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电力系统运行经验证明，架空线路的故障大都是暂时的，例如:由于雷电过电压引起的绝缘子表面闪络，大风引起的短时碰线，通过鸟类身体的放电以及树枝等物掉落在导线上引起的短路等。当故障线路被迅速断开之后，电弧即行消灭，故障点的绝缘强度重新恢复，因此在线路被断开以后再进行一次重合闸，就有可能大大提高供电的可靠性。
110kV及以下线路大多采用三相一次重合闸，根据运行经验110kV以上的大接地电流系统的高压架空线路上，短路故障中70%以上是单相接地短路，特别是220kV以上的架空线路，由于线间距离大，单相接地故障甚至高达90%左右。在这种情况下，如果只把发生故障的一相断开，然后再进行单相重合闸，而未发生故障的两相在重合闸周期内仍然继续，就能大大提高供电的可靠性和系统并列运行的稳定性。因此，在220kV以上的大接地电流系统中，广泛采用了单相重合闸。
当线路瞬时性单相接地保护跳开一相后，健全相通过相间及相对地电容向故障点供给电容电流，同时健全相负荷电流通过相间互感器耦合在故障相产生感应电势，通过相间及对地电容向故障点提供感性电流。这两部分电流共同构成潜供电流。潜供电流大小与线路参数有关。一般来说，线路电压越高，负荷电流越大，潜供电流也越大。由于潜供电流的存在，故障点电弧不易熄灭，使单相重合延时。当采用快速单相重合闸时，可能使单相重合闸失败而跳开三相。
对潜供电流采取的措施有: 1、利用架空地线减小潜供电流的电感分量，健全相通过互感耦合在故障点及在架空地线上产生的电感性电流方向相反而互消。
2、将超高压输电线并联电抗器中性点经一小电抗接地。适当选择小电抗值，利用相间及对地电感补偿高压输电线上相间及相对地电容，从而减小潜供电流，加速潜供电流的自灭。
单相重合闸与三相重合闸各有哪些优缺点?
(1)使用单相重合闸时会出现非全相运行，除纵联保护需要考虑一些特殊问题外，对零序电流保护的整定和配合产生了很大影响，也使中、短线路的零序电流保护不能充分发挥作用。
(2)使用三相重合闸时，各种保护的出口回路可以直接动作于断路器。使用单相重合闸时，除了本身有选相能力的保护外。所有纵联保护、相间距离保护、零序电流保护等，都必须经单相重合闸的选相元件控制，才能动作于断路器。
(3)当线路发生单相接地进行三相重合闸时，会比单相重合闸产生较大的操作过电压。这是由于三相跳闸、电流过零时断电，在非故障相上会保留相当于相电压峰值的残余电荷电压，而重合闸的断电时间较短，上述非故障相的电压变化不大，因而在重合时会产生较大的操作过电压。而当使用单相重合闸时，重合时的故障相电压一般只有17%左右(由于线路本身电容分压产生)，因而没有操作过电压问题。从较长时间在110kV及220kV电网采用三相重合闸的运行情况来看，一般中、短线路操作过电压方面的问题并不突出。
(4)采用三相重合闸时，在最不利的情况下，有可能重合于三相短路故障，有的线路经稳定计算认为必须避免这种情况时，可以考虑在三相重合闸中增设简单的相间故障判别元件，使它在单相故避免实现重合，在相间故降时不重合。
