压器，实现比较简单。

重合闸时间：
• 起动元件发出起动指令后，时间元件开始记时，达到预定的延时后，发出 一个短暂的合闸脉冲命令。这个延时就是重合闸时间，它是可以整定的， 选择的原则见后述。

一次合闸脉冲：
• 当延时时间到后，它马上发出一个可以合闸脉冲命令，并且开始记时，准 备重合闸的整组复归，复归时间一般为15－25秒。在这个时间内，即使再 有重合闸时间元件发出的命令，它也不再发出可以合闸的第二个命令。此 元件的作用是保证在一次跳闸后有足够的时间合上（对瞬时故障）和再次 跳开（对永久故障）断路器，而不会出现多次重合。
对于重合闸的经济效益，可用无重合闸时，因停电 而造成的国民经济损失来衡量。
重合闸的不足之处
当重合于永久性故障上时的不利影响：
• 使电力系统再一次受到故障的冲击，对超高压 系统还可能降低并列运行的稳定性； • 使断路器的工作条件变得更加恶劣，因为它要 在很短的时间内，连续切断两次短路电流。油 断路器在采用重合闸以后，遮断容量将有不同 程度的降低。
根据重合闸控制断路器相数的不同，
• 单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸、分相重合闸。
重合闸的分类
目前在10kv及以上的架空线路和电缆与架空线的混合线路上，广泛采用 重合闸装置，只有在个别由于系统条件的限制，不能使用重合闸。例如：

电力系统继电保护基础知识讲座-第六章 输电线的自动重合闸

电力系统继电保护基础知识讲座-第六章 输电线的自动重合闸

第一节 、概述 二、对自动重合闸的基本要求





动作迅速 不允许任意多次重合 动作后应能自动复归 手动跳闸时不应重合 手动合闸于故障线路不重合 一般自动重合闸APR可用控制开关位置或断路器 位置不对应启动，对综合重合闸APR宜用不对应 原则和保护同时启动 应考虑继电保护和自动重合闸之间动作的相互配 合。
c、检查同期重合闸
d、检查另一回路有电流重合闸
e、自动解列重合闸
第二节 三相自动重合闸 四、自动重合闸与继电保护的配合
1、自动重合闸前加速保护动作方式
第二节 三相自动重合闸 四、自动重合闸与继电保护的配合
2、自动重合闸后加速保护动作方式
第七章
电力变压器的保护
一、变压器的故障和不正确工作情况 二、变压器的纵差保护 三、变压器的电流电压保护 四、变压器的接地保护
tn——断路器合闸时间 tre——消弧及去游离时间 tre1——裕度时间，0.1~0.15秒，如断路器操作机构复 原并准备好再动作 t0P——约为1秒左右
第二节 三相自动重合闸 二、双电源的三相自动重合闸与同期问题
1、双电源三相重合闸的特殊问题
(1)时间的配合
t OP t
Top
' op max

常运行时流入差回路电流为零得到以下公式
I I B Ia A
I A I B Ia n1 n2

即
第二节、变压器的纵差保护
1、变压器纵差保护的特点

即
3 I Ae n1
j 30 0

Ia n2
n2 3 I a 或为 n1 IA
即两侧电流互感器必须满足上式，否则，将引起差回路的不 平衡电流。然而，由于电流互感器生产的系列化和标准化， 不可能满足上式的要求。因此，这将成为变压器纵差保护产 生不平衡电流的第二个原因；

电力系统继电保护课件-第5章-自动重合闸铭

电力系统继电保护课件-第5章-自动重合闸铭
b、在正常工作情况下，由于某种原因（保护误动、误碰跳闸机构 等）使检无压侧（M侧）误跳闸时，因线路上仍有电压，无法进 行重合（缺陷），为此，在检无压侧也同时投入同步检定继电器 ，使两者的触点并联工作。这样，在上述情况下，同步检定继电 器工作，可将误跳闸的QF重新合闸。
三、重合闸时间的整定
1、单侧电源线路的重合闸时间 原则上越快越好，但应力争重合成功。
四、 自动重合闸与继电保护的配合
重合闸前加速保护优缺点 优点： 快速切出故障; 保证发电厂重要变电所母线的电压在0.6~0.7的额定电压之上 使用设备少。
缺点： 永久性故障，再次切除故障的时间可能很长； 装ZCH的QF动作次数多; 若QF拒动，将扩大停电范围。 主要用于35KV以下的网络。
2 、重合闸后加速保护（简称“后加速”） 每条线路上均装有选择性的保护和ZCH。 第一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸，若是永久性故
当重合于永久性故障上时，自动重合闸将带来哪些不利的影响？
（1）使电力系统又一次受到故障的冲击； （2）由于断路器在很短的时间内，连续切断两次短路电 流，而使其工作条件变得更加恶劣。
二、对自动重合闸装置的基本要求
正常运行时，当断路器由继电保护动作或其它原因而跳闸后， 自动重合闸装置均应动作 。 由运行人员将断路器断开时，自动重合闸不应起动。 手动重合于故障线路时，继电保护动作将断路器跳开，不允许 重合 继电保护动作切除故障后，自动重合闸装置应尽快发出合闸脉 冲 自动重合闸装置动作次数应符合预先的规定。 自动重合闸装置应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电 保护的动作 ，以便加速故障的切除 。 动作后应能自动复归。
障，重合后则加速保护动作，切除故障。
重合闸后加速保护优缺点
优点： 第一次跳闸时有选择性的，不会扩大停电范围； 再次切除故障的时间加快，有利于系统并联运行的稳定性。

