雙側電源線路自動重合閘設計

王茹玉　張治國

摘 要：目前鐵路供電系統中多采用架空式接觸網供電方式，接觸網一旦發生故障會導致牽引供電中斷，嚴重影響行車。而接觸網故障大多是瞬時性故障，因此只要將斷路器重新合上，故障即可自行消除。自動重合閘對鐵路供電系統有很重要的作用和意義。不僅能縮短停電時間，還可以提高供電系統的可靠性和穩定性。本文主要闡述了自動重合閘的意義，對自動重合閘的基本要求和雙側電源線路自動重合閘的工作原理以及AAR與繼電保護配合方式。

關鍵詞：自動重合閘；雙側電源線路

一、自動重合閘的意義

經過大量的數據分析和研究表明，架空供電線路和接觸網短路故障大多數是瞬時性的、自消的。當線路發生故障時引起繼電保護裝置啟動控制斷路器跳閘從而引起線路斷電，其中有90%的故障是瞬時性的，只需要將斷路器重新合閘故障即可消除。如果通過檢查再重新將斷路器進行合閘，這樣速度慢，耽誤時間較長，浪費人力。因此在此基礎上研究了自動重合閘裝置，即當斷路器跳閘后由自動重合閘裝置啟動帶動斷路器重新合閘，合閘后正常運行即表明是瞬時性故障，合閘后如果二次跳閘即是永久性故障需要斷電檢修。

在鐵路供電系統中，為了滿足牽引供電的負荷要求多采用雙邊供電方式，當某一供電線路發生故障時為了可靠地切除故障需要兩側的斷路器跳閘。因此需要設置雙側自動重合閘裝置。

二、雙側電源線路對自動重合閘的基本要求

鐵路供電系統中為了滿足用電設備的負荷等級，根據用電負荷等級不同采用的供電方式也不同。接觸網供電多采用雙邊供電方式，因此雙側電源線路自動重合閘除需要滿足單側電源線路自動重合閘的條件，還有其特殊要求：

（1）當線路某處發生故障時，距離故障點近的保護裝置先啟動，距離故障點遠的保護裝置后啟動，兩側繼電保護裝置以先后不同的時限跳閘，為了保證可靠切除故障點，必須保證兩側的斷路器都跳閘以后自動重合閘才能啟動。雙側電源線路自動重合閘的第一個要求，就是要保證雙側斷路器先后都跳閘。

（2）當線路某處發生短路故障時，兩側斷路器先后跳閘后，先跳閘的一側斷路器自動重合閘啟動后若恢復正常，另一側重合閘方可啟動，否則另一側自動重合不啟動。

三、雙側電源線路重合閘工作原理

（一）基本原理

（1）檢無壓。雙側電源線路采用兩端供電，當線路某處發生短路故障，滿足繼電保護條件，繼電保護裝置啟動，為了保證可靠切除故障，必須使兩端繼電保護裝置都先后啟動，即短路線路兩端斷路器先后跳閘，保證故障點斷電，此時先跳閘的一側自動重合閘才能啟動，即線路斷電失壓，簡稱無壓檢查，滿足無壓檢查條件后，一側AAR才能啟動。

即如上圖線路斷電失壓，欠壓繼電器KV滿足欠壓條件，帶動KV常開觸點斷開，常閉觸點閉合，QF常閉觸點閉合。即+—SA—KT線圈—R1—KV常閉觸點—XB—QF常閉觸點—﹣

（2）檢同步。線路故障，的兩側斷路器都跳閘后，檢查是否滿足AAR啟動第一個條件檢無壓，滿足條件，先跳閘的斷路器AAR啟動。自動重合啟動后根據故障情況分為兩種情況，一自動重合后再次跳閘，則判定是永久性故障需要維修，另一側的自動重合不需要啟動；二自動重合后正常，則判定是瞬時性故障，此時只需將另一側自動重合啟動重合閘即可恢復正常供電，滿足另一側AAR啟動條件，即檢查兩側供電是否同步，簡稱同步檢查。

即如左圖所示：線路失壓后，一側AAR啟動，欠壓繼電器KV工作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合。同步繼電器KSD工作，常閉觸點。

（二）自動重合閘動作時限的整定

斷路器跳閘后，AAR是經過一定的時間自動重合才重新啟動。這個時限是由時間繼電器KT設定實現的，但具體KT的延時設置需要考慮以下因素：

（1）斷路器跳閘后，在短路點會產生電弧，動作時限必須確保電弧熄滅，使周圍電介質恢復絕緣強度。這樣才能保證自動重合閘的成功。

（2）斷路器上帶有滅弧室，電弧熄滅后周圍介質絕緣強度恢復，滅弧室能力恢復，斷路器操作機構恢復原狀為下一次滅弧作準備，也需要一定的時間。

四、AAR與繼電保護的配合

AAR與繼電保護的合理配合，不僅可以準確迅速的切除故障，同時可縮短停電時間，提高供電質量。AAR與繼電保護的配合方式主要有以下兩種：

（一）前加速

當處于被保護部分的線路發生故障時，繼電保護先于自動重合閘啟動，先不按動作時限瞬時啟動，可以快速的切除故障，然后自動重合閘啟動，若是永久性故障，繼電保護再按相應的動作時限啟動。即繼電保護先無選擇的動作，后判定故障是瞬時性還是永久性。前加速的優點在于可以快速的切除故障，避免造成更大的影響，缺點在于繼電保護第一次啟動是無選擇的，第二次才進行判定，如果是永久性故障則會造成大范圍停電。

（二）后加速

當處于被保護部分的線路發生故障時，繼電保護先于自動重合閘啟動，按照設定的動作時限啟動跳閘，之后自動重合閘啟動，如果是永久性故障，繼電保護不再按相應的動作時限啟動，瞬時將故障消除。即繼電保護先判定故障后啟動。

（三）特點

前加速的優點在于可以迅速的切除故障，避免造成更大的影響，缺點在于繼電保護第一次啟動是無選擇的，第二次才進行判定，如果是永久性故障則會造成大范圍停電。后加速的特點剛好相反。那么在選擇時如果保護裝置比較完善，第一次是無時限動作，時限較短可采用后加速方式，反之，可采用前加速方式。

參考文獻：

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[4]翟鐵久.關于牽引供電系統接觸網自動重合閘方式的探究[J].繼電器，2005.

作者簡介：王茹玉（1987.），女，陜西人，本科，講師，主要從事電學方面的教學及科研工作。