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《電氣開關雜志》2016年第5期

摘要:

電力輸電線路故障大部分都是單相接地，采用自動重合閘技術能極大地提高供電可靠性和電力系統穩定性。輸電線路發生接地故障后，保護啟動斷開斷路器，條件允許后進行重合閘啟動。當重合閘啟動后，保護裝置面板上有指示燈表示發生重合閘。正常情況下，當保護跳閘后進行重合閘，保護裝置重合閘燈會亮，但當手合、遙合、就地合后，重合閘不啟動，重合閘燈不亮，但此時重合閘燈若點亮，說明此狀態不正確，可能因為控制回路有問題或是重合閘燈回路選用的驅動繼電不對應造成的，將會對電網運行監控造成混淆，影響電網穩定運行。

關鍵詞:

自動重合閘;單相接地故障;保護跳閘

1引言

在電力系統中，輸電線路是整個電網系統發生故障最多的地方，如何有效提高輸電線路的供電可靠性，對電力系統的安全穩定運行具有重大意義［1］。電力輸電線路故障大多數為瞬時性故障，約占總故障次數的80%～90%以上，這些瞬時性故障大部分都是由雷電引起的絕緣子表面閃絡、線路對樹枝放電、大風引起的碰線、鳥害和樹枝等物掉落在導線上以及絕緣子表面污染等原因引起，這些故障被繼電保護動作斷開斷路器后，故障點去游離，電弧熄滅，絕緣強度恢復，故障自行消除。此時，如把輸電線路的斷路器合上，就能恢復供電，從而減少停電時間，提高供電可靠性。當然，輸電線路也有少數由線路倒桿、短線、絕緣子擊穿或損壞等原因引起的永久性故障，在線路被斷開之后，這些故障仍然存在。此時，如把線路斷路器合上，線路還要被繼電保護動作斷路器再次斷開［2］。在輸電線路上采用自動重合閘技術，若重合閘于瞬時性故障，重合閘能成功;若重合于永久性故障，則重合后由繼電保護再次動作斷路器跳閘，重合則不成功，不會因為永久性故障而影響整個電網的運行。多年的運行實踐表明，線路重合閘的動作成功率約在60%～90%之間。可見，在輸電線路上采用自動重合閘后，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路輸送容量，還可以糾正斷路器本身機構不良、繼電保護誤動以及誤碰引起的誤跳閘［3］。保護裝置面板上的重合閘指示燈能有效表明保護重合閘是否啟動，為變電站運行監控系統監控電網穩定安全運行提供可靠依據，若重合閘指示燈運行狀態不對應，將會影響變電站運行監控效果，影響電網穩定運行。

2重合閘在電力系統中的作用

電力輸電線路故障大部分都是外部因素引起的瞬時性單相接地故障，采用自動重合閘技術可極大地提高供電可靠性和系統穩定性。對暫時性故障而言，可迅速恢復輸電線路供電，從而提高供電可靠性;對兩側電源線路而言，可提高電力系統并列運行的穩定性和可靠性，從而提高線路的輸送容量［3］;并可以糾正由于斷路器或繼電保護誤動引起的誤跳閘，推動電網的發展。

3重合閘方式及要求

3.1重合閘方式

目前輸電線路采用的重合閘方式主要有以下四種［4］:

(1)停用方式:線路上不管發生什么形式的故障，保護裝置都斷開三相斷路器而不進行重合。

(2)單相重合閘方式:當輸電線路上發生單相故障時，實現單相自動重合閘功能，使故障相斷路器自動合上，如果故障是永久性故障時，當重合到永久性單相故障時，斷開三相斷路器并不再進行重合。當輸電線路上發生相間故障時，斷開三相斷路器不進行自動重合，使故障快速隔離。

(3)三相重合閘方式:輸電線路上不管發生什么形式的故障時，都可以實現三相自動重合閘。當重合到永久性故障時，斷開三相斷路器并不再進行重合，將故障隔離。

(4)綜合重合閘方式:當輸電線路上發生單相故障時，可以實現單相自動重合閘功能，當重合到永久性單相故障時，如不允許長期非全相運行，則應斷開三相并不再進行自動重合。線路上發生相間故障時，實行三相自動重合閘，當重合到永久性相間故障時，斷開三相并不再進行自動重合。

