高压电力线路自动重合闸装置的分析与探究

崔 璇

（西安职业技术学院机电工程系,陕西西安,710077）

高压电力线路自动重合闸装置的分析与探究

崔 璇

（西安职业技术学院机电工程系,陕西西安,710077）

高压电力线路中经常会发生各种类型的短路故障，为了研究提高电力系统供电的可靠性和安全性的方法，对自动重合闸装置进行了深入的研究。通过对其基本原理的阐述，得出运行时可能出现的缺陷，提出采用一次后加速重合闸保护线路的新方案，并对线路的动作过程进行了原理分析。

短路故障；自动重合闸装置；重合闸后加速保护

0 引言

自动重合闸装置是应用于高压架空线输电、供电线路上的一种有效保护措施。它可以在线路出现故障时，在继电保护装置使断路器跳闸后，自动的使断路器经短时间延时后重新自动闭合，迅速恢复电力的正常供应。由于自动重合闸装置线路简单；所需投资不多；能有效保证电力系统供电的连续性和可靠性；提高系统暂态稳定水平，经济效益显著。因此得到广泛应用。

1 自动重合闸装置

所谓自动重合闸装置，是将因非正常操作而跳开的断路器重新自动投入的一种自动装置，简称 ARC装置。

电力架空线路常见故障分“瞬时性”故障和“永久性”故障两种。“瞬时性”故障指的是电力线路发生故障后，断路器在继电保护装置作用下跳闸将电路切断后，故障点发生去游离，电弧熄灭，绝缘强度恢复，故障自行消除的故障现象。此时，如把线路上装设的断路器重新合上，就能恢复正常供电，从而减少停电时间，提高供电的连续性和可靠性。而“永久性”故障指的是在线路被断开以后，故障仍然存在的故障现象。这时即使再合上断路器，由于故障仍然存在，线路还要被继电保护作用而再次断开，因而就不能恢复正常的供电。据统计，架空线路发生“永久性”故障的机会不足10%，故障大多是“瞬时性”故障。常见原因有：由于雷电过电压引起的绝缘子表面闪络；大风引起的短时碰线；线路对树枝放电、通过鸟类身体的放电；树枝等物掉落在导线上引起的单相和相间短路以及绝缘子表面污染等。由此可见，电力线路被断开之后，再进行一次合闸，其成功的可能性是很大的。这种合闸也可以由人员手动操作，但由于停电时间长，效果并不十分显著。为此在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，一般均装设自动重合闸装置。

2 自动重合闸装置的作用

据陕西杨凌供电局运行数据统计,线路发生故障后，自动重合闸装置动作成功率约在60%～90%之间,也就是说大部分的线路故障不会造成电力用户长时间的停电。因此自动重合闸装置既能提高供电的连续性和可靠性，还可提高继电保护的选择性和快速性。在高压输电线路上采用自动重合闸装置，可以提高电力

系统并列运行的稳定性。还可纠正两侧供电电源的线路中由于断路器本身机构不良、继电保护误动作以及误碰引起的误跳闸。由于资金投入很低，工作可靠，所以具有较高的经济效益应用价值。

3 自动重合闸装置的基本原理

自动重合闸装置按重合次数可分为分为一次重合式、二次重合式和多次重合式三种。因为一次重合式比较简单经济，而且基本上能满足供电连续性和可靠性的要求。运行经验也证明：对架空线路来说，一次重合成功率可达60%～90%，而二次重合成功率只有15%左右，三次重合成功率仅3%左右。因此电力系统中的自动重合闸装置一般只采用一次重合式。如图1所示：

图1 电气一次自动重合闸装置基本原理说明简图

3.1 原理分析

3.2 常见故障现象

若故障是“瞬时性”故障，则可一次重合闸成功。如果故障为“永久性”故障，则断路器QF一次重合闸后，由于故障依然存在，继电保护装置会又一次动作，使断路器QF再次跳闸，接着进行第二次重合闸，由于故障没有消失，此时线路会再一次受到故障电流的冲击；同时在很短时间内，断路器要连续两次切断电弧，使断路器的工作条件变得更加严峻，其断流容量也要有不同程度的降低。为了使ARD装置在任何故障时均只重合一次，保障线路和断路器的安全，需在线路进行一定的改造。

图2 一次自动重合闸后加速原理接线图

3.3 解决措施

图2所示为一次自动重合闸（后加速）保护线路接线图。该线路在出口接触器KM线圈的得电通道中，设计为由电容器C提供电压。当系统正常运行时，开关SA2和SA1为ON状态，电容器C通过电阻R4充电。当系统发生“永久性”故障时，断路器QF在重合闸继电器KAR作用下重合闸后，继电保护又要动作，是断路器第二次跳闸，KAR又启动，使时间继电器KT得电动作，但时间较短（0.5秒），而电容器C还未充好电（15—25秒），所以C的放电电流较小，不能使中间继电器KM线圈得电，从而使KCR出口回路不会接通，跳闸线圈YR不能得电，使断路器QF不会二次合闸，保证了ARD装置只重合闸一次。

此线路还添设了两项“防跳”功能：一是在ARD装置中的中间继电器KM的电流线圈回路中，串联两个常开出头（KM3-4和KM5-6），可有效防止由于一对常开触头粘住，发生断路器QF反复跳、合闸的震荡现象。二是在跳闸线圈YR回路中，串接防跳继电器KM1的电流线圈。在QF分闸后,KM1电流线圈得电，其常开出头KM1-2自保闭合，使合闸接触器KO后通道中的KM1常闭触头分断，使合闸接触器KO线圈不能得电，可有效防止KM3-4和KM5-6两个出头同时粘连造成的反复跳、合闸的震荡现象。

线路添设了保证一次重合功能和完善的“防跳”功能，使 ARD装置的一次重合闸功能得到了保证，提高了系统发生故障时的一次重合闸成功率，保证了永久性故障能瞬间切除并仍然具有选择

性保护特性。这种自动重合闸后加速保护广泛用于35KV及以上的高压电力线路上，为系统正常运行提供了保障。

4 结语

自动重合闸装置在高压架空输电线路上的广泛运用大大提高了架空输电线路的供电可靠性和稳定性。对一些需要采用双回路电源供电的用户，可以通过单电源供电线路上添设自动重合闸装置的改造，达到减少线路敷设和运行费用和提高供电可靠性和稳定性的目的。通过自动重合闸装置对断路器自身误动的纠正作用，减少了故障电流对供电线路和断路器的冲击次数，使故障危害降到最小，经济效益显著。

[1] 郑辉忠.基于电力系统自动重合闸保护装置地探索[J].广东建材,2010(8):175-177.

[2] 刘介才.供配电技术第三版[M].北京:机械工业出版社,2012:268-271.

[3] 刘方水.自动重合闸在输电线路上的应用[J].中国高新技术企业,2010(24):95-96.

Analysis and Research on Auto-reclosing Device of High-voltage Power Lines

Cui Xuan
(Mechanical and Electrical Engineering Department,Xi’an Vocational and Technical College,Xi’an 710032,china)

Various short-circuit fault often occurs in High-voltage power lines,Auto-reclosing device was researched to improve the reliability and safety of power systems.The fundamental of Auto-reclosing device was expounded and the possible drawback was found in running.Accelerated after the automatic reclosing protection circuit was proposed and its course of action was analysed in this paper.

Short-circuit fault；Auto-reclosing device；Accelerated after the automatic reclosing protection

TM762.2

A

崔璇（1973-）,女,河南尉氏人,西安职业技术学院机电工程系实验师.