自动重合闸检同期、检无压保护原理(含图)

110kV线路重合闸（检同期、检无压、检线路有压母线无压）运用

摘要：在110kV线路中，检同期和检无压为常见的重合闸方式。而能否合理进行重合闸的运用，将直接影响线路运行的可靠性和安全性。基于这种认识，本文对110kV线路重合闸原理及方式分析，然后结合事故实例提出了检线路有压母线无压的重合闸调整方案，从而为类似问题的研究提供指导。关键词：110kV线路；重合闸；检同期；检无压；运用

引言在架空线路运行的过程中，时常会发生瞬时故障，还要及时恢复线路运行才能避免停电事故的发生。而重合闸的运用，则能满足线路运行的可靠性需求。但由于不同线路实际情况不同，还要合理进行重合闸方式的选用。因此，还应加强对110kV线路重合闸运用问题的分析，从而更好的进行线路的运行管理。1110kV线路重合闸原理及方式分析从原理上来看，线路重合闸就是在线路故障消除后，断路器能够在短时间内重合。在现实生活中，雷击、鸟害都可能引发线路故障，随后则会发生继电保护动作，从而将线路故障切除[1]。而在电弧熄灭一段时间后，断路器绝缘性能够得到恢复，重合闸装置可控制断路器重合。就目前来看，线路重合闸方式主要有三种，即检同期、检无压和非同期。其中，检同期是在同期电压和母线电压均达到一定幅值，并且电压相角在一定范围内，重合闸则能动作成功。检无压则可以划分为两种，一种为检线路无压重合成功，一种为检母线无压且线路有压后重合成功。所谓的非同期，则是在一定整定时间后进行直接重合，无需进行电压等条件的判断[2]。在输电线路中，如果采用非同期的方式，将导致线路中产生较大冲击电流，继而导致电力系统发生震荡[3]。所以通常的情况下，110kV线路将采用检同期和检无压相组合的方式，以免发电机受到严重冲击。其中，检无压多为检查线路无压。2 110kV线路重合闸的运用分析2.1田洞头重合闸事故分析桂源电网110kV桂田Ⅰ线、桂田Ⅱ线为该变电站并列运行的两条电源线，采取双母线并列运行（母联开关运行状态）的接线方式，如下图1所示。自2015年试运行开始，频繁发生田洞头变电站171、172开关重合闸失败的事故。图1 110kV田洞头变网络运行图2.1.1事故前重合闸方式在110kV桂田I、Ⅱ线重合闸中，针对电源侧114和115开关，采用检无压的重合闸方式，而171和172开关采用的是检同期重合闸方式。在电源的一侧，采用的使无压检定和同期检定继电器，另一侧为同期检定继电器，以免出现非同期合闸的问题。2.1.2事故经过与原因分析2016年4月8日，110kV桂田I、Ⅱ线因雷击出现保护动作，114、115、171、172开关跳闸后，114、115开关重合成功，171、172开关重合闸未动作，以至于田洞头变电站失压，造成1个110kV变电站失压的3级事件。经上级调度同意后，通过手动合闸171、172开关，供电正常。雷雨过后，送电检修所巡视线路，并未发现异常。自 2016年线路投入运行后，仅4月线路就发生了多次瞬时跳闸动作，但只有114和115开关成功重合，171、172开关重合闸均未启动。2016年5-7月，类似事故发生了5次，多次造成3级事件。通过分析可以发现，在线路发生瞬时故障后，保护装置发出了正确的动作信号，并且动作跳闸。114、115开关重合闸检定方式未检无压，线路无压重合闸启动，线路瞬时故障，重合成功。171、172开关重合闸检定方式为检同期，114、115开关重合成功后，线路有压，因为主电源线路跳闸后，35kV系统机组解列，所以母线无压，171、172开关不满足同期条件，重合闸未启动，所以未进行重合命令的发送。2.2重合闸方式调整方案针对110kV田洞头变失压事故原因，桂源公司调度室提出进行重合闸方式的调整。为确认调整方案，对线路进行了试验检查。首先，在未加入母线电压的条件下，模拟线路两相短路故障，发现171和172开关在跳闸后无法成功重合。在此基础上，在加入母线电压的条件下，模拟线路两相短路故障，发现重合闸在跳闸后均能够成功重合。2.3调整方案效果及改进为确定调整方案的有效性，调度室将172开关保护调整为检线路有压母线无压，并对线路进行了试运行，以确认方案实施效果。2.3.1方案实施效果在将172开关保护调整为检线路有压母线无压后，线路运行状况良好，在瞬时故障发生后能够成功发生继电保护动作，然后172开关成功重合。而在172开关成功重合后，171开关也满足了重合闸条件，成功重合。如下表1所示，在7月22日，对田洞头侧开关重合闸方式进行了调整，将110kV桂田Ⅱ线172开关调整为检线路有压母线无压。7月27日，线路在雷雨天气发生差动保护跳闸后，线路开关成功重合，并未有用户停电。