3.2自動重合閘裝置基本要求

自動重合技術主要是通過繼電保護裝置實現的，保護裝置功能必須滿足相關運行要求，并能確保保護裝置在實際運行過程中能可靠地實現自動重合閘功能，保證變電站穩定運行，相關要求如下:

(1)自動重合閘功能可結合控制開關位置與斷路器位置不對應的原理進行起動。

(2)用控制開關或通過遙控裝置將斷路器斷開，或將斷路器投于故障線路上而隨即由保護裝置將其斷開時，自動重合閘均不應動作。

(3)在任何情況下，自動重合閘的動作次數應符合預先的規定。

(4)自動重合閘動作后應自動復歸。

(5)自動重合閘應能在重合閘后加速繼電保護的動作。必要時，還應能在重合閘前加速其動作。當用控制開關合閘時，應采用加速繼電保護動作的措施。

(6)當斷路器處于不允許實現自動重合閘的不正常狀態時，應能實現保證裝置的自動重合閘閉鎖［4］。

4重合閘方式選用原則

重合閘方式的選擇要結合變電站運行方式和相關技術要求決定的，必須遵循以下選用原則。

(1)重合閘方式必須根據具體的系統結構及運行條件，經過客觀分析后選定。

(2)凡是選用簡單的三相重合閘方式能滿足具體系實際需要的，線路都應當選用三相重合閘方式。持別對于那些處于集中供電地區的密集環網中，線路跳閘后不進行重合閘也能穩定運行的線路，更宜采用整定時間適當的三相重合閘。對于這樣的環網線路，快速切除故障是第一位重要的問題。

(3)當輸電線路發生單相接地故障時，如果使用三相重合閘不能保證系統穩定，或者地區系統會出現大面積停電，或者影響重要負荷停電的線路上，應當選用單相或綜合重合閘方式［5］。

5重合閘控制回路及原理

自動重合閘主要是通過相關繼電器和節點在滿足相關條件后動作，實現回路接通，驅動斷路器合閘回路實現的。重合閘起動原理如下:重合閘起動指的是重合閘時間元件開始計時。由原理圖1可知:保護動作時，由分相跳閘繼電器觸點(1TJ－3TJ)起動重合閘繼電器ZQJ并進行自保持，ZQJ勵磁后通過其觸點起動重合閘時間繼電器4SJ，實現保護動作起動重合閘;斷路器跳閘時(包括誤跳)，跳閘位置繼電器觸點閉合(TWJA、TWJB、TWJC)也起動4SJ，實現斷路器與控制開關KK位置不對應起動重合閘。不對應起動方式是所有重合閘的基本起動方式，保護起動方式是綜合重合閘功能的需要，以及對不對應起動方式的補充［3，6］。由原理圖2可知:利用充好電的電容器對重合閘繼電器電壓線圈放電來獲得重合閘脈沖的方法，具有可靠防止多次重合，停用重合閘可靠等優點。當重合閘時間繼電器4SJ起動時，其觸點斷開電容C的充電回路，避免多次重合的可能性。如果是多相故障，則三相跳閘固定繼電器勵磁使GJ閉合，于是，4SJ1滑動觸點接通時，電容C對重合閘合閘繼電器ZHJ放電，進行三相重合;如果是單相故障，則電容C通過4SJ2滑動觸點對重合閘合閘繼電器ZHJ放電，進行單相重合;ZHJ常開觸點引入的目的是使ZHJ可靠動作。顯然，LP處于位置1時，不論故障形式如何，均以4SJ1時限進行重合;LP處于位置2時，以4SJ1時限進行三相重合，以4SJ2時限進行單相重合;LP處于位置3時，不論故障形式如何均以4SJ2時限進行重合。對4SJ1與4SJ2時限的不同整定，可以實現重合閘裝置的快重和慢重［4，7］。

