在電力系統中，輸電線(xiàn)路（特別是架空線(xiàn)路）發(fā)生故障最多的元件，因此，如何提高輸電線(xiàn)路工作的可靠性，對電力系統的安全運行具有重大意義。電力系統運行經(jīng)驗證明，架空線(xiàn)路的故障大都是瞬時(shí)故障，約占總故障次數的80%～90%以上。例如，由于雷電過(guò)電壓引起的絕緣子表面閃絡(luò )，大風(fēng)引起的短時(shí)碰線(xiàn)，線(xiàn)路對樹(shù)枝放電、通過(guò)鳥(niǎo)類(lèi)身體的放電以及樹(shù)枝等物掉落在導線(xiàn)上引起的短路以及絕緣子表面污染等原因引起。這些故障被繼電保護動(dòng)作斷路器斷開(kāi)之后，故障點(diǎn)去游離，電弧熄滅，絕緣強度恢復，故障自行消除。此時(shí)，如把輸電線(xiàn)路的斷路器合上，就能恢復供電，從而減少停電時(shí)間，提高供電可靠性。當然，輸電線(xiàn)路也有少數由線(xiàn)路倒桿、斷線(xiàn)、絕緣子擊穿或損壞等原因引起的永久性故障，在線(xiàn)路被斷開(kāi)之后，這些故障仍然存在。此時(shí)，如把線(xiàn)路斷路器合上，線(xiàn)路還要被繼電保護動(dòng)作斷路器再次跳開(kāi)?！ ?/span>
因此，由輸電線(xiàn)路故障的性質(zhì)可看出，線(xiàn)路被斷開(kāi)之后，再進(jìn)行一次合閘，其成功的可能性是很大的，這種合閘固然可以由運行人員手動(dòng)進(jìn)行，但由于停電時(shí)間長(cháng)，效果并不十分顯著(zhù)。為此采用自動(dòng)重合閘裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)ZCH）將被切除的線(xiàn)路重新投入運行，來(lái)代替運行人員的手動(dòng)合閘?！ ?/span>
線(xiàn)路上裝設重合閘后，重合閘本身不能判斷故障是否屬瞬時(shí)性，因此，如果故障是瞬時(shí)性的，則重合閘能成功；如果故障是永久性的，則重合后由繼電保護再次動(dòng)作斷路器跳閘，重合不成功。運行統計資料表明，輸電線(xiàn)路自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作成功率（重合閘成功的次數除以重合次數）約在60%~90%之間，可見(jiàn)采用自動(dòng)重合閘裝置的效益是可觀(guān)的。在輸電線(xiàn)路上采用自動(dòng)重合閘裝置后，不僅提高了供電可靠性，而且可提高系統并列運行的穩定性和線(xiàn)路輸送容量。還可糾正斷路器本身機構不良、繼電保護誤動(dòng)作以及誤碰引起的誤跳閘。另外，由于自動(dòng)重合閘裝置本身費用很低，工作卻可靠，所起作用又很大，故在電力系統中獲得了極為廣泛的應用?！独^電保護和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規程》規定，對1KV及以上的架空線(xiàn)路和電纜與架空的混合線(xiàn)路，當具有斷路器時(shí)，應裝設自動(dòng)重合閘裝置；對于旁路斷路器和兼作旁路的母線(xiàn)聯(lián)絡(luò )斷路器或分段斷路器，宜裝設自動(dòng)重合閘裝置；對于低壓側不帶電源的降壓變壓器，應裝設自動(dòng)重合閘裝置；必要時(shí)母線(xiàn)可裝設自動(dòng)重合閘裝置?！ ?/span>
由此可見(jiàn)，自動(dòng)重合閘在線(xiàn)路上的采用是電力系統安全經(jīng)濟運行的客觀(guān)要求。使用重合閘無(wú)疑有兩個(gè)目的：一是為了保證系統穩定；二是為了恢復瞬時(shí)故障線(xiàn)路的運行，從而恢復整個(gè)系統的正常運行狀態(tài)。但是，采用自動(dòng)重合閘裝置后，對系統也帶來(lái)不利影響，如重合于永久性故障時(shí)，系統將再次受到短路電流的沖擊，可能引起電力系統的振蕩；同時(shí)使斷路器工作條件惡化，因為在很短時(shí)間內斷路器要連續兩次切斷短路電流?！ ?/span>
110KV及以下線(xiàn)路，大多采用三相一次重合閘，即不論輸電線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障還是相間故障，都由繼電保護動(dòng)作把斷路器的三相一起跳開(kāi)，然后由自動(dòng)重合閘裝置再次三相投入。根據運行經(jīng)驗，在110KV及以上大接地電流系統的高壓架空線(xiàn)路上，短路故障中70%以上是單相接地短路。特別是220KV及以上的架空線(xiàn)路，由于線(xiàn)間距離大，單相接地故障比例甚至高達90%左右。220KV以上的斷路器，都是可以分相操作的。因此，當發(fā)生單相接地故障時(shí)，只把故障相的斷路器跳開(kāi)而后進(jìn)行重合，而未發(fā)生故障的其余兩相仍繼續運行。這樣，不但可以大大提高供電的可靠性和系統并列運行的穩定性，而且還可以減少相間故障的發(fā)生。所以，在220KV以上的大接地電流系統中，廣泛采用了單相自動(dòng)重合閘方式，當線(xiàn)路上發(fā)生多相故障時(shí)，仍應跳開(kāi)三相斷路器，而后根據系統具體情況，或進(jìn)行三相重合或不再重合，即單相短路—單相跳閘—單相自動(dòng)重合—若為永久性故障，則三相跳閘?！ ?/span>
