线路的自动重合闸

    以上5种重合闸方式有且只能有一项置1，否则装置告警，按停用重合闸处理。

    重合闸逻辑分为：

    ①充/放电逻辑

    ②启动逻辑

    ③沟通三跳逻辑

    1. 重合闸充、放电逻辑

    对高压输电线路，考虑到对于真正的永久性短路，如果采用多次合闸，这样做的后果是系统特在短时间内连续受到至次短路的冲击，对系统稳定很不利。发电厂出线多次重合于永久性故障，有可能危及发电设备的安全，甚至损坏。断路器也需要在短时间内连线切除多次短路电流，使断路器的工作条件变得更加恶劣。

    基于以上原因，必须防止重合闸多次重合。

    为了保证重合闸只重合一次，在重合闸程序中有一个计数器，利用计数器的计数与清零来模仿重合闸中的电容的充、放电。在手动合闸或自动重合闸成功，恢复正常运行状态后，重合闸开始充电，计数器开始计数。在正常运行和故障运行状态下出现不允许重合闸的情况下应立即放电，将计数器清零，闭锁重合闸。

    为避免多次重合，重合闸功能模块进行“充放电”逻辑判断，重合必须在“充电”准备完成后才能进行。

    重合闸的合闸出口压板和闭锁重合闸投入压板与重合闸充电无关，与重合闸放电有关：

    ①合闸出口压板投入时，有合闸出口脉冲开入时，重合闸放电；

    ②闭锁重合闸投入压板投入时，重合闸放电。

    2. 重合闸起动逻辑

    自动重合闸可以分为断路器位置不对应启动重合闸和保护启动重合闸。

    （1）断路器控制状态与断路器位置不对应起动方式

    现在微机重合闸中是用跳闸位置继电器触点引入自动重合闸装置中相应开入量来判断断路器位置，如果自动重合闸装置中上述跳闸位置继电器有开入，则说明断路器处于断开状态。但此时控制开关在合闸状态，说明原先断路器是处于合闸状态。这两个位置不对应启动重合闸的方式称为“位置不对应起动方式”。

    用位置不对应方式起动重合闸，在线路上发生短路，保护将断路器跳开后起动重合闸，也可以在断路器“偷跳”以后起动重合闸。发生“偷跳”时保护没有发出跳闸命令，如果没有位置不对应启动方式就无法用重合闸来补救。

    （2）保护启动重合闸

    现场运行的自动重合闸大多数情况都是由保护动作发出跳闸命令后，才需要重合闸发合闸命令，因此自动重合闸也应支持保护跳令起动方式：

    ①当本保护装置发出单相跳闸命令且检查到相应相线路无流；

    ②本保护装置发出三相跳闸命令且三相线路均无电流时起动重合闸。

    以上两种方式都是由本保护跳闸后起动重合闸。

    （3）此外还提供保护双重化配置情况下另一套保护装置动作后起动本保护的重合闸的功能

    ①另一套保护三相跳闸动作触点引入本保护重合闸装置，作为本保护的 “外部三跳起动重合闸” 的开关量输入；

    ②另一套保护单相跳闸动作触点引入本保护重合闸装置，作为本保护的 “外部单相起动重合闸”的开关量输入。

    本保护接收到 “外部三跳起动重合闸”和“外部单跳起动重合闸” 的开入量后，再经本装置检查线路无流后，起动本装置的重合闸。

    （4）重合闸逻辑回路中不需要对故障相实现选相固定

    保护起动方式，是用相应线路保护出口触点（A相、B相、C相、三跳）分别来起动的，这种起动方式，重合闸逻辑回路中不需要对故障相实现选相固定，只需要对跳闸命令固定就可以。从而简化重合闸设置，利用保护的选相结果，同时还能有效的纠正继电保护误动作而引起的误跳闸，但是不能纠正断路器自身的误动（偷跳）。所以保护起动方式作为断路器位置不对应起动方式补充。