6許繼保護重合閘燈分析及解決措施

6.1許繼保護重合閘燈分析

許繼WXH－822A型保護裝置主要應用在變電站低壓側，實現低壓側保護控制功能。圖3為許繼WXH－822A型保護裝置的備用繼電器BYJA啟動重合閘燈回路圖，如果短接JP1繼電器的1和2，形成的回路表示是合閘回路;如果短接JP1繼電器的2和3，形成回路表示的是跳閘回路。如果回路接通情況下，當斷路器合閘時給保護裝置一個合閘開入，正電從BYJ1A繼電流過到D12，到JP1的2和1到達HXJ繼電器，合閘指示燈亮。當斷路器跳閘時正電從BYJ1A繼電器流過到D12，到JP1的2和3到達TXJ繼電器，跳閘指示燈亮。斷路器合閘和跳閘指示燈回路主要是通過備用繼電器BYJA接通。如果保護裝置在現場運行時，JP1繼電器的1和2若短接，不管是保護合閘、手動合或是遠方遙控合閘裝置重合閘燈都會接通，這將給電網運行監控造成混淆，不利于變電站監控，須對其進行改進，以達到變電站運行監控要求，保證變電站安全穩定運行。

6.2許繼保護重合閘燈點解決措施

許繼WXH－822A型保護裝置在變電站運行現場中出現在進行手跳、遠跳斷路器情況下會點亮裝置面板上的重合閘燈情況，混淆了電網運行監控準確性，出現這種情況主要原因為:WXH－822A型保護裝置的重合閘燈設置為采用硬接點啟動方式，當備用1出口繼電器動作后，重合閘燈回路接通，裝置面板重合閘燈點亮，而手動合閘、遠方遙控合閘通過驅動備用1出口。正常運行情況繼電保護裝置運行規程規定手動跳閘、遠方遙控跳閘不需要啟動重合閘燈，如果啟動將會造成電網監控混亂，不利用變電站運行。針對重合閘啟動原理及重合閘燈回路圖提出以下解決措施，即將手動合閘、遠方遙控合閘方式下的重合閘燈回路切斷，或在保護裝置內設置為手動合閘、遠方遙控合閘后不啟動備用1出口，具體方法為:

(1)將保護裝置背面的信號插件拔出，然后拆除插件上的JP1備用繼電器的跳線即可斷開重合閘燈點亮回路。

(2)在保護裝置整定整定模塊里的出口設置功能模塊，將序號為15遙跳手跳重動備用1前面的勾去掉即可設置為手動合閘、遠方遙控合閘不經備用出口1啟動。通過設置重合閘燈點亮回路，使手動跳閘、遠方遙控跳閘不啟動重合閘燈，為電網運行監控提高可靠保障。

7總結

自動重合閘技術極大地提高電網供電可靠性和系統穩定性，當系統發生瞬時故障時可以通過自動重合閘方式實現輸電線路的恢復。保護裝置重合閘指示燈是判斷重合閘是否發生的有效依據，為變電站運行維護提供判斷標準。本文首先介紹電網系統的故障類型;其次詳細介紹自動重合閘在電網中的作用及重合閘原理、方式及選用原則;最后詳細分析許繼保護裝置重合閘燈接通方式及裝置現場應用中的解決方案，有效保證電網運行監控可靠進行。

參考文獻：

［1］鄭輝忠．基于電力系統自動重合閘保護裝置地探討［M］．工藝與設備，2010，9．

［2］鄧健鏗．重合閘在繼電保護中的作用［J］．中國高新技術企業，2012，6．

［3］韓蕭，趙國宇，韓潔，等．重合閘誤動作原因分析與防范措施［M］．電力系統保護與控制，2010，12．

［4］黃強，王惠薔．關于提高電網重合閘成功率的分析［J］，科技論壇，2012，9．

［5］袁越，張保會．電力系統自動重合閘研究的現狀與展望［J］．中國電力．1997，10．

［6］劉飛，于兆龍．淺談電力系統繼電保護裝置基本知識［M］．中國科技博覽，2012，2．

［7］蔣巧林．電網110kV系統重合閘現狀分析和改造［M］．廣東電力，2005，8．

作者:何春 單位:廣西電網有限責任公司南寧供電局