继电保护-第5章 自动重合闸

继电保护-第5章 自动重合闸

tQF2
tu
tARD
QF1跳开
QF2跳开
QF1重合
先跳闸一侧的重合闸时限：tARD＝tpr.2＋tQF2－tpr.1－tQF1＋tu
5.2.4 自动重合闸与继电保护的配合
为了尽量利用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，采用以下两种方式：
重合闸前加速保护 重合闸后加速保护
1、重合闸前加速保护（前加速）
（2）正常运行时，当断路器由继电保护动作或其它原因而 跳闸后，自动重合闸 。
（4）自动重合闸后应能自动或手动复归，准备好下一次动作。
（5）自动重合闸装置的合闸时间应能整定，并能与继电保护 相配合，加速故障的切除。
（6）双侧电源的线路上实现重合闸时，应考虑合闸时两侧电 源间的同步问题。
KU1——无电压检定继电器；KU2——同步检定继电器； KRC——自动重合闸继电器
&
KU2
U-U
KRC
&
U< KU1
KRC
A
B
线路发生故障：两侧断路器跳闸以后，检定线路无电压的 一侧（B侧）重合闸首先动作，使断路器投入。
若B侧重合不成功：断路器再次跳闸。同步检定继电器不 动作，该侧重合闸不起动。
若B侧重合成功：线路有电压，A侧在检定同步之后，再 投入断路器，线路即恢复正常工作。
5.1.1 自动重合闸装置的作用：
（1）提高输电线路供电可靠性，减少线路停电的次数。
（2）在高压输电线路采用重合闸，可提高系统并列运行 的稳定性，提高线路的输送容量。
（3）对断路器本身机构不良或继电保护误动作而引起的 误跳闸，也能起到纠正的作用。
当重合于永久性故障上时，也会产生一些不利影响： （1）使系统再一次受到短路故障的冲击； （2）使断路器的工作条件变得更加恶劣。

第5章 自动重合闸

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。

电力系统继电保护-5 自动重合闸

电力系统继电保护-5 自动重合闸
• （2）非同期重合闸——当快速重合闸的重合时间不够快 ，或者系统的功角摆开比 较快，两侧断路器合闸时系 统已经失步，合闸后期待系统自动拉入同步，此时系统中 各电力元件都将受到冲击电流的影响，当冲击电流不超过 式（5－2）－（5－6）规定值时，可以采用非同期重合 闸方式，否则不允许采用非同期重合方式。 • （3）检查同步的自动重合闸——当必须满足同期条件才 能合闸时，需要使用检同期重合闸。因为实现检同期比较 复杂，根据发电厂送出线或输电断面上的输电线电流间相 互关系，有时采用简单的检测系统是否同步的方法。
5.1.1 自动重合闸的作用
（33kv线 路故障图）
采用重合闸的技术经济效果： 1. 大大提高供电的可靠性，减小线路的停 电次数，特别是对单侧电源的单回线路 尤为显著； 2. 在高压输电线路上采用重合闸，还可以 提高电力系统并列运行的稳定性，从而 提高传输容量； 3. 对断路器本身由于机构不良或继电保护 误动作而引起的误跳闸，也能起纠正的 作用。
5.2.2 双测电源线路的检同期三相一次自动重合闸
• 解决方法如图5-4所示。在检定无电压的一侧也同时投入同步检定继 电器，两者经“或门”并联工作。此时如遇有上述情况，则同步检定 继电器就能够起作用，当符合同步条件时，即可将误跳闸的继电器重 新投入。但是，在使用同步检定的另一侧，其无电压检定是绝对不允 许同时投入的。
重合于永久性故障上时的不利的影响： 1.电力系统再次受到故障的冲击，对超高压系统还可能降低并列运 行的稳定性； 2.断路器的工作条件变得更加恶劣，因为它要在很短的时间内，连 续切断两次短路电流。 对于重合闸的经济效益，应该用无重合闸时，因停电而造成的国民 经济损失来衡量。
5.1.2 对自动重合闸的基本要求
（图5-4：采用同步检定和无电压检定重合闸的配置关系）