    （5）自动重合闸完成充电后，可以由下列四种方式启动：

    a. 无保护跳闸时（单相TWJ启动重合闸）控制字投入，断路器单相 TWJ 动作且对应相无流；

    b. 无保护跳闸时（三相TWJ启动重合闸）控制字投入，断路器多相 TWJ 动作且对应相无流；

    c. 保护跳闸返回，且任意一相无流；

    d. 保护三跳返回，且三相无流。

    3. 重合闸沟通三跳逻辑

    起动沟通三跳逻辑：

    a. 重合闸方式为三重方式、停用方式、重合闸故障或直流电源消失；

    b. 重合闸方式为单重方式时，重合闸充电未完成；

    c. 有闭锁重合闸开入动作或保护内部闭锁重合闸；

    （重合闸沟通三跳与重合闸合闸出口压板是否投入无关。）

    由上述重合闸的充放电逻辑、启动逻辑、沟通三跳逻辑可以得到如下与重合闸相关压板操作结论：

    (1) 当重合闸的合闸出口压板投入时，当重合闸装置启动发出重合闸出口脉冲后，断路器合闸，同时将重合闸放电，完成一次重合闸；

    (2) 当重合闸的合闸出口压板退出时，重合闸满足充电条件，仍可充电，此时若线路有故障，保护动作，仍可按相动作跳闸；

    (3) 当重合闸的闭锁重合闸投入压板投入时，无论重合闸控制字投入何方式，重合闸装置都将重合闸闭锁，重合闸放电，重合闸沟三开出。

    重合闸整定时间tz是指从装置感知断路器断开（无流）到装置允许发出合闸命令的时间。

    自动重合闸动作时间的整定应该考虑：

    1. 单侧电源线路所采用的三相重合闸时间应大于故障点熄弧时间及周围介质去游离（恢复绝缘强度）时间外，还应大于断路器及操作机构复归原状准备好在此动作的时间（根据我国电力系统的运行经验，重合闸的最小时间为0.3~0.4s）。

    2. 双侧电源线路的自动重合闸时间除了考虑单侧电源线路重合闸的因素外，还应考虑线路两侧保护装置以不同时限切除故障的可能性及潜供电流的影响。

    从最不利的情况出发，每一侧的重合闸都应该以本侧先跳闸而对侧后跳闸来作为考虑整定时间的依据，如下图：

    在本侧跳闸后，对侧还需要经过（tpr.2+tQF2-tpr.1-tQF1）的时间才能跳闸，再考虑故障点灭弧和周围介质去游离时间tu，则先跳闸一侧重合闸装置ARD的动作时限应整定为：

    重合闸对系统的影响主要取决于重合闸方式（故障跳开与重合相数）和重合时间。前者根据系统条件在配置重合闸时确定，后者在整定重合闸时间时计算确定。

    对于联系薄弱、依靠重合闸成功才能维持首摆稳定的系统（一般个别电厂投产初期或联网初期，线路尚未完全建成时），瞬时故障切除后重合时间越短，两侧功角摆开越小，重合成功后增大的减速面积越大，越能阻止系统的失步。如果两侧功角摆开到一定程度，即使重合成功也不能阻止系统的失步。这种结构的系统，一般重合于永久性故障后是不稳定的，重合闸时间整定为最小时间，这个最小时间就是最佳时间。

    若重合成功，系统肯定是稳定的。如果重合于永久故障并再次被保护切除，不同的重合时间，会造成系统稳定和不稳定两种后果。

    合适的重合时间，可以使不重合是稳定的系统变得更稳定，也可以使很大的摇摆幅度在重合后变得很小；

    不合适的重合时间，可以使不重合是稳定的系统因为不恰当时机的重合变得不稳定。

    上图所示重合时刻是在机组角度变大、角速度为正时，第二次故障冲击产生的加速能量与第一次的加速能量迭加，使角速度变大，在第二个摇摆周期中不能减小到零而失步。

    上图所选择的重合时刻是使第二次故障冲击产生的加速能量来减少第二摇摆周期中的机组的减速能量，两次冲击的作用相反。所以能有效地阻尼后续摇摆。

    最佳重合条件可以表达为：角度达到最大值并开始减小，角速度为负并在达到负最大值之前进行重合。

    以南瑞继保PCS-931超高压线路成套保护装置说明书重合闸逻辑为基础仿真，说明书中重合闸逻辑方框图如下：

    仿真软件实现重合闸逻辑仿真界面如下：

    仿真信号与控制字对照表

    （一）仿真1：正常状态

    （二）仿真2

    当重合闸方式为单重，三相TWJ均为0（合位），某一相无流时，由保护起动单相重合闸（仿真2-1）；

    “位置不对应起动重合闸”条件无法满足，只充电不动作（仿真2-2）；

    （三）仿真3

    重合闸方式为三重，三相TWJ均为0（合位），三相无流时，由保护起动三相重合闸（仿真3-1）；

    “三重方式”控制字不满足，三重只充电不动作（仿真3-2）；

    “位置不对应起动重合闸”条件无法满足，三重只充电不动作（仿真3-3）；

    “三相均无流”条件不满足，三重只充电不动作（仿真3-4）。