單側(cè)電源線路自動(dòng)重合閘設(shè)計(jì)

王茹玉 張治國(guó)

摘 要：架空接觸網(wǎng)是鐵路供電系統(tǒng)的重要組成部分，也是薄弱環(huán)節(jié)之一，接觸網(wǎng)大多數(shù)故障是瞬時(shí)性故障，因此只要將斷路器重新合上，故障即可消除?？梢?jiàn)，自動(dòng)重合閘對(duì)鐵路供電系統(tǒng)的重要性。不僅能縮短停電時(shí)間，還可以提高供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本文主要闡述了自動(dòng)重合閘的意義，對(duì)自動(dòng)重合閘的基本要求和單側(cè)電源線路自動(dòng)重合閘的工作原理。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)重合閘；單側(cè)電源線路

一、自動(dòng)重合閘的意義

在鐵路供電系統(tǒng)故障中，主要是架空接觸網(wǎng)線路的故障，因此，提高供電線路的可靠性是保證鐵路供電系統(tǒng)的重要保證，也是主要任務(wù)之一。

經(jīng)過(guò)大量的數(shù)據(jù)分析和研究表明，架空供電線路和接觸網(wǎng)短路故障大多數(shù)是瞬時(shí)性的、自消的。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)引起繼電保護(hù)裝置動(dòng)作帶動(dòng)斷路器跳閘從而引起線路斷電，其中有90%的故障是瞬時(shí)性的，只需要把斷路器重新合上故障即可消除。如果通過(guò)檢查再重新將斷路器合閘，速度慢，耽誤時(shí)間較長(zhǎng)，浪費(fèi)人力。因此在此基礎(chǔ)上研究了自動(dòng)重合閘裝置，即當(dāng)斷路器跳閘后由系統(tǒng)帶動(dòng)斷路器重新合閘，合閘成功即表明是瞬時(shí)性故障，合閘不成功即是永久性故障需要進(jìn)行維修。可見(jiàn)，自動(dòng)重合閘能夠極大的縮短停電時(shí)間，有利于提高供電系統(tǒng)可靠性和供電質(zhì)量。

二、對(duì)自動(dòng)重合閘的要求

鑒于自動(dòng)重合閘對(duì)供電系統(tǒng)的重要性，為了能夠保證自動(dòng)重合閘裝置可靠正常的工作，需要滿足以下基本要求：

（1）自動(dòng)重合閘啟動(dòng)次數(shù)應(yīng)符合要求，一次自動(dòng)重合閘只啟動(dòng)一次。

（2）自動(dòng)重合閘的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)即能縮短停電時(shí)間，又能保證重合閘的成功率以保證設(shè)備正常工作，提高供電的可靠性。

（3）一般采用位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式，即SA（控制開(kāi)關(guān)）在斷開(kāi)位置作為自動(dòng)重合閘啟動(dòng)的條件。

（4）手動(dòng)操作斷路器或用SA控制斷路器時(shí)，要求自動(dòng)重合閘不應(yīng)啟動(dòng)。

（5）自動(dòng)重合閘啟動(dòng)后應(yīng)能自動(dòng)復(fù)位，以保證下次自動(dòng)重合閘可以正常啟動(dòng)。

（6）選擇合適的繼電保護(hù)和自動(dòng)重合閘的配合方式。不僅可以準(zhǔn)確快速的切除故障，還可縮短停電時(shí)間，提高供電質(zhì)量。

三、單側(cè)電源線路自動(dòng)重合閘方案設(shè)計(jì)

當(dāng)斷路器跳閘后，經(jīng)過(guò)一定的整定時(shí)間，能夠使斷路器重新自動(dòng)重合的裝置稱為自動(dòng)重合閘裝置，簡(jiǎn)稱AAR。

單側(cè)電源線路自動(dòng)重合閘工作原理：

（一）各元件的作用

時(shí)間繼電器KT：用于提供延時(shí)和工作時(shí)限整定。

中間繼電器KM：作為AAR出口元件，用于增大觸點(diǎn)數(shù)量和容量。

信號(hào)繼電器KS：發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

出口繼電器KO：動(dòng)作后直接向斷路器發(fā)出跳閘命令的專用中間繼電器。

電阻：有充電電阻用于限制充電速度，還有放電電阻。

信號(hào)燈：監(jiān)視電路系統(tǒng)工作是否正常以及重合閘是否啟動(dòng)。

（二）工作原理

（1）正常工作：斷路器QF處于合閘狀態(tài)，QF1、QF2常閉觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)。KT、KM線圈不工作。