继电保护原理第五自动重合闸

继电保护原理第五自动重合闸
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ARC。
2、自动重合闸概念 自动重合闸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，简称ARC（旧称ZCH） 。
瞬时性故障 ☞ 重合成功 永久性故障 ☞ 重合不成功
3、自动重合闸的作用： （1）对暂时性故障，可迅速恢复供电，提高供电的可靠性。 输电线路80%~90%为瞬时性故障；
（5）动作的次数应符合预先的规定。 如一次重合闸就只能重合一次；当重合于永久性故障而
断路器再次跳闸后，就不应再重合。 （6）动作后应能自动复归，为下一次动作做好准备； （7）重合闸时间应能整定，并有可能在重合闸以前或重合闸 以后加速继电保护的动作，以便更好地与继电保护相配合，
加速故障地切除。
（8）当断路器处于不正常状态时(如操动机构中使用的气压、 液压异常等)，应将ARC装置闭锁。
（2）非同期重合闸方式： 就是不考虑系统是否同步而进行自动重合闸的方式（期望系 统自动拉入同步，须校验冲击电流，防止保护误动）。 （3）检查双回线另一回线电流的重合闸方式 在没有其他旁路联系的双回线路上，当不能采用非同步合闸 时，可采用检定另一回线路上有无电流的重合闸。
采用这种重 合方式的优 点是因为电 流检定比同 步检定简单。
3. 综合重合闸 单相重合闸和三相重合闸综合到一起，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。
对一个具体的线路，究竟使用何种重合闸方式，要结合系统的 稳定性分析选取，一般遵循下列原则： (1) 没有特殊要求的单电源线路，采用一般的三相重合闸； (2) 凡是选用简单的三相重合闸能满足要求的线路，都应选用 三相重合闸； (3) 当发生单相接地短路时，如果使用三相重合闸不能满足稳 定性要求而出现大面积停电或重要用户停电者，应当选用单相 重合闸和综合重合闸。

第5章 自动重合闸

第5章 自动重合闸

5.1.2对自动重合闸装臵的基本要求
4、动作后自动复归 自动重合闸装臵动作后应能自动复归，准备好下次再动作。 对于10kV及以下电压级别的线路，如无人值班时也可采用 手动复归方式。 5、用不对应原则启动 一般自动重合闸可采用控制开关位臵与断路器位臵不对应原 则启动重合闸装臵，对综合自动重合闸，宜采用不对应原 则和保护同时启动。 6、与继电保护相配合 自动重合闸能与继电保护相配合，在重合闸前或重合闸后加 速继电保护动作，以便更好地与继电保护装臵相配合，加 速故障切除时间，提高供电的可靠性。
5.1.1自动重合闸的作用
电力系统的故障中，输电线路的故障占绝大部分，大都 是“暂时性”的故障 ，在线路被继电保护迅速动作控制断路 器，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。自动重合闸成功率（60%-90%)。此外，还有“永久性 故障”， “永久性故障”在线路被断开之后，它们仍然是存 在的，即使合上电源，也不能恢复正常供电。 因此，在电力系统中采用了自动重合闸装臵（AAR）， 即是当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后， 能够自动控制断路器重新合闸的一种装臵。
障也可采用自动重合闸装置。 • 根据自动重合闸运行的经验可知，线路自动重合闸的配置和选择应根
据不同系统结构、实际运行条件和规程要求具体确定。一般选择自动
重合闸类型可按下述条件进行。
2、自动重闸的配置原则
1）110kV及以下电压的系统单侧电源线路一般采用三相一次重合闸装臵； 2）220kV、110kV及以下双电源线路用合适方式的三相重合闸能满足系统稳 定和运行要求时可采用三相自动重合闸装臵。 3）220kV线路采用各种方式三相自动重合闸不能满足系统稳定和运行要求 时，采用综合重合闸装臵； 4）330～500kV线路,一般情况下应装设综合重合闸装臵； 5）在带有分支的线路上使用单相重合闸时，分支线侧是否采用单相重合闸， 应根据有无分支电源，以及电源大小和负荷大小确定； 6）双电源220kV及以上电压等级的单回路联络线，适合采用单相重合闸； 主要的110kV双电源回路联络线，采用单相重合闸对电网安全运行效果 显著时，可采用单相重合闸。

