单侧电源线路自动重合闸设计

王茹玉 张治国

摘 要：架空接触网是铁路供电系统的重要组成部分，也是薄弱环节之一，接触网大多数故障是瞬时性故障，因此只要将断路器重新合上，故障即可消除。可见，自动重合闸对铁路供电系统的重要性。不仅能缩短停电时间，还可以提高供电系统的可靠性和稳定性。本文主要阐述了自动重合闸的意义，对自动重合闸的基本要求和单侧电源线路自动重合闸的工作原理。

关键词：自动重合闸；单侧电源线路

一、自动重合闸的意义

在铁路供电系统故障中，主要是架空接触网线路的故障，因此，提高供电线路的可靠性是保证铁路供电系统的重要保证，也是主要任务之一。

经过大量的数据分析和研究表明，架空供电线路和接触网短路故障大多数是瞬时性的、自消的。当线路发生短路故障时引起继电保护装置动作带动断路器跳闸从而引起线路断电，其中有90%的故障是瞬时性的，只需要把断路器重新合上故障即可消除。如果通过检查再重新将断路器合闸，速度慢，耽误时间较长，浪费人力。因此在此基础上研究了自动重合闸装置，即当断路器跳闸后由系统带动断路器重新合闸，合闸成功即表明是瞬时性故障，合闸不成功即是永久性故障需要进行维修。可见，自动重合闸能够极大的缩短停电时间，有利于提高供电系统可靠性和供电质量。

二、对自动重合闸的要求

鉴于自动重合闸对供电系统的重要性，为了能够保证自动重合闸装置可靠正常的工作，需要满足以下基本要求：

（1）自动重合闸启动次数应符合要求，一次自动重合闸只启动一次。

（2）自动重合闸的动作时限应即能缩短停电时间，又能保证重合闸的成功率以保证设备正常工作，提高供电的可靠性。

（3）一般采用位置不对应启动方式，即SA（控制开关）在断开位置作为自动重合闸启动的条件。

（4）手动操作断路器或用SA控制断路器时，要求自动重合闸不应启动。

（5）自动重合闸启动后应能自动复位，以保证下次自动重合闸可以正常启动。

（6）选择合适的继电保护和自动重合闸的配合方式。不仅可以准确快速的切除故障，还可缩短停电时间，提高供电质量。

三、单侧电源线路自动重合闸方案设计

当断路器跳闸后，经过一定的整定时间，能够使断路器重新自动重合的装置称为自动重合闸装置，简称AAR。

单侧电源线路自动重合闸工作原理：

（一）各元件的作用

时间继电器KT：用于提供延时和工作时限整定。

中间继电器KM：作为AAR出口元件，用于增大触点数量和容量。

信号继电器KS：发出报警信号。

出口继电器KO：动作后直接向断路器发出跳闸命令的专用中间继电器。

电阻：有充电电阻用于限制充电速度，还有放电电阻。

信号灯：监视电路系统工作是否正常以及重合闸是否启动。

（二）工作原理

（1）正常工作：斷路器QF处于合闸状态，QF1、QF2常闭触点处于断开状态。KT、KM线圈不工作。

+WC—SA—R4—C—-WC：此回路接通用于给电容器充电，保证电容器处于充电饱和状态。

+WC—SA—HL—R4—KM4—-WC：回路接通HL灯点亮，表示SA触点接触良好，SA处于闭合状态，即不满足位置不对应启动条件，此时自动重合闸不应启动。

（2）SA闭合断路器跳闸时：断路器QF处于跳闸状态，QF1、QF2常闭触点闭合。

+WC—KT线圈—R1—QF1常闭触点—-WC：此回路接通用于给KT线圈通电。

C—KT带延时常开触点—KM电压线圈—C：KM线圈通电。

+WC—SA—KM3常开触点—KM2常开触点—KM1常开触点—KM线圈—KS线圈—QF2常闭触点—KO线圈—-WC：KO继电器动作带动断路器合闸，即重合闸装置启动。KM自保持线圈可以防止电力系统整荡引起出口继电器工作不稳定，防止自动重合无法正常启动。

（3）AAR启动次数：保证AAR只启动一次。自动重合启动后重新回到正常工作状态，此时如果是永久性故障，断路器跳闸，由于断路器合闸时间较短，电容器还没有达到充电饱和状态，故重合闸不再启动，即保证了重合闸只启动一次，防止反复出现死循环状态。

（4）自动重合成功—QF常闭触点断开—KT、KM恢复原位—C充电，充电时间由电容器C和R2共同确定，一般时间约为20s左右，整个装置恢复，为下一次自动重合作准备。

（5）用SA操作时自动重合不启动：SA触点21—23断开，电容器C通过SA触点18—20闭合放电，自动重合不会启动。

（三）自动重合闸动作时限的整定

断路器跳闸后，AAR是经过一定的时间自动重合才重新启动。这个时限是由时间继电器KT实现的，但具体KT的延时设置需要考虑以下因素：

（1）断路器跳闸后，在短路点会产生电弧，动作时限必须确保电弧熄灭，使周围电介质恢复绝缘强度。这样才能保证自动重合闸的成功。

（2）断路器上带有灭弧室，电弧熄灭后周围介质绝缘强度恢复，灭弧室能力恢复，断路器操作机构恢复原状为下一次灭弧作准备，也需要一定的时间。

在满足以上两个条件后，AAR应尽量缩短停电时间，以便迅速恢复供电，因此，AAR动作时限一般整定为0.5—3s。

因此，采用单侧电源线路自动重合闸之后，可以大大的提高供电的可靠性，减少线路停电的次数，同时也可以挺高电力系统并列运行的稳定性。

参考文献：

[1]谭秀炳.铁路电力与牵引供电系统继电保护[M].成都：西南交通大学出版社，2015.

[2]张保会.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2010.

作者简介：王茹玉（1987-），女，陕西人，本科，讲师，主要从事电学方面的教学及科研工作。