线路的自动重合闸与电力变压器的保护

线路自动重合闸（一）在电力系统线路故障中，大多数都是“瞬时性”故障，如雷击、碰线、鸟害等引起的故障，在线路被保护迅速断开后，电弧即行熄灭。

对这类瞬时性故障，待去游离结束后，如果把断开的断路器再合上，就能恢复正常的供电。

此外，还有少量的“永久性故障”，如倒杆、断线、击穿等。

这时即使再合上断路器，由于故障依然存在，线路还会再次被保护断开。

由于线路故障的以上性质，电力系统中广泛采用了自动重合闸装置，当断路器跳闸以后，能自动将断路器重新合闸。

本期我们讨论一下线路自动重合闸的相关问题。

1、重合闸的利弊显然，对于瞬时性故障，重合闸以后可能成功；而对于永久性故障，重合闸会失败。

统计结果，重合闸的成功率在70%~90%。

重合闸的设置对于电力系统来说有利有弊。

（利）当重合于瞬时性故障时：（1）可以提高供电的可靠性，减少线路停电次数及停电时间。

特别是对单侧电源线路；（2）可以提高电力系统并列运行的稳定性，提高输电线路传输容量；（3）可以纠正断路器本身机构不良或保护误动等原因引起的误跳闸；（弊）当重合于永久性故障时：（1）使电力系统再一次受到冲击，影响系统稳定性；（2）使断路器在很短时间内，连续两次切断短路电流，工作条件恶劣；由于线路故障绝大多数都是瞬时性故障，同时重合闸装置本身投资低，工作可靠，因此在电力系统中得到了广泛的应用。

2、重合闸的分类理论上来讲，除了线路重合闸，还有母线重合闸和变压器重合闸，但权衡利弊，后两者用的很少。

因此我们只讨论线路重合闸。

按重合闸动作次数可分为：一次重合闸、二次（多次）重合闸；重合闸如果多次重合于永久性故障，将使系统遭受多次冲击，后果严重。

所以在高压电网中基本上均采用一次重合闸。

只有110kV及以下单侧电源线路，当断路器断流容量允许时，才有可能采用二次重合闸。

按重合闸方式可分为：三相重合闸、单相重合闸、综合重合闸；通常，保护装置设有四种重合闸方式：三重、单重、综重、重合闸停用。

这四种方式可以由屏上的转换把手或定值单中的控制字来选择。

《电力系统自动装置》复习题参考答案绪论复习思考题1、简述电力系统自动装置的作用。

答：电力系统自动装置是保证电力系统安全运行、稳定运行、经济运行和避免电力系统发生大面积故障的自动控制保护装置。

2、电力系统自动装置有哪些功能？答：电力系统自动装置的功能主要有：（1）配合继电保护装置提高供电的可靠性；（2）保障电网的安全运行，防止故障的进一步扩大；（3）保证电能质量，使电力系统稳定运行和经济运行。

3、电力系统自动装置有哪些类型？答：电力系统自动装置有自动操作型和自动调节型。

而自动操作型又可分为正常操作型和反事故操作型。

第一章复习思考题1、AA T装置有何用途？答：备用电源和设备自动投入装置的作用是在当工作电源因故障被断开后，能自动、迅速地将备用电源或设备投入工作或将用户切换到备用电源上，使负荷不至于停电的一种自动装置，保证用户供电的可靠性和电力系统安全运行。

2、对AAT装置有哪些基本要求？答：AA T装置应满足以下基本要求：(1)保证工作电源或设备断开后，备用电源或设备才能投入；(2)工作母线突然失压时AA T应能动作；(3)AAT装置应保证只动作一次；(4)发电厂用AA T装置运行方式应灵活；(5)应校验AAT动作时备用电源过负荷情况；(6)备用电源投于故障时应使其保护加速动作；(7)AAT装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。

3、为什么要求AAT装置只能动作一次？答：当工作母线发生持续性短路故障或引出线上发生未被出线断路器断开的持续性故障时，备用电源或设备第一次投入后，由于故障仍然存在，继电保护装置动作，将备用电压或设备断开。