所以在設計線(xiàn)路重合閘時(shí)應將三相自動(dòng)重合閘和單相自動(dòng)重合閘這兩種方式綜合起來(lái)考慮，構成綜合自動(dòng)重合閘（簡(jiǎn)稱(chēng)綜合重合閘）裝置。經(jīng)過(guò)切換開(kāi)關(guān)的切換，綜合重合閘裝置一般實(shí)現幾種重合閘方式。下面，我簡(jiǎn)單介紹一下我們經(jīng)常采用的幾種重合閘方式、實(shí)現綜合重合閘的選相元件、以及單相自動(dòng)重合閘在應用中應考慮的幾個(gè)問(wèn)題：
一、綜合重合閘的重合閘方式
綜合考慮單相自動(dòng)重合閘和三相自動(dòng)重合閘的裝置稱(chēng)綜合重合閘裝置，它可實(shí)現的重合閘方式如下：
1.綜合自動(dòng)重合閘方式
線(xiàn)路上發(fā)生單相故障時(shí)，實(shí)現單相自動(dòng)重合閘，當重合到永久性故障時(shí)，跳開(kāi)三相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合；線(xiàn)路上發(fā)生相間故障時(shí)，實(shí)現三相自動(dòng)重合閘，當重合到永久性故障時(shí)，跳開(kāi)三相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合?！ ?/span>
2.三相重合閘方式
線(xiàn)路上發(fā)生任何形式的故障，均實(shí)行三相自動(dòng)重合閘，到永久性故障時(shí)，跳開(kāi)三相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合?！ ?/span>
3.單相重合閘方式
線(xiàn)路上發(fā)生單相故障時(shí)，實(shí)現單相自動(dòng)重合閘，到永久性故障時(shí)，跳開(kāi)三相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合。線(xiàn)路上發(fā)生相間故障，則跳開(kāi)三相并不再進(jìn)行重合?！ ?/span>
4.特殊重合閘方式
這種方式只在近幾年新型的綜合重合閘裝置中采用，即線(xiàn)路上發(fā)生單相故障時(shí)，跳開(kāi)三相，實(shí)行三相自動(dòng)重合閘。線(xiàn)路上發(fā)生相間故障，則跳開(kāi)三相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合
5.停用方式
線(xiàn)路上發(fā)生任何形式的故障均跳開(kāi)三相不進(jìn)行自動(dòng)重合?！ ?/span>
雖然單相和綜合重合閘具有很大的技術(shù)經(jīng)濟價(jià)值，但和三相重合閘相比，具有：元件和接線(xiàn)都比較復雜，試驗工作量大；使用單相和綜合重合閘，線(xiàn)路必然會(huì )出現非全相運行，因而加重繼電保護復雜化的程度；使用單相和綜合重合閘，除了有選相能力的繼電保護外，其他保護必須經(jīng)選相元件控制，才能動(dòng)作與斷路器，因而延長(cháng)了切除故障的時(shí)間，回路也復雜?；谏鲜鲈?，并不是每條超高壓輸電線(xiàn)路上均裝設綜合重合閘，而應該根據系統運行的需要，考慮系統運行的穩定性以及發(fā)展遠景，決定是否采用綜合重合閘
二、選相元件
選相元件是實(shí)行綜合重合閘的主要元件，其作用是當線(xiàn)路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，選出故障相。對選相元件與繼電保護配合只跳開(kāi)發(fā)生故障的那一相，而其它兩相的選相元件不應動(dòng)作；其次是故障相末端單相接地故障時(shí)，選相元件有足夠的靈敏性?！ ?/span>
常用的選相元件有如下幾種：
1.相電流選相元件
系統的三相各裝一個(gè)過(guò)電流繼電器作為相電流選相元件，其動(dòng)作電流按躲過(guò)最大負荷電流來(lái)整定。這種選相元件適用于裝在線(xiàn)路的電源端，并僅在短路電流較大的線(xiàn)路上采用，對于長(cháng)距離重負荷線(xiàn)路往往不能采用?！ ?/span>
2.相電壓選相元件
系統的三相均裝設一個(gè)低電壓繼電器作為相電壓選相元件，其動(dòng)作電壓按小于正常運行以及非全相運行時(shí)母線(xiàn)可能出現的最低電壓來(lái)整定。這種選相元件適用于裝設在小電源側或單電源線(xiàn)路的受電側?！ ?/span>
