综合重合闸与一般的三相重合闸相比，只是多了一个单相重合闸性能。普通的三相重合闸只管合闸，不管跳闸，线路发生故障时，由继电保护直接作用于断路器跳闸机构使三相断路器跳闸。对于单相重合闸则要求在单相接地短路时，只跳开故障相，因此，必须对故障相进行判断，从而确定跳哪一相，完成这一任务的元件称为故障选相元件。单相重合闸必须设置故障选相元件，而且必须考虑潜供电流的影响和非全相运行状态的影响。
1.故障选相元件
在单相重合闸中，要求当线路发生单相接地短路时，保护动作只跳开故障相断路器。但一般的继电保护只能判断故障是发生在保护区内还是保护区外，不能判断故障的相别。因此，为了实现单相重合闸，就应设有选择故障相的元件，即故障选相元件。对故障选相元件的基本要求是，首先应保证选择性，即故障选相元件与继电保护配合只跳开发生故障的那一相，而接于另外两相的故障选相元件不应动作；其次，当故障相线路末端发生单相接地短路时，接于该相上的故障选相元件应保证足够的灵敏度和良好的速动性。
根据电网接线和运行的特点，常用的故障选相元件有以下几种：
（1）相电流选相元件。根据故障相出现短路电流的特点可构成相电流选相元件。这种故障选相元件适于装在线路的电源侧，元件的动作电流按躲过线路最大负荷电流和单相接地非故障相电流来整定。这种故障选相元件的工作原理简单，在线路的电源侧，适用于短路电流较大的线路，线路末端短路电流不大的中长线路则不能采用。由于相电流选相元件受系统运行方式的影响较大，故一般不作为独立的故障选相元件，仅作为消除阻抗选相元件出口短路死区的辅助选相元件。
（2）相电压选相元件。根据故障相出现电压下降的特点可构成相电压选相元件。采用欠电压继电器作为相电压选相元件，其动作电压按躲过正常运行及非全相运行时母线可能出现的最低电压来整定。这种故障选相元件适用于装设在小电源侧或单侧电源的受电侧，由于电压选相元件在长期运行中触点易抖动，可靠性较差，故不能单独作为故障选相元件使用，而只作为辅助选相元件。
（3）阻抗选相元件。阻抗选相元件采用带零序电流补偿的接线，即两个低阻抗继电器接入的电压、电流分别为
为保护安装处母线的相电压；
为被保护线路中由母线流向线路的相电流；
为相应的零序电流；K 为零序电流补偿系数，
阻抗继电器的测量阻抗与短路点到保护安装处之间的正序阻抗成正比，正确地反映了故障点到保护安装处的距离。因此，阻抗选相元件较以上两种故障选相元件更灵敏、更有选择性，在复杂电网中得到了广泛应用。
（4）相电流差突变量选相元件。相电流差突变量选相元件是根据两相电流之差构成的3 个故障选相元件，其动作情况满足一定的逻辑关系。3个继电器所反映的电流分别为
由式（6−3−1）可以看出，发生单相接地短路时，只有两非故障相电流之差不突变，该故障选相元件不动作，而在其他短路故障下，3 个故障选相元件都动作。因此，当3 个故障选相元件都动作时，表明发生了多相故障，其动作后跳开三相断路器；当两个故障选相元件动作时，表示发生了单相接地短路，可选出故障相。
在微机型综合重合闸装置中，常兼用阻抗选相和相电流差突变量选相两种元件，互相取长补短。阻抗选相元件一般不会误动作，但在单相经大电阻接地时可能拒绝动作，而相电流差突变量选相元件灵敏度高，不会在大过渡电阻时拒绝动作，但它在故障刚发生时能可靠动作。它在单相重合过程中可能由于连锁切机、切负荷或其他操作而误动作。因此，在刚起动时采用相电流差突变量选相元件，选出故障相后相电流差突变量选相元件退出工作，以后若故障发展成相间故障则依赖阻抗选相元件。
2.潜供电流时单相重合闸的影响
当C 相发生单相接地故障时，保护将故障相两侧断路器跳开后，由于非故障相（A、B 相）与断开相之间存在静电（通过电容）和电磁（通过互感）的联系，C 相单相接地时存在潜供电流，其示意如图6−3−1所示。此时故障点的弧光通道中仍然有如下电流：
（1）非故障相A 通过A、C 间的电容CAC 供给的电流iCA； 产生互感电动势
，此电动势通过故障点和该相对地电容C0 产生电
（2）非故障相B 通过B、C 间的电容CBC 供给的电流iCB；
（3）继续运行的两相中，由于流过负荷电流 ILA和 ILB而在C 相中流 iM 。
这些电流的总和（ iM+ iCA + iCB）称为潜供电流。潜供电流的大小与线路参数有关，线路电压越大，负荷电流越大，则潜供电流越大，单相重合动作时间也越长。由于潜供电流的影响，短路点弧光通道的去游离受到严重阻碍，而自动重合闸只有在故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复以后才有可能重合成功，因此，单相重合的时间还必须考虑潜供电流的影响。潜供电流的持续时间与很多因素有关，通常由实测来确定熄弧时间，以便正确地整定单相重合的时间。(www.xing528.com)
图6−3−1 C 相单相接地时的潜供电流示意
3.非全相运行对继电保护的影响
在单相重合的过程中，线路处于非全相运行状态，此时会出现负序和零序分量的电流和电压，使继电保护的性能变差，因此应对保护采取必要的措施。
1）零序电流保护
长线路处于非全相运行状态时，线路的3I0可达正常负荷电流的40%，因此，凡整定值不能避开该值的零序电流时保护需退出工作，当线路转入全相运行状态后，应适当延时才能投入工作。在非全相运行期间，还应将本线路的零序三段保护缩短一个时间差，以防止本线路自动重合闸不正常工作时造成的相邻线路零序电流保护误动作。
2）距离保护
在非全相运行期间，当系统不稳定时，相间距离保护有误动作的可能。对于接地距离保护，当使用线路电压互感器时，也存在误动作的可能，故实际运行的距离保护在非全相运行时均被闭锁，退出工作。
3）相差高频保护
对应采用负序电流 I2起动，用正序和负序电流(I1 +KI2 )操作，进行相位比较的相差高频保护，只要在整定时注意线路分布电容的影响，非全相运行时不会误动作，不必退出工作。但是，相差高频保护在同名相单相接地与断线时存在拒绝动作的可能。如在单相接地故障时，线路一侧故障相断路器先跳开，或线路侧先单相重合于永久性故障，就会出现这种情况，在综合重合闸的回路设计时应予以考虑。
4）方向高频保护
对于零序功能方向元件，无论使用母线电压互感器还是线路电压互感器，非全相运行时均可能误动作，故由零序功能方向闭锁的高频保护，在非全相运行时应退出工作。在非全相运行状态下，由负序功率方向闭锁的高频保护，在使用母线电压互感器时可能误动作。当使用的是线路电压互感器时，因在非全相运行状态下不会误动作，可不必退出工作。但在非全相运行时若再发生故障，则存在拒绝动作的可能。
4.单相重合不成功时应考虑的问题
根据系统运行的需要，在单相重合不成功后，线路需转入长期非全相运行时，应考虑下列问题：
（1）发电机将长期承受负序电流在转子中引起的发热影响；
（2）长期出现负序和零序电流对电网继电保护的影响；
（3）长期出现零序电流对通信线路的干扰。
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