第5章 自动重合闸

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

自动重合闸原理

自动重合闸原理

自动重合闸原理
自动重合闸是电力系统中的一种保护装置，用于自动恢复电力供应和减少停电时间。

它能够实现对电力系统中断电事故的快速切除和自动回复操作。

自动重合闸的工作原理如下：
1. 监测电力系统状态：自动重合闸装置通过接收与电力系统相关的信号，如电流、电压、频率等，监测电力系统的状态。

2. 检测异常情况：当系统发生故障或异常情况时，自动重合闸装置会检测到这些异常，并根据预设的保护参数进行判断。

3. 切除电力系统：当自动重合闸装置判断出电力系统发生故障或异常情况时，它会迅速切除电力系统，即打开断路器或切断电力供应，以避免故障扩大或造成更大的损失。

4. 分析故障原因：自动重合闸装置会通过对故障信号的分析，确定故障的位置和原因，为后续的维修工作提供参考。

5. 重启电力系统：在故障得到修复或自动重合闸装置判断故障消除后，它会恢复电力供应并重新闭合断路器，将电力系统重新连接起来。

自动重合闸装置的作用是保护电力系统的安全运行。

它能够快速切除故障电路，减少停电时间，提高电力供应的可靠性。

同
时，它还能够避免对电力系统的损坏，确保电力系统的稳定性和可用性。

第五章自动重合闸

第五章自动重合闸

同步检定和无电压检定重合闸的配置
▪重
5.2.3 重合闸时限的整定原则
▪ 现代电力系统广泛使用的重合闸都不区分故障是瞬 时性质还是永久性质的，对于瞬时性故障，必须等 待故障点的故障消除、绝缘强度恢复后才有可能重 合成功。
▪ 按以上原则确定的最小时间，称为最小重合闸时间。 ▪ 实际使用的重合闸时间必须大于这个时间，根据重
• 凡是选用简单的三相重合闸能满足要求的线路， 都应当选用三相重合闸。
• 当发生单相接地短路时，如果使用三相重合闸不 能满足稳定要求，会出现大面积停电或重要用户 停电，应当选用单相或综合重合闸。
5.2 输电线路的三相一次自动重合闸
5.2.1 单侧电源线路的三相一次自动重合闸 ▪ 三相一次重合闸的跳、合闸方式：
第五章自动重合闸
自动重合闸的作用 “瞬时性”与“永久性”故障
▪ 瞬时性故障：
• 被继电保护断开后故障自行消失，若此时把断开的线路 断路器再合上，就能够恢复正常的供电。
• 由雷电引起的绝缘子表面闪络，大风引起的碰线，通过 鸟类以及树枝等物掉落在导线上引起的短路等
▪ 永久性故障：
• 被断开以后依然存在的故障 • 线路倒杆，断线，绝缘子击穿或损坏等引起的故障
▪ 变压器内部故障多数是永久性故障，因此，变压器 的瓦斯保护和差动保护动作后不重合，仅当后备保 护动作时起动重合闸。
自动重合闸的分类
线路重合闸的方式选择
▪ 对一个具体的线路，究竟使用何种重合闸方 式，要结合系统的稳定性分析，选取对系统 稳定最有利的重合方式。一般说来，有
• 对于没有特殊要求的单电源线路，一般采用三相 重合闸。
▪ 当线路发生故障，两侧断路器跳闸以后，检定线路无电压一侧的重合闸 首先动作，使断路器投入。如果重合不成功，则断路器再次跳闸。此时， 由于线路另一侧没有电压，同步检定继电器不动作，因此，该侧重合闸 根本不起动。如果重合成功，则另一侧在检定同步之后，再投入断路器， 线路即恢复正常工作。

电力系统继电保护第二版答案参考之输电线路的自动重合闸

电力系统继电保护第二版答案参考之输电线路的自动重合闸

第五章输电线路的自动重合闸5-1电力系统的输配电线路上为什么要装置自动重合闸装置？对自动重合闸装置有哪些基本要求？答：电力系统的故障中，输电线路尤其是架空线路的故障占绝大多数，而绝大多数的故障是暂时性故障，因此可以在输配电线路上装置自动重合闸。

对自动重合闸装置的基本要求：1手动跳闸时不应重合2手动合闸于故障线路时自动重合闸不重合3用不对应原则启动4动作迅速5不允许任意多次重合6动作后应能自动复归7能与继电保护动作配合5-2重合闸的类型有哪些？它们一般适用于什么网络？答：重合闸的类型有：单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸三种。

三相重合闸适用于110kV及以下的网络，单相重合闸适用于220kV-500kV的网络，综合重合闸适用于330-500kV及以上的网络。

5-3单相重合闸中选相元件的作用和类型是什么？目前高压网络中常用的选相元件是哪一种？为什么？答：单相重合闸中选相元件的作用是单相故障时选出故障相。

其类型有相电流选相元件、相电压选相元、阻抗选相元件和反应两相电流差的突变量选相元件。

目前高压网络中常用的选相元件是电流突变量选相元件。

因为其它的选相元件都有限制范围。

如：相电流选相元件中的过电流继电器的启动电流是按照躲过线路最大负荷电流和单相接地非故障相电流整定的。

适用于装在线路的电源端且短路电流较大的线路上才能使用。

对于长距离重负荷，短路电流小的线路上不能采用。

相电压选相元件中的低电压继电器的启动电压是按照躲正常运行和非全相运行时母线可能出现的最低电压整定的。

适用于装在小电源侧或单电源受电侧（这一侧的电流选相元件不满足选择性和灵敏性）或很短的线路上（需检验灵敏性）。

阻抗选相元件是在每相上都装带补偿电流的 0接线的阻抗元件，可以明确选择故障相，但在单相带过渡电阻接地短路时，由于接地电阻及对侧零序电流的助增作用，线路两侧的阻抗选相元件可能出现相继动作现象，当发生两相接地故障时，也有两个选相元件可能会相继动作。