3.阻抗選相元件
用三個(gè)低阻抗繼電器作為阻抗選相元件，分別接在三個(gè)相電壓和經(jīng)零序補償的相電流上，以保證繼電器的測量阻抗與短路點(diǎn)到保護安裝地點(diǎn)之間的正序阻抗成正比?！ ?/span>
對于故障相與非故障相，其測量阻抗差別很大，易于區分，因此，阻抗選相元件能正確地選擇故障相，具有較好的選擇性和較高的靈敏性，在復雜電網(wǎng)中應用廣泛?！ ?/span>
阻抗選相元件可以采用全阻抗繼電器、方向阻抗繼電器或帶偏移特性的低阻抗等。目前，多采用方向阻抗繼電器?！ ?/span>
4.相電流差突變量選相元件
相電流差突變量選相元件是利用每?jì)上嗟南嚯娏鞑钤诠收蠒r(shí)發(fā)生突變的原理構成的。這種選相元件，在正常運行或非全相運行的負荷狀態(tài)和系統振蕩的情況下，都不會(huì )動(dòng)作，選相性能好，它不需躲過(guò)負荷電流，具有較高的靈敏性，廣泛用于高壓和超高壓輸電線(xiàn)路的重合閘裝置中?！ ?/span>
三、單相自動(dòng)重合閘應考慮的幾個(gè)問(wèn)題
當線(xiàn)路發(fā)生單相接地短路時(shí)，故障相自?xún)蓚葦嚅_(kāi)后，由于非故障相與斷開(kāi)相之間存在靜電和電磁的聯(lián)系，雖然短路電流已被切斷，但故障點(diǎn)弧光通道中仍有一定數值的電流通過(guò)，此電流稱(chēng)為潛供電流。由于潛供電流的影響，短路時(shí)弧光通道的去游離受到嚴重的阻礙，而自動(dòng)重合閘只有在故障點(diǎn)電弧熄滅，且絕緣強度恢復以后，才有可能成功。因此，單相重合閘過(guò)程中出現的非全相運行狀態(tài)對保護的影響，以及單相重合閘過(guò)程中出現的潛供電流，是220KV以上架空線(xiàn)路采用單相重合閘需考慮的因素?！ ?/span>
1.單相重合閘過(guò)程中出現的非全相運行使系統出現縱向不對稱(chēng)，產(chǎn)生負序和零序分量，對保護有何影響？應采取什么措施？
（1）零序電流保護：非全相運行一般只引起零序過(guò)電流保護誤動(dòng)，但當非全相運行再發(fā)生振蕩時(shí)，則會(huì )引起零序速斷和零序限時(shí)速斷保護誤動(dòng)?！ ?/span>
（2）距離保護：當距離保護的振蕩閉鎖回路是利用負序分量啟動(dòng)時(shí)，非全相運行將使距離保護因振蕩閉鎖回路啟動(dòng)而退出工作。非全相再發(fā)生振蕩時(shí)，阻抗繼電器可能誤動(dòng)作?！ ?/span>
（3）方向高頻保護：當反應負序功率方向時(shí)，電壓互感器接于母線(xiàn)側，在非全相運行中保護會(huì )誤動(dòng)，電壓互感器接于線(xiàn)路側不會(huì )誤動(dòng)?！ ?/span>
（4）相差高頻保護：非全相運行中的負序分量電流由線(xiàn)路一側流向另一側，相當于外部故障，保護不會(huì )誤動(dòng)?！ ?/span>
為實(shí)現對會(huì )誤動(dòng)保護的非全相運行閉鎖，可在單相重合閘與保護連接端設立兩個(gè)端子?！ ?/span>
2.單相重合閘過(guò)程中為何會(huì )出現潛供電流？潛供電流與哪些因素有關(guān)？對單相重合閘有何影響？可采取哪些措施減小這種影響？
當線(xiàn)路瞬時(shí)性單相接地保護跳開(kāi)一相后，健全相通過(guò)相間及相對地電容向故障點(diǎn)供給電容電流。同時(shí)，健全相負荷電流通過(guò)相間互感器耦合在故障相產(chǎn)生感應電勢，通過(guò)相間及對地電容向故障點(diǎn)提供感應電流。這兩部分電流共同構成潛供電流。潛供電流大小與線(xiàn)路參數有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，線(xiàn)路電壓越高，負荷電流也越大，潛供電流也越大。由于潛供電流的存在，故障點(diǎn)電弧不易熄滅，使單相重合延時(shí)。當采用快速單相重合閘時(shí)，可能使單相重合失效而跳開(kāi)三相?！ ?/span>
對潛供電流采取的措施有：
（1）利用架空地線(xiàn)減小潛供電流的電感分量，健全相通過(guò)互感器耦合在故障點(diǎn)及在架空地線(xiàn)上產(chǎn)生的電感性電流方向相反而互消?！ ?/span>
（2） 將超高壓輸電線(xiàn)并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)經(jīng)一小電抗接地。適當選擇小電抗值，利用相間及對地電感補償高壓輸電線(xiàn)上相間及相對地電容，從而減小潛供電流，加速潛供電流的自滅?！ ?/span>
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