电气系统的继电自动装置

在供电系统中为保证系统的可靠性，保证重要负荷的不间断供电，常采用自动重合闸装置和备用电源自动投入装置。

1 自动重合闸装置

供配电系统多年运行实践表明，架空线路发生的故障多属于暂时性故障，如雷击引起绝缘子闪络，大风使导线短时靠近或与树木相碰而发生放电等。当架空线路发生故障时；继电保护动作将线路断路器跳开，线路电压消失，短路点的电弧将自行熄灭，被击穿的介质强度可以恢复。这时如果及时地将线路重新合上，线路可能会继续运行，保证用户的供电。

下图虚线方框内为重合闸继电器的内部接线，它是根据  电容器充放电原理构成的，主要元件有电容器已充电电阻4R、放电电阻6R、时间继电器 KT 和带有电流自保持线圈的中间继电器KM ，2KM是后加速继电器，可以实现重合闸后加速保护。

●断路器在合闸位置。线路正常运行时：控制开关1SA 和 2SA 均在合上位置，2SA 的1-3 触点接通，指示灯HL 亮，表示母线电压正常，同时重合闸继电器中电容C 经 4R 充电，自动重合闸装置处于准备动作状态。

●继电保护动作或其他原因断路器跳闸时：当线路发生故障时，断路器由继电保护动作跳闸 ，QF 的常闭触点(1-2)闭合，由于1SA 手柄在“合闸后”位置，1SA 的21-23触点接通，起动时间继电器KT,KT   的常闭触点立即打开，使SR串 入KT 回路，以限制KT 线圈中的电流，仍使KT 保持动作状态，KT 的常开触点经延时(一般取0.5~1.5S 后闭  合，电容C 通过该触点对中间继电器KM 放 电 ，KM 动作，接通合闸回路，使断路器合闸，由于KM 自保持电流线圈的作用，使得它能可靠地动作，直到断路器合闸，断路器辅助接点QF 断开为止。

如果是暂时性故障重合闸成功，电容C 开始充电。约15～20s 后，两端电压充至正常电压， 自动重合闸电路恢复原状，准备好再次动作。

●线路存在永久性故障。自动重合闸重合后将再次由继电保护动作使断路器跳闸。由于动作过程时间短，电容C 来不及充足电，KM 不能动作，即使时间很长，因电容C 与 KM  线圈已经并联，电容C 将不会充电至电源电压值。所以自动重合闸只重合一次。

●用控制开关手动跳闸。通常在停电操作时，先操作2SA 为断开位置，2SA 的1-3断开， 使自动重合闸退出工作。为了更可靠起见，控制开关手柄在“跳闸后”位置时，1SA 的 21-23断开，重合闸回路失去正电源，不可能再动作于合闸；ISA 的2-4接通，使电容器 通过6R 放电，电容C上的电压降至零。

●手动合闸于故障线路。断路器在跳闸位置时，电容C 上电压为零。当手动合闸于故障线路，随即由继电保护断开断路器，由于电容电压不会使KM 动作，因此不会发生自动重 合 闸 。

●防止断路器合闸跳跃。在自动重合闸的中间继电器KM 的电流线圈回路中，串接了它自身的两对常开触点KM,  万一其中一对接点被粘住，另一对接点仍能正常工作，为了防 止 KM 两对常开接点都被粘住而出现“跳跃”现象，在断路器的跳闸回路串接了防跳继

电器1KM的电流线圈。在断路器跳闸时，1KM 动作，1KM 接点1-2闭合，1KM的电压线圈通电， 1KM 接点3-4断开，切断合闸回路，防止“跳跃”现象

采用自动重合闸这种装置能够使断路器因继电保护动作或其他原因跳闸后，自动重新重合。在供电系统中，一般多采用三相一次自动重合闸装置。

虽然架空线路上的故障多是暂时性故障，但还可能存在永久性故障，例如断线、倒杆、绝缘子击穿损坏等情况。当发生永久性故障时，重合闸后将由继电保护动作将断路器再次跳开。 目前，线路上自动重合闸动作的成功率较高。

在供电线路上使用自动重合闸可以有效提高供电可靠性。自动重合闸与继电保护配合，可以有效改善继电保护和自动重合闸的效果。

2 备用电源自投装置

供电系统中对于一级及重要二级负荷的变电所或用电设备，通常电源采用两路及以上的进线。当一路工作电源发生故障而断电时，备用电源线路的断路器在备用电源自动投入装置作用下迅速合闸，使备用电源投入运行，以提高供电可靠性。备用电源自投应用很多，如备用线路、备用变压器、备用母线及重要机组等。

备用电源自动投入装置的基本要求：

●工作电源消失后，备用电源自动投入装置均应动作；但必须在工作电源断开后再投入备用电源，动作时间应尽可能短。

●备用电源自动投入装置只能动作一次。

●电压互感器二次回路断线时，APD 装置不应误动作。

●应当校验备用电源过负荷情况和电动机自起动情况。

应用较多的备用电源自动投入装置有工作电源与备用电源方式的备用电源自动投入和双电源互为备用方式的备用电源自动投入两种方式。

(3)工作电源与备用电源方式的备用电源自动投入装置接线

如下图所示为采用直流操作电源的备用电源自动投入装置原理接线图。正常运行时备用电源断开。当工作电源因故障或其他原因切除后，备用电源自动投入。工作电源进线1WL 故障使得1QF 跳闸后，其常闭触点闭合，由于时间继电器KT 触点延时打开，故在其打开前，合闸接触器KM 线圈带电，KM 的常开触点闭合。

具有两回独立线路同时工作的变电所，备用电源自动投入装置装设在母线分段断路器上， 如左图所示。正常运行时，分段断路器QF  断开，两段母线分段运行。当其中任一回线路因故障或其他原因切除后，要求备用电源自动投入装置动作，使备用电源自动投入运行，另一回线路承担对全部负荷的供电。其控制回路见右图。

进线断路器1QF 、2QF  的控制回路中，各有一个闭锁继电器1KB 和 2KB,   其线圈由对应的断路器辅助常开触点1QF 和 2QF 控制。正常运行时1QF 和 2QF 处于合闸状态，其辅助常开触点1QF 和 2QF 闭合，所以此时1KB 、2KB 线圈带电，其常开触点1KB 、2KB 闭合。当一进线发生故障，如1QF 保护动作跳闸，1QF 常开触点打开，1KB 线圈失电，1KB 触点延时打开。由于转换开关1SA 、2SA  的13- 15触点是接通的，1QF 常闭触点闭合，在1KB 触点延时打开之前，1KM 线圈带电，1KM 的常开触点闭合，分段断路器QF 的合闸接触器KO 线圈带电，在合闸线圈作用下使分段断路器QF  自动投入。1KB 触点经一段延时后打开，1KM 和 KO 线圈失电。

                             主接线                                                               控制回路

双工作电源互为备用电源自动投入方式