第五章输电线路的自动重合闸

第五章输电线路的自动重合闸

正常工作时：QF处于合闸位置，SA1处于“合闸后”位置， 其触点SA121-23接通，SA2处于合闸位置，电容C经电阻R4而 充满电压，电容C两端电压等于电源电压，信号灯HL亮。
线路短路，保护动作时：QF跳闸，QF3-4打开，QF1-2闭合 →KM1起动→ KT线圈得电→ 其触点KT延时闭合→ 电容C 向KM线圈放电→ KM动作K。M动作后KM1-2打开→信号灯 HL灭；KM3-4、KM5-6闭合→KO得电→ QF合闸。 ✓ 若合闸成功，所有继电器复位，电容C经10～15s再次充满 电压，准备再次动作；
根据重合闸控制断路器相数的不同分类：单相重合闸、 三相重合闸、综合重合闸和分相重合闸。
第二节 三相自动重合闸
三相重合闸： 不论在输、配线上发生单相短路还是相间
短路时，继电保护装置均将线路三相断路器同 时断开，然后启动自动重合闸同时合三相断路 器的方式。若故障为暂时性故障，则重合闸成 功；否则保护再次动作，跳三相断路器。这时， 重合闸是否再重合要视情况而定。目前，一般 只允许重合闸动作一次，称为三相一次自动重 合闸装置。特殊情况下，可采用三相二次自动 重合闸装置。
4、自动重合闸可以纠正因断路器本身机构 不良或继电保护误动作而引起的误跳闸。
二. 对自动重合闸的要求
根据生产的需要和运行经验，对线路的自动重合 闸装置，提出了如下基本要求。
1、手动跳闸时不应重合 2、手动合闸于故障线路时自动重合闸不重合 3、用不对应原则启动 4、 动作迅速 5．不允许任意多次重合 6．动作后应能自动复归 7．能与继电保护动作配合 8 ．双侧电源实现重合闸时,应考虑合闸时两侧电源
1、可大大提高供电的可靠性，在线路上发生暂 时性故障时，迅速恢复供电，减少线路停电的次 数，这对单侧电源的单回线路尤为显著；

华北电力大学精品课程-电力系统继电保护(黄少锋教授)—重合闸(5)

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第五章自动重合闸一、引言瞬时性故障：开关跳开后，经过一段时间延时，故障消失。

如：绝缘子表面闪络(雷电、污闪)，短时碰线(大风)，鸟类或树枝放电。

(约占60－90％)永久性故障：开关跳开后，故障依然存在。

如：倒杆、断线、绝缘子击穿，碳束炸弹等。

（约占10％）自动重合闸应用的前提：统计数据表明，大部分的线路故障属于瞬时性故障！自动重合闸（下面简写为ARC ）装置：将因故障或人为误碰而跳开的断路器再进行自动合闸的一种自动装置。

工作过程：1）线路发生短路故障，由继电保护设备控制断路器跳闸。

2）经一定延时后，自动重合闸控制断路器再合闸。

3）瞬时性故障——>恢复供电；永久性故障——>保护再跳闸。

12K二、自动重合闸的作用利：弊：1、瞬时性故障可迅速恢复供电，提高供电的可靠性；2、提高并列运行稳定性，提高线路输送容量；3、纠正断路器偷跳、保护误动、人为误碰等引起的误跳闸。

在重合到永久性故障后，导致：1）系统再次遭受故障电流的冲击；2）断路器工作情况更加恶劣（短时间内两次切断故障电流）。

统计数据表明：线路重合闸的利大于弊。

目前的重合闸功能还无法区分瞬时性、永久性故障。

教材中，应用场合：≥1kV 的架空线路或混合线路，只要装设了断路器，就可以配置重合闸。

混合线路瞬时性故障居多，可合永久性故障居多，不宜合但是，有一定的限制。

12三、对自动重合闸的基本要求#1的1段范围#2的1段范围K 必须在故障点切除之后，才允许重合闸！1）通常利用没有电流的特点(包括保护动作)；2）同时，还必须考虑对侧切除的时间。