电力系统运行经验证明，架空线路的故障大都是暂时的，例如：由于雷电过电压引起的绝缘子表面闪络，大风引起的短时碰线，通过鸟类身体的放电以及树枝等物掉落在导线上引起的短路等。当故障线路被迅速断开之后，电弧即行消灭，故障点的绝缘强度重新恢复，因此在线路被断开以后再进行一次重合闸，就有可能大大提高供电的可靠性。
110kV及以下线路大多采用三相一次重合闸，根据运行经验110kV以上的大接地电流系统的高压架空线路上，短路故障中70%以上是单相接地短路，特别是220kV以上的架空线路，由于线间距离大，单相接地故障甚至高达90%左右。在这种情况下，如果只把发生故障的一相断开，然后再进行单相重合闸，而未发生故障的两相在重合闸周期内仍然继续，就能大大提高供电的可靠性和系统并列运行的稳定性。因此，在220kV以上的大接地电流系统中，广泛采用了单相重合闸。
当线路瞬时性单相接地保护跳开一相后，健全相通过相间及相对地电容向故障点供给电容电流，同时健全相负荷电流通过相间互感器耦合在故障相产生感应电势，通过相间及对地电容向故障点提供感性电流。这两部分电流共同构成潜供电流。潜供电流大小与线路参数有关。一般来说，线路电压越高，负荷电流越大，潜供电流也越大。由于潜供电流的存在，故障点电弧不易熄灭，使单相重合延时。当采用快速单相重合闸时，可能使单相重合闸失败而跳开三相 。
考虑超高压线路绝大多数故障是瞬时性单相接地，采用单相重合闸除了同样可以在大多数的故障情况下恢复线路送电外，它的最大特点还在于在重合闸过程中，另两相继续联系着线路两端电源，保持一定的功率传输能力，以维持两侧系统同步运行，从而显著地提高了系统的暂态稳定性，特别适用于弱联系的电源联络线上。与全相运行相比较.在单相断开过程中，对线路传物能力的影响。分别是由线路断开点看到的两侧系统负序与零序阻抗的串联综合值，包括线路本身的阻抗在内。虽然线路的零序阻抗值约为其正序阻抗值的3倍左右，但两侧系统的零序阻抗值往往小于相应的正序阻抗值，因而在单相断开过程中，线路仍具有不低于原来60%左右的传输能力，用以传输系统暂态摇摆过程中所急需的同步功率。保持重合闻过程中和重合闸后的系统稳定性。
在单电源供电线路上采用单相重合闸。可以使受端负荷在重合闻过程中仍然从系统中吸收有功功率，从而显著地增大其供电安全性。为此，接入线路的受端变压器中性点必须直接接地。
在大型发电机组配出的高压线路上，特别适用于选用单相重合闸方式，原因是单相重合于永久故障时，不致对机组轴疲劳寿命带来过多的消耗。
国际上研究中(个别线段已运行）的1000kv以上电压的特高压线路。按80年代末的预计、都将只选用单相重合闸方式，而同杆双回线则预计采用按相重合闸方式 。
单相故障，单相重合；相间故障，三相跳闸后不重合。电力系统运行经验证明，架空线路的故障大都是暂时的，例如：由于雷电过电压引起的绝缘子表面闪络，大风引起的短时碰线，通过鸟类身体的放电以及树枝等物掉落在导线...
在送变线路中、没有单相重合闸这个项目、只有在6千伏以上三相供电线路中、才有可能会使用重合闸控制线路。重合闸使用主要用于防雷保护、长途输电线路保护、线路短路、过载保护、无人值班变电站保护。一般设定次数为...
优点：可以提高宫殿可靠性和系统并列运行时的稳定性；可以减少转换性故障的发生；单相重合闸没有操作过电压问题。缺点：1使用单相重合闸时会出现非全相运行，除纵联保护需要考虑一些特殊问题外，岁零序电流保护的整...
