重合閘功能的實現(xiàn)及閉鎖邏輯分析

林曉超

摘要：本文闡述了自動重合閘的原理與應(yīng)用，并對500kV開關(guān)保護及220kV以下線路保護中重合閘功能在實現(xiàn)和啟動方式上的區(qū)別，以及重合閘閉鎖邏輯進行分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：重合閘 重合閘啟動 閉鎖重合閘

前言

據(jù)統(tǒng)計，輸電線路上的故障有90%以上為瞬時性故障，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析采用自動重合閘有80%以上的成功率，因此使用自動重合閘可以大大提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電的可靠性。由于自動重合閘本身費用低，工作可靠，作用大，故在電力系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。本文從重合閘的啟動原理、動作過程、實現(xiàn)方式以及各保護之間的相互閉鎖邏輯上進行了系統(tǒng)闡述，并進行分析總結(jié)。

一、重合閘的方式與動作過程

1、單相重合閘方式

單相故障跳單相（保護功能），重合（重合閘功能），重合于永久性故障再跳三相（保護功能），不再重合。相間短路跳三相（保護功能），不再重合。一般應(yīng)用于220kV及以上電壓等級的輸電線路上。

2、三相重合閘方式

任何故障跳三相（保護功能），重合三相（重合閘功能），重合成功繼續(xù)運行，重合于永久性故障再跳三相（保護功能），不再重合。一般應(yīng)用于110kV及以下電壓等級的輸電線路上。

3、綜合重合閘方式

單相故障跳單相（保護功能），重合（重合閘功能），重合于永久性故障再跳三相（保護功能），不再重合。相間短路跳三相（保護功能），重合三相（重合閘功能），重合于永久性故障再跳三相（保護功能），不再重合。一般應(yīng)用于同桿架設(shè)的終端線路上。

4、重合閘停用方式

二、重合閘的啟動方式

1、位置不對應(yīng)起動方式 （由控制字決定是否投入）

跳閘位置繼電器動作了（TWJ=1）， 斷路器現(xiàn)處于斷開狀態(tài)，控制開關(guān)在合閘后狀態(tài)，位置不對應(yīng)，起動重合閘。（在“跳位繼電器動作TWJ=1”的條件中還可加入檢查線路無電流的條件以進一步確認(rèn)斷路器現(xiàn)處于斷開狀態(tài)，提高可靠性，防止由于TWJ繼電器異常、接點粘連等使重合閘一直處于起動狀態(tài)）

控制開關(guān)在合閘后狀態(tài)判斷方法：

a.用合閘后的KK接點來判斷“控制開關(guān)在合閘后狀態(tài)” 。

b.用重合閘是否已充滿電的條件衡量：即只有原先在正常運行狀態(tài)且三相斷路器都在合閘位置時重合閘才能充滿電，所以重合閘能充滿電，表示控制開關(guān)在合閘后狀態(tài)。

位置不對應(yīng)起動方式可在線路發(fā)生短路跳閘后、斷路器“偷跳”后起動重合閘。偷跳：指系統(tǒng)中沒有發(fā)生過短路，也不是手動跳閘而由于某種原因例如工作人員不小心誤碰斷路器操作機構(gòu)、保護裝置的出口繼電器接點由于撞擊震動而閉合、斷路器的操作機構(gòu)失靈等原因造成斷路器跳閘。

2、保護啟動方式（以單重為例）

絕大多數(shù)的情況都是先由保護動作發(fā)出過跳閘命令后才需要重合閘發(fā)合閘命令的，因此重合閘可由保護來起動。

當(dāng)本保護裝置發(fā)出單相跳閘命令且檢查到該相線路無電流（一般稱做單跳固定繼電器動作），這時本保護起動重合閘。

此外還提供由其它保護裝置動作后來起動本保護的重合閘功能。其它保護單相跳閘時繼電器動作，用的接點作為本保護的“單跳起動重合閘”的輸入，“單跳起動重合閘”的開入量接點閉合的信息后再經(jīng)本裝置檢查線路無電流后稱做“外部單跳固定”，起動本裝置的重合閘。（由其它保護動作起動重合閘方式在已使用位置不對應(yīng)起動方式的情況下可以不用。因為位置不對應(yīng)起動方式的功能已可代替其它保護動作起動方式的功能）