没有全线速动的保护时，一侧为I 段动作，另一侧为II 段动作（有延时）。

2、不允许任意多次重合，即动作次数应符合预先的规定。

（考虑：断路器性能，并防止永久性故障）3、应能和继电保护配合，在重合闸前或后，应能加速保护动作。

（考虑：重合后，如果保护很快动作，那么，几乎为永久性故障）1、动作迅速，(一般0.5s ～1.5s)。

电力系统继电保护——5自动重合闸

电力系统继电保护——5自动重合闸

同步检定继电器
U
U
U
U 2U sin

2
U 合闸时的冲击电流增加

O
一般来说， =20~40时合闸 取U set 0.5U N
4. 重合闸动作时限的整定原则
① 单侧电源线路的三相重合闸
为了使电动机负荷尽快恢复正常，在争取重合成 功的前提下，动作时限越短越好
• 故障点要消失：故障点电弧熄灭，绝缘强度恢复
电力系统继电保护原理
主讲教师：范春菊
5 自动重合闸
5.1 自动重合闸的作用和基本要求 5.2 输电线的三相一次自动重合闸 5.3 重合闸与保护的配合 5.4 高压输电线的单相自动重合闸
5.5 高压输电线的综合重合闸简介
5.6 微机保护中的重合闸逻辑举例
5.1 自动重合闸的作用和基本要求
1. 1 电力系统中的故障分类，自动重合闸的定义 瞬时性故障：架空线路故障大都是“瞬时性”的
&
HQJ
去合闸
动作时限
XJ 1s
去发信
JSJ
控开为1
展宽1秒
加速保护
单侧电源线路的ZCH方式的选择原则
一般选择三相一次重合闸 无人值班的变电站，单回线供电线路，则采用三 相二次重合闸可以提高10%的重合闸成功率 送电给重要用户，又无备用线路时，也可以采用 三相二次重合闸
2. 双侧电源线路的三湘一次重合闸 双侧电源情况下，自动重合闸的特点及要求：
1. 重合闸前加速保护 定义：k1点故障时，保护3瞬时无选择动作如果重 合于瞬时性故障，系统恢复运行；如果重合于永久性 故障，保护1-3再按照原有的选择性动作。 为了减少无选择性动作范围，规定变压器低压侧短路 (即k2点)时，保护3不应动作

电力系统自动重合闸

电力系统自动重合闸

0.61 X d
IN
对于同步调相机I
0.84 Xd
IN
对电力变压器I
100 Uk %
I
N
IN 元件额定电流. X d 次暂态电抗标么值 X 暂态电抗标么值
X d 同步电抗标么值 Uk % 短路电压百分值
第五章 自动重合闸
1. 自动重合闸的作用、基本要求 2. 输电线路的线路三相一次自动重合闸 3. 高压输电线路的单相自动重合闸 4. 高压输电线路的综合重合闸简介
5.1 自动重合闸的作用及对它的基本要求
5.1.1 自动重合闸的作用
作用1
架空线路的短路故障，大多数是由雷击、鸟害、 树枝等引起的瞬时性故障。这种故障在继电保护 迅速动作跳开断路器后，因电弧熄灭，故障点绝 缘能迅速恢复。此时如果重新投入断路器，线路 可以恢复正常运行。这对用户的供电可靠性及系 统稳定都非常有利。一般地，输电线路的这种重 合闸的成功率达到70%～90%，所以，自动重合 闸装置被广泛采用。
使用快速自动重合闸需要满足一定的条件:
1)线路两侧都装有可以进行快速重合的断路器,如快速气 体断路器.
2)线路两侧都装有全线速动的保护,如纵联保护等.
3)重合瞬间输电线路出现的冲击电流对电力设备、电力 系统的冲击均在允许范围内.
输电线路出现的冲击电流周期分量可用下式估算:
I 2E sin Z 2
– 使断路器工作条件变得恶劣.
5.1.2 对自动重合闸的基本要求
1.重合闸不应起动的情况： 1) 由值班人员手动或遥控跳开断路器时 ，重
合闸都不应起动； 2) 当手动合闸，由于线路存在故障而由继电
保护跳开断路器时，重合闸都不应起动。 3) 当断路器处于不正常工作状态时，应将重

继电保护第五章-重合闸

继电保护第五章-重合闸
t1
∆t
K2
t2
∆t t3l• 动步骤当线路发生故障时，保护有选择性地动作 切除故障；
然后自动重合闸，重合于永久性故障上， 发生第二次短路，此时不管第一次保护跳闸是 否带有延时，第二次一定无延时跳闸．
• 优点:
– 第一次跳闸是选择性的，不会扩大停电范围 – 永久性故障能在第二次瞬时切除，并仍有选择性. – 不受电网结构和负载限制,不会因ARC的失效产生
除上述要求外，还须按最不利情况考虑：本侧先跳， 对侧后跳。
t ARD = t pr ⋅ 2 + tQF ⋅ 2 − t pr ⋅1 − tQF ⋅1 + tu
t pr.2 t t pr.1 QF.1
tu
tQF.2
t ARD
0
断路器1跳开
断路器2跳开
t QF1重合
图 5－7 双侧电源线路重合闸动作时限配合的示意图
自动重合闸的作用：
（1）对瞬时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高 供电的可靠性；
（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；
（3）可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的 误跳闸；
（4）在电网的设计与建设过程中，有些情况下由于 考虑重合闸的作用，即可以暂缓架设双回路线 路以节约投资。
电流选相
• 在每相上装设一个过电流继电器，其起动电流 按照大于最大负荷电流的原则进行整定、以保 证动作的选择性。
• 这种选相元件适于装设在电源端、且短路电流 比较大的情况，它是根据故障相短路电流增大 的原理而动作的。
低电压选相
• 用三个低电压继电器分别接于三相的相电压上， 低电压继电器是根据故障相电压降低的原理而动 作。
额外的消极作用． 。。