此后，不允许再次投入备用电压或设备，以免对系统造成不必要的冲击，因此，AA T 装置只能动作一次。

4、简述明备用和暗备用的含义。

答：明备用方式是指备用电源在正常情况下不运行，处于停电备用状态，只有在工作电源发生故障时才投入运行的备用方式。

暗备用方式是指两个电源平时都作为工作电源各带一部分自用负荷且均保留有一定的备用容量，当一个电源发生故障时，另一个电源承担全部负荷的运行方式。

自动重合闸原理
自动重合闸是电力系统中常用的一种保护装置，它能够在电力系统发生故障时快速切断故障电路，保护电力设备的安全运行。

自动重合闸工作的原理是通过监测电流、电压和其他参数的变化来判断电力系统是否存在故障。

当监测到电力系统出现故障时，自动重合闸会发出信号，切断故障电路。

同时，自动重合闸还会进行故障诊断，确定并记录故障信息，以便维修人员进行进一步分析和修复。

自动重合闸主要包括三个部分：故障检测、信号传输和刀闸控制。

在故障检测方面，自动重合闸会通过电流互感器和电压互感器监测电力系统的电流和电压，并将检测到的信号传输到信号传输部分。

在信号传输方面，自动重合闸会将检测到的信号传输到控制器，通过处理器进行信号处理和判断。

最后，在刀闸控制方面，自动重合闸会根据信号判断结果控制刀闸的开合，以实现故障切除和系统重合。

自动重合闸的优点在于其快速反应、准确判断故障和自动操作的能力。

它能够在电力系统发生故障时迅速切断故障电路，减少故障对电力设备的损害程度。

同时，自动重合闸的自动操作能力能够减轻维修人员的工作负担，提高电力系统的可靠性和安全性。

总之，自动重合闸是电力系统中一种重要的保护装置，通过监测和判断电力系统的故障情况，实现快速切断故障电路，保护电力设备的安全运行。

它的工作原理主要包括故障检测、信号
传输和刀闸控制。

自动重合闸的应用能够提高电力系统的可靠性和安全性，减少故障对电力设备的损害。

供电系统中常用的保护供电系统中常用的保护（1）电网的电流电压保护：包括：单侧电源网络的相间短路的电流电压保护、电网相间短路的方向性电流保护、大接地电流系统的零序电流保护、中性点不接地单相接地的保护；电网的距离保护输电线路的纵联保护包括：纵联差动保护、高频保护、高频闭锁方向保护、高频闭锁负序方向保护、高频闭锁距离保护和零序保护、高频相差动保护、光纤差动保护；输电线路的自动重合闸包括：三相自动重合闸、综合自动重合闸电力变压器的保护包括：主变压器内部故障的差动保护、主变压器零序保护、主变压器瓦斯保护、高压厂用变压器保护；发电机保护包括：相间短路的纵联差动保护、发电机定子绕组匝间短路保护、发电机定子绕组的单相接地保护、发电机低励失磁保护、励磁回路一点接地保护、励磁回路两点接地保护、转子表层过热（负序电流）保护、发电机的逆功率保护、发电机失步异常运行保护、定子绕组对称过负荷保护、发电机变压器组公用继电保护；母线的继电保护包括：母线差动保护、电流相位比较式母线保护；异步电动机和电容器的保护（2）供电系统的单端电网的保护：供电线路常见的故障对架空线来说，有断线、碰线、绝缘子被击穿、相间飞弧、短路以及杆塔倒塌等；对电缆来说，应其直接埋地或敷设在混凝土管、隧道等，受外界因素影响较少，除本身绝缘老化的原因外，只有某些特殊情况下，如的基下沉、土壤含有杂质、建筑施工破坏、热力网影响等，才会使相间或相地之间绝缘击穿或断裂，但是电缆接头连接不良或由于污垢而产生的故障，占其全部故障的70%以上。

工业企业供电线路基本上是开式单端供电网络，厂区内距离较短，所以线路保护并不复杂，常用的保护装置有：定时限或反时限的过电流保护；低电压保护；电流速断保护；中性点不接地系统的单相接地保护等。

一、过电流保护当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值时就使断路器跳闸或给出报警信号的装置称为过电流保护装置，它有定时限和反时限两种。

⒈定时限过电流保护装置定时限过电流是电流继电器本身的动作时限是固定的，与通过它的电流大小无关。

《电力系统继电保护》读书笔记1. 绪论1.1 电力系统的正常工作状态、不正常工作状态和故障状态一般将电能通过的设备称为电力系统的一次设备，对一次备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备称为二次设备。

一般正常状态下的电力系统，其发电、输电和变电设备还保持一定的备用容量，能满足负荷随机变化的需要，同时在保证安全的条件下，可以实现经济运行；能承受常见的干挠，从一个正常状态和不正常状态、故障状态通过预定的控制连续变化到另一个正常状态，而不致于进一步产生有害的后果。

不正常运行状态指部分参量超过安全工作限额但又不是故障的工作状态，如因负荷潮流超过电气设备的额定上限造成的电流升高（又称为过负荷），系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷引起的发电机频率升高，中性点不接地系统和非有效接地系统中的单相接地引起的非接地相对地电压的升高，以及电力系统发生振荡等。

电力系统的故障状态最常见同时也是最危险的故障是发生各种类型的短路，包括三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路，其中以单相接地短路为主，其次为两相短路。

电力系统自动化（控制）：为保证电力系统正常运行的经济性和电能质量的自动化技术与装备，主要进行电能生产过程的连续自动调节，动作速度相对缓，调节稳定性高，把整个电力系统或其中的一部分作为调节对象。