用保護起動重合閘方式在斷路器偷跳時無法起動重合閘。

三、重合閘的配置與特點

1、500kV線路重合閘的特點

500kV線路保護動作后是跳兩個斷路器，重合閘也應(yīng)合兩個斷路器。這兩個斷路器重合閘有一個程序上的要求。如果在線路上發(fā)生短路，線路保護跳邊開關(guān)、中開關(guān)后，應(yīng)先合邊開關(guān)還是先合中開關(guān)？

1.1、如果先合中開關(guān)，而又是重合于永久性故障上，保護再去跳中開關(guān)，如果萬一此時中開關(guān)失靈，中開關(guān)的失靈保護再將本串另一個邊開關(guān)跳開，這將影響連接元件的工作。所以不能先合中開關(guān)。

1.2 如果先合邊開關(guān)，也是重合于永久性故障上，保護再去跳該邊開關(guān)，如果萬一此時該邊開關(guān)失靈，該邊開關(guān)的失靈保護再將Ⅰ母上所有開關(guān)都跳開，連接元件與其它各連接元件的工作都不受影響。

1.3 所以當(dāng)線路保護跳開兩個開關(guān)后應(yīng)先合邊開關(guān)，等邊開關(guān)重合成功后再合中開關(guān)。此時中開關(guān)肯定合于完好線路。如果邊開關(guān)重合不成功，合于故障線路，保護再次將邊開關(guān)跳開，此時中開關(guān)就不再重合了。

2、500kV線路的重合閘的實現(xiàn)方式

500kV線路的重合閘是采用的是斷路器保護的重合閘，而沒有用到線路主保護的重合閘。當(dāng)線路保護動作跳閘時，通過線路主保護的跳閘接點TJ（分相）開入斷路器保護，斷路器保護進行邏輯判斷后通過重合閘接點HJ起動ZHJ中間繼電器，ZHJ接點接入合閘回路，從而完成線路自動重合閘。

重合閘命令是不分相的，即ZHJ接點同時接入了三相的合閘回路中。對單重方式來說，非跳閘相的合閘回路被相應(yīng)的斷路器常閉輔助觸點切斷，合閘回路不會接通。

重合閘回路（3D為斷路器保護端子，4D為操作箱端子）

2.1 500kV線路重合閘方式一

先合重合閘經(jīng)較短延時（重合閘整定時間），發(fā)出一次合閘脈沖時間120ms；當(dāng)先合重合閘起動時發(fā)出“閉鎖先合”信號。如果先合重合閘起動返回，并且未發(fā)出重合脈沖，則“閉鎖先合”接點瞬時返回；如果先合重合閘已發(fā)出重合脈沖，則裝置起動返回后該接點才返回。先合重合閘與后合重合閘配合使用時，先合重合閘的“閉鎖先合”輸出接點接至后合重合閘的“閉鎖先合”輸入接點。（注：起動元件一旦起動展寬7s）

當(dāng)“先合投入”軟、硬壓板都投入時設(shè)定該斷路器先合閘，當(dāng)“先合投入”壓板退出時設(shè)定該斷路器為后合重合閘?！跋群贤度搿避洝⒂矇喊鍨椤芭c”的關(guān)系。

當(dāng)先合重合閘因故檢修或退出時，先合重合閘將不發(fā)出閉鎖先合信號，此時后合重合閘將以重合閘整定時限動作，避免后合重合閘作出不必要的延時，以盡量保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.2 500kV線路重合閘方式二