第5章自动重合闸

第5章自动重合闸

• 当采用单相重合闸时，如果发生相间短 路，则一般都跳三相断路器，且不进行 三相重合；如果因任何其它原因断开三 相断路器，则也不再进行重合。
• 对选相元件的基本要求为：单相接地时， 选相元件应可靠选出故障相；选相元件 的灵敏度和速动性应比保护的好；选相 元件一般不要求区分内外部故障，不要 求有方向性。
三条或三条以上紧密联系的线路 双回线检另一回线有电流的重合闸
原理：两侧断路器被保护跳开后，检无压侧先重合断 路器，接通一侧电源，另一侧检同步后重合。
※ 检无压侧与检同步侧工作方式应定时轮换。 重合不成功时，检无压侧断路器将两次切断短路电流。
※ 检无压侧应同时投入同步检定（防止QF、保护误跳）, 检同步侧不能同时投入无压检定。
M1
2N
k
利：1.瞬时性故障可迅速恢复供电，提高供电的可靠性；
2.提高并列运行稳定性、线路输送容量； 3.纠正断路器偷跳、保护误动、人为误碰引起的误跳闸；
弊：在重合到永久性故障后：
1.使系统再次遭受故障电流的冲击； 2.断路器工作情况更加恶劣（短时间内两次切断）。
应用：≥1KV架空线路或混合线路，只要装断路器。
在双侧电源的送电线路上实现重合闸时，与单电 源线路上的三相自动重合闸相比还必须考虑如 下的特点：
（1）时间的配合。
（2）同期问题。当线路上发生故障跳闸以后， 线路两侧电源之间的电势角会摆开，有可能失 去同步。这时，后合闸一侧的断路器在进行重 合闸时，应考虑两侧电源是否同步，以及是否 允许非同步合闸的问题。
第三节 单相自动重合闸
• 所谓单相重合闸,就是指线路上发生单相 接地故障时，保护动作只断开故障相的 断路器，而未发生故障的其余两项仍可 继续运行，然后进行单相重合。若故障 为暂时性的，则重合闸后，便可恢复三 相供电；如果故障是永久性的，而系统 又不允许长期非全相运行，则重合后， 保护动作，使三相断路器跳闸，不再进 行重合。
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❖ 重合闸前加速保护
优点 快速切除瞬时性故障 可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，提高重合闸 成功率 保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.6~0.7UN，保证 厂用电和重要用户的电能质量 所用设备少，简单经济
自动重合闸与继电保护的配合
❖ 重合闸前加速保护
缺点 断路器工作条件恶劣，动作次数多 重合于永久性故障时，故障切除时间可能较长 若重合闸装置或断路器拒绝合闸，将扩大停电范围
冲击电流周期分量的估算
非同步重合闸时，I不应超过下表数值
双侧电源输电线路重合闸的主要方式
❖ 2 非同期重合闸
不考虑系统是否同步而进行自动重合闸，不检定同期。 如果重合时两侧系统非同期，合闸瞬间电气设备承受较
大的冲击电流。 使用条件：冲击电流不超过允许值
双侧电源输电线路重合闸的主要方式
❖3 检同期重合闸：可适合任何场合
检同期方法的替代方案： 系统联系紧密，不会失步，可以不检同期，直接重合 双回线路并联运行，相邻线路有电流表示两侧系统同步
电流检定比 同步检定简单
双侧电源输电线路重合闸的主要方式
❖3 检同期重合闸：可适合任何场合
先重合的一侧检定无压，后重合的一侧检定同期
具有同步检定和无电压检定的重合闸
QF1：无压侧，同时投入检同期继电器 QF2：检同期侧，无电压检定绝对不允许同时投入
对自动重合闸的基本要求
❖ 重合闸不应动作的情况
手动操作或通过遥控装置将断路器断开时 手动合闸于故障线路 断路器处于不正常状态
❖ 动作次数应符合预先的规定 ❖ 动作后应能自动复归 ❖ 合闸时间应能整定 ❖ 双侧电源线路考虑同步问题
自动重合闸的分类
❖ 根据控制的电气元件
线路重合闸 变压器重合闸 母线重合闸
❖ 工作原理
手动跳闸后闭锁：手动跳闸后不应重合闸
单侧电源线路的三相一次重合闸
❖ 工作原理
重合闸后加速：对永久性故障加快故障的再次切除。
双侧电源线路的三相一次重合闸
❖ 考虑两个问题
同期问题：重合闸时两侧电源是否同步，是否允许非同 步合闸。