重合闸是故障跳闸后由重合闸继电器启动合闸的，主要是用在线路发生闪烁故障后能快速恢复供电。

检同期是二个电源并列(合环）时,由同期装置检测A相的相角差和电位差,这二个差值在允许范围内就自动合闸，如发电机并网。

检无压是给线路送电前，待送线路压变二次的电压继电器(常闭接点）闭锁断路的合闸（回路）,线路有电则无法合闸。

备自投是备用电源向在用设备（跳闸后）自动送电（合闸)，一般是进线开关在电源停电时，电压继电器(低电压保护）动作，跳开进线断路器,其辅助触点（常闭)接通备用电源断路器的合闸电源.

这四个是独立的装置，相互之间并无直接关系.

重合闸:从字面上理解就是重新合闸。也就是在高压系统中（特别是110kV及以上的中性点直接接地系统），有些故障是瞬时性的，为了提高供电的连续性,在线路故障保护动作后，允许线路断路器重新合闸。重合闸可以分为单相重合闸和三相重合闸。

备自投：备用电源自动投入。与重合闸的最大区别就是，它投入的是另一路电源,而重合闸投入的仍是原线路本身。

重合闸和备自投是电网中快速恢复供电的两种最重要最常见的自动装置。

检同期和检无压,是在重合闸（或备自投)中实现的一种方式和手段.也就是说,重合闸和备自投都分为检同期和无压两种方式。

检同期方式主要应用在有内部电源的情况下，就是在投入重合闸(或备自投）断路器前，需对断路器两端的电压进行同期判定。如果电压幅值差和相角差在允许范围内，则断路器允许合闸。否则，合不上。

无压方式应用得更多.即重合闸装置（备自投装置）发出合闸命令后,不需对两端电压进行比对.

(注意，这里的无压重合闸或无压备自投与发电机同期装置中的检无压稍微有不一样.同期装置中检无压，是必须无压才能合闸，有压则闭锁。而这里不同,无压重合闸和无压备自投在运行方式的规定时就不允许两侧电源的存在.所以，不需要再判定两端是否无压。）

备投简单说就是备用电源投入。目的是保证供电的可靠性。

前提设进线1断路器为1DL，进线2断路器为2DL，母线分段断路器为3DL：

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；

检同期是指：在合开关之前 ，先检测开关两端（线路侧和母线侧）是否满足同期条件 （即电压和

相位都相同）时，再合开关。

检无压是指：在和开关前，先检测开关线路侧是否有电压，确定无电压后，再合开关。

检无压和检同期合闸，主要应用在具有两个电源点的联络线上，一般整定为一侧检无压，另一 侧检同期。

当联络线两端跳闸后，线路肯定没有电压。这时，投无压侧可以先将开关合上，另一侧检同期

后在合闸。

如果两侧都投检同期，由于线路侧无电压，母线侧有电压的话，两侧开关都不满足同期条件，

将无法操作。

检同期和检无压是重合闸的两种方式，同一条线路两侧必须各选一 种方式。当线路跳闸后，投检无压的一侧断路器保护检测到线路无 电压或等于小于整定值时先重合，投检同期的一侧断路器保护检测 到线路电压的相位跟变电站一侧电压相位相同或等于小于允许误差 时重合。

要搞清楚系统运行方式和重合闸投入方式才能对问题分析

对路。

简单的说就是：当线路两侧的断路器同时跳开的时候，先由检无压侧的断路器重合，之后在在

另一侧，也就是投检同期的一侧，当检测到两侧电源同期的时候重合。 避免非同期重

合（重合闸的单重方式不用检同期检无压检无压检同期是属于双侧电源线路三相跳闸 后的重合闸检查条件。

对于不存在同期问题的线路上的重合闸在三相跳闸后可采用重合闸不检方式。 ），如果

两侧电源非同期重合岀现什么情况你应该知道。这种线路两侧都有检同期和检无压装置。

具体的而说就是：如果采用一侧投无电压检定，另一侧投同期检定这种接线方式，那么， 在使

用无电压检定的那一侧，当其断路器在正常运行情况下由于某种原因（如误碰、保护误动等） 而跳闸时，由于对侧并未动作，因侧线路上有电压，因而就不能实现重合，这是一个很大的缺 陷。为了解决这个问题，通常都是在检定无压的一侧也同时投入同期检定继电器，两者的触点

并联工作 （偷跳）

....... 投检同期的一侧不能再投检无压；检无压得一侧同时要投入检同期，防止开关偷跳； 两侧投退可以定期轮换，主要为了避免检无压得一侧长期首先工作，合于永久性故障时对重合 闸本身寿命的影响。