邊開關(guān)“先合投入”壓板失效，邊開關(guān)、中開關(guān)重合閘按重合閘整定時間重合。邊開關(guān)1s，中開關(guān)1.4s。

3、220kV線路重合閘的實現(xiàn)方式

220kV線路的重合閘是采用的線路主保護的重合閘。當(dāng)線路保護動作跳閘時，通過線路主保護的重合閘接點HJ（分相）啟動操作箱的ZHJ中間繼電器，ZHJ接點接入合閘回路，從而完成線路自動重合閘。如下圖所示

4、重合閘充放電及閉鎖邏輯

4.1重合閘充電條件為（與門條件）：

A.跳閘位置繼電器TWJ不動作與線路有流；

B.保護未起動；

C.不滿足重合閘放電條件。

以上三個條件全部滿足，延時15S重合閘充滿電。

4.2重合閘放電條件為（或門條件）：

A.重合閘起動前壓力不足，經(jīng)400ms后放電；

B.重合閘方式在退出位置，即把手在停用位置或重合閘控制字置“0”；

C.單重位置，如果三相跳閘位置均動作或收到三跳命令或本保護裝置三跳；

D.收到外部閉鎖重合閘信號時立即放電；

E.失靈、死區(qū)、不一致、充電保護動作時立即放電；

F.收到外部發(fā)變?nèi)盘枙r立即放電；（如對于不起動重合閘的跳閘：母差及失靈，通過起動操作箱的TJR繼電器完成跳閘，同時TJR接點開入至斷路器保護發(fā)變?nèi)?/p>

G.對于后合重合閘，當(dāng)單重或三重時間已到，但后合重合延時未到，這之間如再收到線路保護的跳閘信號，立即放電不重合閘。

以上任一條件滿足，重合閘瞬時放電。

4.3 500kV線路重合閘閉鎖邏輯

輸入至斷路器保護的閉鎖重合閘開入有來自操作箱的手合手跳接點，和來自線路主保護的閉鎖重合BCJ接點 （見下圖）

4.4 開入到斷路器保護中的線路主保護的閉鎖重合繼電器BCJ起動邏輯圖（見下圖）

4.5 220kV線路重合閘閉鎖邏輯

220kV線路采用線路主保護的重合閘，在南瑞保護中，“溝通三跳”和“閉鎖重合閘”共一光耦，開入本裝置（端子號為610），名為“溝三閉重”開入；在四方線路保護中，并沒有溝通三跳壓板，其實現(xiàn)方式是把重合閘方式切換把手切到停用位置時，就給溝通三跳光耦一個開入。而南瑞是通過溝通三跳壓板給溝三閉重光耦一個開入的，如下圖所示：

4.6 雙重化保護配置下兩套保護的重合閘互相閉鎖問題

若兩套主保護同屬一個廠家，則兩套保護的重合閘功能可以同時投入，不會出現(xiàn)二次重合的情況；若兩套主保護屬于不同廠家，可考慮只投入一套保護的重合閘，并且將本保護的BCJ閉鎖重合閘接點或者TJ永跳接點輸入到另一套保護的閉鎖重合閘回路實現(xiàn)相互閉鎖。

結(jié)束語

在輸電線路上采用自動重合閘后，不僅提高了供電可靠性，提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性和線路輸送容量，還可以糾正斷路器本身機構(gòu)不良、繼電保護誤動以及誤碰引起的誤跳閘。但是，采用自動重合閘后，對電力系統(tǒng)也帶來某些不利影響，如重合于永久性故障時，系統(tǒng)將再次受到短路電流的沖擊可能引起系統(tǒng)振蕩，同時使斷路器工作條件惡化，因此，重合閘的實現(xiàn)要經(jīng)過嚴(yán)格的整定與配合，避免二次重合，為此，我們需要對各保護的重合閘功能有較為深入的了解，本文重點闡述了各電壓等級保護重合閘功能的啟動、實現(xiàn)和閉鎖邏輯，以及在應(yīng)用方面的注意事項，對了解重合閘功能有較好的借鑒意義。

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