时间的配合：线路两侧的重合闸必须保证在两侧的QF都 跳闸后再进行重合。
❖ 按动作次数
一次重合闸 多次重合闸
自动重合闸的分类
❖ 按控制断路器相数的不同
三相重合闸：单相故障时，重合三相 相间故障时，重合三相
单相重合闸：单相故障时，重合单相 相间故障时，不重合
综合重合闸：单相故障时，跳单相，重合单相 相间故障时，跳开三相，重合三相
5 自动重合闸
❖ 5.1 自动重合闸的作用及对它的基本要求 ❖ 5.2 输电线路的三相一次自动重合闸 ❖ 5.3 高压输电线路的单相自动重合闸 ❖ 5.4 高压输电线路的综合重合闸简介
我国电力系统运行经验，一般取0.3~0.4s
重合闸实现的整定原则
❖ 双侧电源线路三相重合闸
最小重合时间除上述要求外，还需考虑时间配合 最不利情况：本侧先跳，对侧后跳，
自动重合闸与继电保护的配合
❖ 重合闸前加速保护
故障时，靠近电源侧的保护首先无选择的瞬时跳闸，而后 自动重合闸纠正
自动重合闸与继电保护的配合
❖ 采用ARD的技术经济效果
大大提高供电的可靠性，减少线路停电次数。 高压输电线路可提高系统并列运行的稳定性； 纠正QF由于机构不良或继电保护误动作引起的误跳闸；
自动重合闸的作用
❖ 重合于永久性故障上的不利影响
使电力系统又一次受到故障的冲击； QF短时间内连续切断两次短路电流，恶化其工作条件。
❖ 两侧的投入方式利用连接片定期轮换
同步检定继电器
❖ 无电压检定继电器：低电压继电器，0.5UN ❖ 电磁型同步检定继电器
重合闸实现的整定原则
❖单侧电源线路的三相重合闸 原则上越短越好，按最小重合时间整定
故障点电弧熄灭、绝缘恢复 QF触头周围绝缘强度的恢复及消弧室重新充满油、气 如利用继电保护出口启动重合闸，还应加上QF跳闸时间
双侧电源输电线路重合闸的主要方式
❖ 1 快速自动重合闸
保护断开两侧QF后快速重合（0.5~0.6s内） 提高系统并列运行的稳定性和供电的可靠性 使用条件
❖线路两侧都装有快速动作的断路器 ❖线路两侧都装有全线速动的保护 ❖冲击电流在允许范围内
双侧电源输电线路重合闸的主要方式
❖ 1 快速自动重合闸
单侧电源线路的三相一次重合闸
❖ 故障---跳三相---重合三相
瞬时性故障：重合成功 永久性故障：保护再跳三相，不再重合
❖ 实现简单
不需要考虑电源间同步检查问题 不需要区分故障类别和选择故障相
单侧电源线路的三相一次重合闸
❖ 工Байду номын сангаас原理
重合闸启动：当断路器由继电保护动作或其他非手动原因 跳闸后，重合均应启动。 优先采用由控制开关的位置与断路器的位置不对应的原则
❖ 使用范围：
35kV以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上
自动重合闸与继电保护的配合
❖ 重合闸后加速保护
故障时，首先有选择性切除，然后重合 重合成功，恢复运行； 不成功，保护II段或III段无时限快速切除永久性故障。
自动重合闸与继电保护的配合
❖重合闸后加速保护
电力系统继电保护5自动 重合闸
2020年6月2日星期二
5 自动重合闸
❖ 5.1 自动重合闸的作用及对它的基本要求 ❖ 5.2 输电线路的三相一次自动重合闸 ❖ 5.3 高压输电线路的单相自动重合闸 ❖ 5.4 高压输电线路的综合重合闸简介
自动重合闸的作用
故障分类
永久性故障 瞬时性故障
跳闸
故障原因依然存在
故障原因已消失→满足 恢复供电的条件→ARD
❖自动重合闸装置（ARD）：当断路器跳闸后，能够自 动控制断路器重新合上的一种装置。
自动重合闸的作用
❖ 重合闸成功率=重合闸成功的次数/总动作次数
一般60%~90% 取决于瞬时性故障占总故障的比例
❖ 重合闸正确动作率=正确动作次数/总动作次数
自动重合闸的作用
单侧电源线路的三相一次重合闸
❖ 工作原理
重合闸时间：继电保护跳开QF到ARD重合时刻间的时间 。 考虑故障点电弧熄灭，绝缘强度恢复等需要的时间
单侧电源线路的三相一次重合闸
❖ 工作原理
一次合闸脉冲：保证一次跳闸后有足够的时间合上（瞬 时故障）和再次跳开（永久故障）QF，不会多次重合。
单侧电源线路的三相一次重合闸