重合器与其他元件的配合优化方案

1.重合器与重合器的配合

目前，我国的10kV馈线主要有辐射网和环网两种供电结构。图8-4a所示是一个典型的由五台重合器构成的环状配电网，每条线路设置一台出线重合器和一台中间重合器，两条线路通过一个常开的联络重合器相连。这些重合器在线路发生过电流或低电压时动作。

出线重合器的最小分闸电流整定为800A；中间重合器的最小分闸电流整定为560/280A（可自动切换）；联络重合器的最小分闸电流整定为400A。出线重合器的动作特性为一次快速曲线两次慢速曲线（一快两慢）；中间重合器的动作特性为两次慢速曲线；联络重合器的动作特性为一次慢速曲线。出线重合器失压后的动作特性整定为失压3s后分断；中间重合器失压后的动作特性整定为失压10s后将最小分闸电流整定值调节为280A，并将重合功能关闭，改为一次分闸后闭锁；联络重合器失压后的动作特性整定为两侧失压15s后合闸。

如果在变电站出线断路器和出线重合器之间发生永久故障（见图8-4b），各开关的动作顺序如下：①变电站出线断路器跳闸；②出线重合器检测到失压3s后分闸；③中间重合器检测到失压10s后将最小分闸电流整定值调节为280A，并将重合功能关闭，改为一次分闸后闭锁；④联络重合器检测到失压15s后合闸，使非故障区域恢复供电。

如果在出线重合器和中间重合器之间发生永久故障（见图8-4c），各开关的动作顺序如下：①出线重合器按快速曲线分闸，而后重合；②出线重合器按慢速曲线再次分闸，而后重合；③出线重合器按慢速曲线再次分闸，而后闭锁在分闸位置；④中间重合器检测到失压10s后将最小分闸电流整定值调节为280A，并将重合功能关闭，改为一次分闸后闭锁；⑤联络重合器检测到失压15s后合闸，由另一路电源供电；⑥另一路出线重合器分闸，而后重合；⑦中间重合器分闸后闭锁，从而将故障隔离在出线重合器和中间重合器之间。

如果在中间重合器和联络重合器之间发生永久故障（见图8-4d），各开关的动作顺序如下：①出线重合器按快速曲线分闸，而后重合；②中间重合器分闸（基于分闸电流的整定，此时出线重合器工作在慢速曲线上，因此不会分闸），而后重合；③中间重合器再次分闸，而后闭锁在分闸位置；④联络重合器检测到失压15s后合闸；⑤联络重合器再次分闸，而后闭锁在分闸位置，从而将故障隔离在中间重合器和联络重合器之间。

2.重合器与过电流脉冲计数型分段器配合

图8-5为一树状网采用重合器与过电流脉冲计数型分段器配合隔离永久性故障过程示意图。图中A采用重合器，B和C采用过电流脉冲计数型分段器，它们的计数次数均整定为2次。

其分隔故障区段的过程如下：

1）正常运行。正常运行时，重合器A和所有分段器均处于合闸状态，如图8-5a所示。

2）重合器A第一次跳闸。假定在c区段发生永久性故障时，重合器A跳闸，分段器C计过电流脉冲一次，由于未达到整定值（2次），因此不分闸而保持在合闸状态，如图8-5b所示。

3）重合器A第一次重合。经过一段延时后，重合器A第一次重合，如图8-5c所示。

4）重合器A再次跳闸，分段器C分闸。由于再次合闸到故障点处，重合器A再次跳闸，并且分段器C的过电流脉冲计数值达到整定值（2次），因此分段器C在重合器A再次跳闸的瞬间分闸，如图8-5d所示。

5）重合器A第二次重合。又经过一段延时后，重合器A进行第二次重合，而分段器C保持在分闸状态，从而隔离了故障区段，恢复了健全区段的供电，如图8-5e所示。

图8-4　重合器与重合器配合隔离环网故障过程示意图

图8-5　重合器与过电流脉冲计数型分段器配合隔离永久性故障过程示意图

若在c区段发生的是暂时性故障，重合器A跳闸，分段器C计过电流一次，由于未达到整定值（2次），因此不分闸而保持在合闸状态，经过一段延时后，暂时性故障消失，重合器A重合成功后恢复了系统的供电，在经过一段确定的时间以后，分段器C的过电流计数值清除，又恢复到其初始状态。

3.重合器与电压-时间型分段器配合

（1）简单辐射状网的故障处理过程

图8-6为一简单辐射状网采用重合器与电压—时间型分段器配合隔离故障区段的过程示意图。图中A采用重合器，整定为一慢一快，即第一次重合时间为15s，第二次重合时间为5s。B、C、D和E均采用电压—时间型分段器，其中B和D的X时限整定为7s；C和E的X时限整定为14s；它们的Y时限均整定为5s。分段器均设置在第一套功能。

