重合器

重合器

交流高壓自動重合器簡稱重合器,是一種自具控制(即本身具備故障電流檢測和操作順序控制與執行功能,無需提供附加繼電保護和操作裝置)及保護功能的高壓開關設備;它能夠自動檢測通過重合器主迴路的電流,故障時按反時限保護自動開斷故障電流,並依照預定的延時和順序進行多次地重合。

分類及特點

重合器重合器

按相數分類

重合器按相數分有單相、三相式;按安裝方式分有柱上型、水下型、地面型、地下型;按分閘能源分有串聯分閘、並聯分閘等;按控制方式分有液壓控制和電子控制兩類。液壓控制的主要優點是經濟,簡單,可靠,耐用。這些優點對於農村電網和遠距離安裝的設備很重要。因為這些場合下對設備進行檢修不方便,也不可能很頻繁。此外,對液壓控制開關進行檢修時,不需要特殊工具、昂貴儀器和複雜技術培訓。液壓控制的缺點,是保護特性無法做到足夠穩定、精確和快速,選擇範圍窄,調整也不方便。整定保護特性時,必須停電打開箱體後才能進行。此外,液壓控制重合器採用串聯於主迴路中的分閘線圈檢測線路過電流,受線圈的機械強度限制,這類重合器較難通過熱穩定試驗的考核。

按控制分類

重合器的液壓控制分為單液壓系統和雙液壓系統。單液壓的滅弧、絕緣、操作計數、計 時採用同一種油;雙液壓的滅弧絕緣、操作計數採用一般變壓器油,而慢速操作中的計時採用一種特殊的航空油,其粘滯性較穩定,被密閉於封閉系統中。前者用於早期的單相重合器和小容量三相重合器;後者多用於較大容量三相多油重合器。

電子控制方式的優點是靈活,功能多,互換性好,保護特性穩定,選擇範圍廣,使用方便。這對改善保護配合,提高供電可靠性,簡化現場人員工作,提高運行自動化程度意義很大。此外,這類重合器通過在其頂蓋上的套管式CT檢測線路過電流,主迴路中無串聯線圈,故易於通過熱穩定試驗。其缺點是價格略貴,所要求的維修水平較高。

電子控制式有分立元件電路和積體電路兩種。分立式電子電路用於重合器控制始於60 年代,典型的產品為美國Edison公司的ME型控制箱。與積體電路相比,其優點是價格便 宜,元件耐用,維修簡單;其缺點是體積大, 功能少,外掛程式多,選擇範圍窄,調整不便,可靠性較差。以積體電路為基礎的微機控制於80 年代初與SF6氣體同時套用於重合器,其典型產品為ESB型和PMR型重合器。重合器控制所用微機為單片機,其主要優點是體積小, 功能強。重合器的分閘電流、重合次數、操作順序、分閘時延、重合間隔、復位時間等特性 的整定,都可簡單地在控制箱上通過微動開關予以整定,使用極為方便。這類重合器正常運 行時,套管CT的檢測信號經過隔離變壓器變換為分別反映各相和中性點電流狀態的模擬量 信號,再經整流、濾波後進入微處理機。微處理機將模擬量變為數字量,並在程式控制下將 這些輸入量輪流與快分電流、反時限時間、接地動作值等整定值逐一比較。當輸入的檢測值 超過整定值時,微機暫停檢測,啟動電路接通工作電源,進入操作狀態,按整定的操作順序 發出分閘信號和重合信號。線路故障消除或重合器進入閉鎖狀態後,電路又自動切除工作電 源,進入正常檢測狀態。

按滅弧介質分,重合器分為油、真空、 SF6三類。油重合器均為多油式,運行歷史最 長。其滅弧室結構有單斷口和雙斷口兩種,一般採用液壓控制。典型產品為OYT型和RX型重合器。油重合器有兩個固有缺點: (1)因油屬非自恢復絕緣介質,故其維護較頻繁,至少三年需換油、檢修一次, (2)有火災危險。其它優缺點與前述液壓控制式相似。

真空滅弧室於60年代用於重合器設計,典型產品為KFE型重合器。它將真空泡置於油箱“中,以便用於戶外;並採用電子控制。真空滅弧室的優點是開斷壽命長,無需檢修,無火災危險。但KFE型重合器採用油絕緣後,便失去了後兩個優點。此外,它並未解決真空滅弧室易截流導致過電壓問題和滑相問題。

電子控制SF6重合器是80年代發展起來的新技術,它集旋弧式SF6滅弧原理和微機技術的優點為一體,反映了當前高壓電器領域中強弱電結合的發展趨勢。旋弧式SF6滅弧原理可由兩種結構實現,一是插入式,變開距;一是刀閘式,定開距。 國外SF6 重合器均採用後者。它的旋弧線圈繞在一金屬弧環上,靜觸頭位於弧環中心,動觸頭沿弧環徑向轉動,其轉軸與旋弧線圈一端相連。大電流下動、靜觸頭分離時產生電弧,動觸頭轉至弧環瞬間,電弧將旋弧線圈接人導電迴路。線圈產生的磁場方向與弧校成直角關係。根據費來明定律,弧柱在磁場作用下,以靜觸頭為軸心,沿弧環切向高速旋轉,使電弧不斷與未來電離的冷S F6 氣體接觸。以氣體電離方式釋放弧柱能量,降低弧柱溫度,以便在電弧電流第一次過零時即熄弧。

套用

國外使用 重合器已有近50年歷史。一般將其用在變電所內作為配電線路的出線保護設備,或用在配電線路中部和重要分支線入口作為線路分段保護設備。在不同使用場合中,重合器可能需同熔斷器、 分段器、斷路器或其它重合器配合使用。保護配合是重合器套用中的一個關鍵問題。因篇幅所限,此處不作 詳述。

重合器的缺點

為慎重穩妥推廣這一技術設備,尚有以下問題需要研究解決

1.對單相接地故障的處理;

2.多次重合是否合適;

3.與定時限後備保護的配合;

4.線路重合器的過負荷問題;

5.城網如何採用重合器;

6.製造水平和產品質量問題;

7.價格問題。

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