任务要求

变电站某220 kV线路处于检修状态，检修人员开展断路器的维护工作。运行人员按工作需要将断路器切换至“近控”控制，检修工作结束后，当运行人员将断路器汇控柜“远/近控”切换把手切换至“远控”时，断路器自行合闸。检查发现该线路保护装置有“重合闸动作”的保护信息，操作箱重合闸指示灯亮。

现场检查断路器机构未发现任何异常状况，机械分合闸正常，一次设备状况良好，初步判断断路器自行合闸是保护装置重合闸动作造成的。查阅该线路控制重合闸回路的设计原理图，如图5-13、图5-14所示（虚线108除外，图中文字符号与现场图纸保持一致）。

图5-13　操作箱合闸回路图

由图5-13可见，断路器的跳位监视回路与合闸回路并联在一起，当切换把手ZK（图5-14）切至“远控”时，由电缆107接通至断路器机构箱控制电路。当断路器处于“分闸”位置时，跳位继电器1TWJa、2TWJa、3TWJa励磁使跳位监视回路导通。当重合闸继电器常开触点SHJ闭合时，手合继电器SHJa励磁，并使SHJa常开触点闭合实现自保持，通过两组防跳常闭触点1TBUJa、2TBUJa接通合闸回路，断路器动作于合闸。

当切换把手ZK切至“近控”时，切换把手的“远控”接点断开断路器机构箱与操作箱的合闸及跳位监视回路，断路器合闸操作由机构箱本体的合闸回路完成，与操作箱无关。该线路的保护定值中“不对应启动重合闸”在“投入”状态，“重合闸”在“投入”状态，检无压合闸和检同期合闸均在“退出”状态。

图5-14　机构箱合闸回路图

试根据误动作概况及设备情况，分析自动重合闸装置异常动作原因，并进行改进。

任务分析

自动重合闸作为保证电力系统稳定运行的重要措施之一，已在各种输电线路上普遍运用。其目的在于输电线路瞬时性故障消除后，系统在最短时间内重新投入运行，使电力系统恢复正常，保证供电的可靠性。在实际运行中，重合闸的控制电路、逻辑与断路器的配合若存在缺陷，将会造成重合闸误动、拒动及其他异常状况。

知识学习

5.4.1 电力线路的自动重合闸装置ARD

电力系统的运行经验证明，电力系统的故障特别是架空线路上的短路故障，大多是暂时性的，如雷电的放电等。这些故障虽然引起断路器跳闸，但故障消除后，故障点的绝缘一般能自行恢复。如果断路器再合闸，便可以立即恢复供电，从而提高供电的可靠性。自动重合闸装置就利用了这一特点。

能使断路器因保护动作跳闸后自动重新合闸的装置称为自动重合闸装置，简称ARD或ZCH。在1 kV以上的架空线路和电缆线路与架空混合线路中，当装有断路器时，一般均应装设自动重合闸装置；对电力变压器和母线，必要时可以装设自动重合闸装置；电缆线路中一般不用ARD，因为电缆线路中的大部分跳闸多因电缆、电缆头或中间接头绝缘破坏所致，这些故障一般不是瞬时的。

对自动重合闸装置的基本要求有：

（1）当值班人员手动操作或由遥控装置将断路器断开时，ARD装置不应动作。当手动合上断路器时，由于线路上有故障随即由保护装置将其断开后，ARD装置也不应动作。

（2）除上述情况外，当断路器因继电保护或其他原因而跳闸时，ARD均应动作，使断路器重新合闸。

（3）为了能够满足前两个要求，应优先采用控制开关位置与断路器位置不对应原则来启动重合闸。

（4）无特殊要求时对架空线路只重合闸一次，当重合于永久性故障而再次跳闸后，就不应再动作。

（5）自动重合闸动作以后，应能自动复归准备好下一次再动作。

（6）自动重合闸装置应能够在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护动作，以便更好地和继电保护相配合，减少故障切除时间。