单相重合闸时间(由故障点断电源到重新加上工作电压的时间)必须大于故障点电弧熄灭与线路绝缘恢复所需时间。和三相重合闸不一样.在只有故障相断开的单相重合闸过程中，当故障点电弧未熄灭前，故障点仍经相间电容。由保留运行中的另两相电源提供电流以维持电弧,而在电弧断开后。故障点主要将承受运行中两相电源经故障相对地电容形成的分配电压，当电弧因续流过零而伸长断开后，如果故障点的绝缘恢复速度低于跨接的电压波上升速度时，在该电压波的峰值附近，故障点绝缘将再度击穿。此时除了通过由非故障两相提供电弧电流外，储蓄在故障电容上的电能也将向故障点释放，而形成峰值远大于前期稳态电弧电流的再点弧电流，这个现象，每一工频半周重复一次，从而影响了最终熄弧时间。线路运行电压愈高，长度愈大。最终熄弧时间将愈长，人工短路试验及实际运行记录证实了这个结论。为了缩短单相重合闸时间到一个合理数值，例如不大于1s左右，以满足系统稳定（最佳重合时间)、继电保护配合等要求.同时不降低重合闸成功率，在500 kV及以上电压的中长线路上、广泛采用了辅助的消弧措施，它主要有两种:
①在接到线路上作线路电容补偿的高压电抗器中性点处，经适当数值的电抗接地，其作用等价于有一谐振电感与之并联。从而显著降低通过故障点的续流与跨过故障点的恢复电压，为故障电弧快速顺利最终熄弧提供了前提。这种办法。在电力系统中得到了成功的广泛采用。
②在单相重合闸过程中，在断开后的故璋相线路两侧，短时投入接地刀闸，使故障点处于基本零电位，达到快速熄弧的目的。对于特殊重要的重负荷线路（同杆双回线)，如果考虑异名相故障(如甲线A相与乙线B相故障)情况下成功地实现按相重合闸。接地刀闸是一种可行办法 。
为了实现单相重合闸，继电保护装置必须具有区别单相与多相故障。以及正确选出故障相的能力。这种特点称为保护装置的选相性能，执行这个功能的继电器元件(逻辑回路)叫选相元件(回路)。选相元件有多种，常用的有:距离选相元件、相电流差突变量选相元件、低电压选相元件和相电流选相元件。
1.距离选相元件 主要采用方向接地距离元件作为选相元件。其阻抗定值大于被保护线路全长。以保证末端故障时可靠动作。这种距离选相元件有很好的选相功能，得到了广泛的应用，分析与试验结果证明，可以成功地用于长达400km的重负荷500kv线路上，当线路单相接地时。故障相元件有足够的动作灵敏度，非故障相元件可不误选相，它还可以兼作方向比较纵联保护中的方向判别元件。在一些电力网条件下，在单相重合闸过程中，还可以短时地独立地执行保护的任务。叫选相元件的独立工作。用于长线路时，虽然对近端故障有很好的适应性但不能动作于实际可能的远端高值接地电阻故障，而必须待近故障点侧断路器跳开后才能相继动作;对于经高电阻接地的两相短路接地故障。也可能先动作一相，待断电后另一相才能动作;对于两相短路故障，它的动作也不明确。这些缺陷，可通过重合闸逻辑回路设计解决。
2.相电流差突变量选相元件 这是中国独创的技术。20世纪80年代以来。已广泛应用在中国500kv线路上.取得了完全的成功。
对于任何多相故障，都是三个元件动作。从而实现了可靠选相与区别单相与多相故障的要求，注意故障相与非故障相电流比例尺的差别。这种选相元件有如下优点:
①只用电流量，因而简单可靠；
②起动值不反应正常负荷电流，只需要躲开单相故障时的不平衡量(主要来自线路导线的分段换位或不换位)，因而动作灵敏，可以反应于实际可能的最大接地电阻故障;
③在单相重合闸过程中.非故障相间元件可以作该两相同时故障的故体判别元件，起动保护装里快速跳闸;
④可兼作线路保护装置的电流起动元件。
3.低电压选相元件 反应相对地电压降低以选择故隆相。适应于弱供电电源侧，特别是地区小电源侧或无电源侧作线路单相重合闸的选相元件，简单、灵敏、可靠。