+WC—SA—R4—C—-WC：此回路接通用于給電容器充電，保證電容器處于充電飽和狀態(tài)。

+WC—SA—HL—R4—KM4—-WC：回路接通HL燈點(diǎn)亮，表示SA觸點(diǎn)接觸良好，SA處于閉合狀態(tài)，即不滿足位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)條件，此時(shí)自動(dòng)重合閘不應(yīng)啟動(dòng)。

（2）SA閉合斷路器跳閘時(shí)：斷路器QF處于跳閘狀態(tài)，QF1、QF2常閉觸點(diǎn)閉合。

+WC—KT線圈—R1—QF1常閉觸點(diǎn)—-WC：此回路接通用于給KT線圈通電。

C—KT帶延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)—KM電壓線圈—C：KM線圈通電。

+WC—SA—KM3常開(kāi)觸點(diǎn)—KM2常開(kāi)觸點(diǎn)—KM1常開(kāi)觸點(diǎn)—KM線圈—KS線圈—QF2常閉觸點(diǎn)—KO線圈—-WC：KO繼電器動(dòng)作帶動(dòng)斷路器合閘，即重合閘裝置啟動(dòng)。KM自保持線圈可以防止電力系統(tǒng)整蕩引起出口繼電器工作不穩(wěn)定，防止自動(dòng)重合無(wú)法正常啟動(dòng)。

（3）AAR啟動(dòng)次數(shù)：保證AAR只啟動(dòng)一次。自動(dòng)重合啟動(dòng)后重新回到正常工作狀態(tài)，此時(shí)如果是永久性故障，斷路器跳閘，由于斷路器合閘時(shí)間較短，電容器還沒(méi)有達(dá)到充電飽和狀態(tài)，故重合閘不再啟動(dòng)，即保證了重合閘只啟動(dòng)一次，防止反復(fù)出現(xiàn)死循環(huán)狀態(tài)。

（4）自動(dòng)重合成功—QF常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)—KT、KM恢復(fù)原位—C充電，充電時(shí)間由電容器C和R2共同確定，一般時(shí)間約為20s左右，整個(gè)裝置恢復(fù)，為下一次自動(dòng)重合作準(zhǔn)備。

（5）用SA操作時(shí)自動(dòng)重合不啟動(dòng)：SA觸點(diǎn)21—23斷開(kāi)，電容器C通過(guò)SA觸點(diǎn)18—20閉合放電，自動(dòng)重合不會(huì)啟動(dòng)。

（三）自動(dòng)重合閘動(dòng)作時(shí)限的整定

斷路器跳閘后，AAR是經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間自動(dòng)重合才重新啟動(dòng)。這個(gè)時(shí)限是由時(shí)間繼電器KT實(shí)現(xiàn)的，但具體KT的延時(shí)設(shè)置需要考慮以下因素：

（1）斷路器跳閘后，在短路點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生電弧，動(dòng)作時(shí)限必須確保電弧熄滅，使周?chē)娊橘|(zhì)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度。這樣才能保證自動(dòng)重合閘的成功。

（2）斷路器上帶有滅弧室，電弧熄滅后周?chē)橘|(zhì)絕緣強(qiáng)度恢復(fù)，滅弧室能力恢復(fù)，斷路器操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀為下一次滅弧作準(zhǔn)備，也需要一定的時(shí)間。

在滿足以上兩個(gè)條件后，AAR應(yīng)盡量縮短停電時(shí)間，以便迅速恢復(fù)供電，因此，AAR動(dòng)作時(shí)限一般整定為0.5—3s。

因此，采用單側(cè)電源線路自動(dòng)重合閘之后，可以大大的提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)，同時(shí)也可以挺高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚秀炳.鐵路電力與牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2015.

[2]張保會(huì).電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

作者簡(jiǎn)介：王茹玉（1987-），女，陜西人，本科，講師，主要從事電學(xué)方面的教學(xué)及科研工作。