图8-6　重合器与电压-时间型分段器配合隔离辐射状网故障过程示意图

其分隔故障区段的过程如下：

1）正常运行。正常运行时，重合器A和所有分段器均处于合闸状态，如图8-6a所示。(https://www.xing528.com)

2）重合器A第一次跳闸。假定在c区段发生永久性故障时，重合器A跳闸，导致线路失压，造成分段器B、C、D和E均分闸，如图8-6b所示。

3）重合器A第一次重合。重合器A跳闸15s后第一次重合，区段a恢复供电，如图8-6c所示。

4）分段器B自动合闸。重合器A第一次重合后，经过7s的X时限，分段器B自动合闸，将电供至b区段，如图8-6d所示。

5）分段器D自动合闸。b段恢复供电后，又经过7s的X时限后，分段器D自动合闸，将电供至d区段，如图8-6e所示。

6）分段器C自动合闸，重合器A第二次跳闸。分段器B合闸后，经过14s的X时限后，分段器C自动合闸，由于c段存在永久性故障，再次导致重合器A跳闸，从而线路失压，造成分段器B、C、D和E均分闸，由于分段器C合闸后未达到Y时限（5s）就又失压，该分段器将被闭锁，如图8-6f所示。

7）重合器A第二次重合。重合器A第二次跳闸后，经过5s进行第二次重合，分段器B、D、E依次自动重合，而分段器C因闭锁保持分闸状态，从而隔离了故障区段，恢复了健全区段的供电，如图8-6g所示。

上述辐射网分隔故障区段过程的时间特性如图8-7所示。

图8-7　辐射网分隔故障区段过程的时间特性

（2）简单环状网的故障处理过程

图8-8为一典型的开环运行的环状网采用重合器与电压—时间型分段器配合隔离故障区段的过程示意图。图中A采用重合器，整定为一慢一快，即第一次重合时间为15s，第二次重合时间为5s。B、C和D采用电压—时间型分段器并且设置在第一套功能，它们的X时限均整定为7s，Y时限均整定为5s；E也采用电压—时间型分段器并且设置在第二套功能，它的时限均整定为45s，Y时限均整定为5s。

其分隔故障区段的过程如下：

1）正常运行。正常运行时，重合器A和所有分段器均处于合闸状态，如图8-8a所示。

图8-8　重合器与电压—时间型分段器配合隔离环状网故障过程示意图

2）重合器A第一次跳闸。假定在c区段发生永久性故障时，重合器A跳闸，导致线路失压，造成分段器B、C和D均分闸，并起动分段器E的计数器，如图8-8b所示。

3）重合器A第一次重合。重合器A跳闸15s后第一次重合，区段a恢复供电，如图8-8c所示。

4）分段器B自动合闸。重合器A第一次重合后，经过7s的X时限，分段器B自动合闸，将电供至b区段，如图8-8d所示。

5）分段器C自动合闸，重合器A第二次跳闸。b段恢复供电后，又经过7s的X时限后，分段器C自动合闸，由于c段存在永久性故障，再次导致重合器A跳闸，从而线路失压，造成分段器B和C均分闸，由于分段器C合闸后未达到Y时限（5s）就又失压，该分段器将被闭锁，如图8-8e所示。

6）重合器A第二次重合。重合器A第二次跳闸后，经过5s进行第二次重合，7s后分段器B自动重合，而分段器C因闭锁保持分闸状态，如图8-8f所示。

7）分段器E自动合闸。重合器A第一次跳闸后，经45s的时限后，分段器E自动合闸，将电供至d区段，如图8-8g所示。

8）分段器D自动合闸，联络开关右侧的线路重合器跳闸。d段恢复供电后，又经过7s的X时限后，分段器D自动合闸。此时由于c段存在永久性故障，导致联络开关右侧的线路重合器跳闸，从而右侧线路失压，造成分段器E和F均分闸，由于分段器D合闸后未达到Y时限（5s）就又失压，该分段器将被闭锁，如图8-8h所示。

9）联络开关右侧的线路重合器重合。联络开关右侧的线路重合器跳闸后，经一段时间自动重合，分段器E和F依次自动合闸，而分段器D因闭锁保持在分闸状态，从而隔离了故障区段，恢复了健全区段的供电，如图8-8i所示。

上述环网开环运行时分隔故障区段过程的时间特性如图8-9所示。

图8-9　环网开环运行时分隔故障区段过程的时间特性