（7）自动重合闸装置动作应尽量快，以便减少工厂的停电时间，一般重合闸时间为0.7 s左右。

工厂供电系统中采用的ARD，一般都是一次重合式（机械式或电气式），因为一次重合式ARD比较简单经济，而且基本上能满足供电可靠性的要求，其电路如图5-15所示。

图5-15中，YR为跳闸线圈，YO为合闸线圈，KO为合闸接触器，KAR为重合闸继电器。

手动合闸时，按下SB1，使合闸接触器KO通电动作，从而使合闸线圈YO动作，使断路器合闸。手动分闸时，按下SB2，使跳闸线圈YR通电动作，使断路器分闸。

图5-15　一次自动重合闸ARD电路(www.daowen.com)

当一次电路发生短路故障时，保护装置动作，其出口继电器KM触点闭合，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF自动跳闸。与此同时，断路器辅助触点QF3-4闭合；而且重合闸继电器KAR启动，经整定的时限后其延时闭合常开触点闭合，使合闸接触器KO通电动作，从而使断路器重合闸。如果一次电路的短路故障是瞬时性的，已经消除，则重合成功。如果短路故障尚未消除，则保护装置又要动作，其出口继电器KM触点闭合，又使断路器跳闸。由于一次ARD采用了防跳措施（图5-15上未绘出），因此不会再次重合闸。

5.4.2 备用电源自动投入装置APD

在要求供电可靠性较高的工厂变配电所中，如果在作为备用电源的线路上装设备用电源自动投入装置（APD或BZT），则在工作电源线路突然断电时，利用失压保护装置使该线路的断路器跳闸，而备用电源线路的断路器则在APD作用下迅速合闸，使备用电源投入运行，从而提高供电的可靠性，保证对用户的不间断供电，其电路如图5-16所示。

图5-16　备用电源APD电路

假设电源进线WL1工作，WL2为备用，其断路器QF2断开，但其两侧隔离开关是闭合的（图5-16上未绘出）。当回路WL1断电引起失压保护动作使QF1跳闸时，其常开触点QF1的3-4断开，使原来通电动作的时间继电器KT断电，但其延时断开触点尚未及时断开，这时QF1的另一常闭触点1-2闭合，从而使合闸接触器KO通电动作，使断路器QF2的合闸线圈YO通电，使QF2合闸，投入备用电源WL2，恢复供电。WL2投入后，KT的延时断开触点断开，切断KO的回路，同时QF2的联锁触点1-2断开，防止YO长时间通电。

APD装在备用进线断路器上，称为明备用；APD装在母线分段断路器上，称为暗备用，如图5-17所示。

图5-17　APD的两种基本接线方式

（a）明备用；（b）暗备用

任务实施

1.原因分析

（1）充电条件满足：当汇控柜“远/近控”切换把手切至“近控”时，保护装置满足下列充电条件，经充电延时后完成充电，详见表5-4。

表5-4　重合闸充放电条件

续表

（2）不对应启动重合闸动作：断路器在跳位，当断路器由“近控”切换至“远控”时，操作箱回路由“远控”接点接通至断路器机构箱，TWJa励磁，此时保护装置满足不对应启动重合闸条件，装置重合闸动作出口合上断路器。

2.处置措施

由上述原因分析可见，只要断路器“远/近控”切换把手切至“近控”且时间超过重合闸充电时间，再切回“远控”时不对应重合闸将动作启动重合闸出口。

3.改进措施

（1）可增加运行规程上的相应规定：在断路器处于检修或冷备用状态，需要进行“远/近控”切换时，投入“闭锁重合闸”压板，这样保护装置就有“闭锁重合闸”的开入，保护装置将不会充电；或是运行人员在进行操作之前先将保护电源断开，给上保护装置电源之后再给上操作电源，这样由于先采集到TWJ开入，保护装置将不会充电，也不会误重合断路器。

（2）根据上面断路器合闸回路设计图与机构箱回路接线，可以进行回路的改良：在操作箱处解除跳位监视回路与合闸回路并联关系（断开图5-13中4D96与4D95之间的电缆），合闸回路不变，跳位监视回路增加另一电缆108（见图5-13虚线部分），并接至断路器机构回路的X5-5处（见图5-14虚线部分）。

改进后，不管切换把手如何切换，都不会影响到跳位监视回路，TWJ不会返回，重合闸也不满足充电条件。

任务检查

按表5-5对任务完成情况进行检查记录。

表5-5　任务完成情况检查记录表