为了在故障后迅速恢复电力系统的正常运行，消除故障，保证持续供电，常采用以下的自动化措施：输电线路自动重合闸，备用电源自动投入，低电压切负荷，按频率自动减负荷，电气制动、振荡解列以及为维持系统的暂态稳定而配备的稳定性紧急控制系统，完成这些任务的自动装置统称为电网安全自动装置。

继电保护装置就是指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。

1.2 继电保护的基本原理及构成实现继电保护需区分电力系统在不同运行状态下的差异，具有明显差异的电气量有：流过电力元件的相电流、序电流、功率及其方向；元件运行相电压幅值、序电压幅值；元件的电压与电流的比值即“测量阻抗”等。

考点5：输电线路自动重合闸的作用和要求1、自动重合闸的作用在电力系统中，线路是发生故障最多的元件，故障分为瞬时性故障和永久性故障两种。

运行经验表明，架空线路故障大多数为瞬时性的，永久性故障一般不到10％。

瞬时故障有雷击过电压引起的绝缘子表面闪络、大风引起短时碰线、线路对树枝放电、鸟害或风筝线索等落在导线上引起短路等。

对瞬时性故障，当故障线路由断路器跳闸与电源断开后，故障点经过去游离，电弧可以熄灭，绝大多数情况下绝缘可以自动恢复，故障随即自动消除，这时如果重新使断路器合闸，往往能够恢复供电，从而提高供电的可靠性。

永久性故障有绝缘子击穿或损坏、线路倒杆或断线等引起的故障。

对永久性故障，即使故障线路与电源断开，故障仍然存在，如果重新使断路器合闸，继电保护会再次动作将已合闸的断路器再次跳开，供电不能得到恢复。

线路上发生瞬时性故障时，重合断路器的工作如果由运行人员手动操作进行，则停电时间太长，降低了供电的可靠性和重合闸的成功率，因此在电力系统中广泛采用自动重合闸装置。

线路上发生故障，继电保护动作使断路器跳闸后，使断路器自动合闸的装置称为自动重合闸装置，实际上，自动重合闸装置是将非正常操作断开的断路器按需要自动重新合闸的一种自动装置。

自动重合闸成功次数除以重合闸应该动作的总次数的百分数为重合闸成功率。

运行统计资料表明，线路重合闸成功率很高，约在60%～90％。

线路采用自动重合闸装置后，其作用可归纳如下：1)发生瞬时故障时自动恢复正常供电，提高供电可靠性；2)弥补继电保护选择性不足，纠正各种情况造成的断路器的误跳闸；3)与继电保护配合，在很多情况下能够加速切除故障；4)对双侧电源供电的线路，提高并列运行的稳定性。

但是，当断路器重合闸于永久性故障时，故障电流再次出现，继电保护再次动作跳开断路器切除故障，这一过程会带来一些不良影响，主要有：1)使电力系统以及一些电气设备再次受到故障冲击；2)断路器负担加重，在很短时间内两次切断短路电流。

第十一章自动重合闸第一节自动重合闸在电力系统中的应用电力系统故障中，大多数是送电线路、特别是架空线路的故障。

运行经验表明，架空线路故障大都是“瞬时性”的，例如，阴雨天气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，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧自行熄灭，外界物体（如树枝、鸟类等）也被电弧烧掉而消失，故障点的绝缘强度重新恢复。

这类故障称为“瞬时性故障”。

此时，如果把断开的断路器重新合上，即可恢复正常供电。

此外，也可能发生“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，故障仍然是存在。

此时，再合上电源，故障依然存在，线路将被继电保护再次断开，不能恢复正常供电。

由于送电线路发生的故障具有以上特点，因此，在线路被断开以后再进行一次合闸，则有可能大大提高供电的可靠性。

若由运行人员手动进行合闸，则由于停电时间过长，用户电动机多数已经停止运转，因此，效果不甚显著。

为此在电力系统中采用了断路器跳闸之后，能够自动地将断路器重新合闸的自动重合闸装置ARC ，提高送电线路工作的可靠性。

由于设重合闸装置不能判断线路上是瞬时性故障还是永久性故障，因此，在重合以后可能成功恢复供电，也可能不成功。

重合闸的成功率用重合成功的次数与总动作次数比来表示，根据运行资料的统计，成功率一般在60%~90% 。

在微机保护中重合闸装置应用自适应原理可在重合之前先判断是瞬时性故障还是永久性故障，可以大大提高重合闸的成功率。

一、电力系统中采用重合闸的技术经济效果主要地可归纳如下：（1）大大提高供电的可靠性，减少线路停电的次数，特别是对单册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可靠性；（3）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线路，以节约投资；（4）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。