4.相电流选相元件 在强电源短线路上可充作选相元件。但一般只作为出口附近故障时辅助选相用，更多的是按相电流速断整定，实现分相独立跳闸。它结构简单、动作快速 。2100433B
1000kV特高压交流试验示范工程单相重合闸研究
1000kV特高压交流试验示范工程单相重合闸研究
对长治—南阳—荆门1000kV特高压交流试验示范工程采用单相重合闸后的潜供电流、重合闸时间、过电压等问题进行了研究。通过仿真计算得到了特高压试验示范工程潜供电流和恢复电压水平,在此基础上对重合闸时间进行了分析,提出了特高压试验示范工程单相重合闸的时间应不低于0.6s。此外对重合闸过程中的清除接地故障过电压、重合闸过电压以及中性点小电抗的过电压问题也进行了分析,操作过电压水平均在允许范围内,中性点小电抗绝缘水平也满足重合闸要求。研究结果与系统调试结果相符。
带快速接地开关的线路单相自动重合闸判别原理
带快速接地开关的线路单相自动重合闸判别原理
随着我国电网联系的增强,为降低设备成本,可以不使用电抗器限制工频过电压,在超、特高压输电线路中用快速接地开关(high speed grounding switches,HSGS)来快速熄灭电弧将是一种很好的办法。分析了单相接地瞬时性故障和永久性故障时流过HSGS的电流信号的不同特点。利用Prony法每隔1个工频周期快速拟合该电流信号,提取出工频量的幅值,分析所得到的一系列幅值信息发现,瞬时性故障时工频量的幅值必然从一个稳定值跳跃到另一新值并在新值保持稳定,而永久性故障则不然,据此可判别故障的性质。Prony法对于非平稳信号具有良好的拟合效果,能够实现频率的自适应分解,且克服了傅里叶算法不能处理非平稳信号的缺点,对于信号的变化反应敏感。Matlab/Simulink仿真结果表明了该方法的有效性和准确性。
这两种重合闸方式的优缺点如下：
（1）使用单相重合闸时会出现非全相运行。除纵联保护需要考虑一些特殊问题外，对零序电流保护的整定和配合产生了很大的彩响。也使中、短线路的零序电流保护不能充分地发挥作用。
（2）使用三相重合闸时，各种保护的出口回路可以直接动作于断路器。使用单相重。合闸时，除了本身有选相能力的保护外。所有纵联保护、相间趾离保护、零序电流保护等。都必须经单相重合闸的选相元件控制、才能动作于断路器。
（3）当线路发生单相接地进行三相重合闸时，会比单相重合闸产生较大的操作过电压。这是由于三相跳IM7、电流过零时断电，在非故障相上会保留相当于相电压峰值的残余电荷电压而重合闸的断电时间较短，几述非故障相的电压变化不大。因而在重合时会产生较大的操作过电压。而当使用单相重合闸时，重合时的故障相电压一般只有17%左右（由于线路本身电容分压产生）因而没有操作过电压的问题。从较长时间在曰110kV及220 kV电网采用三相重合闸的运行情况来看一般中、短线路操作过电压方面的问题并不突出。
（4）采用三相重合闸时，在最不利的情况下，有可能重合于三相短路故障有的线路经稳定计算认为必须避免这种情况时，可以考虑在三相重合闸中增设简单的相间故障判别元件，使它在单相故避免实现重合，在相间故障时不重合。
这两种重合闸方式的优缺点如下：
（1）使用单相重合闸时会出现非全相运行，除纵联保护需要考虑一些特殊问题外，对零序电流保护的整定和配合产生了很大影响，也使中、短线路的零序电流保护不能充分发挥作。
（2）使用三相重合闸时，各种保护的出口回路可以直接动作于断路器。使用单相重合闸时，除了本身有选相能力的保护外。所有纵联保护、相间距离保护、零序电流保护等，都必须经单相重合闸的选相元件控制，才能动作于断路器。
（3）当线路发生单相接地进行三相重合闸时，会比单相重合闸产生较大的操作过电压。这是由于三相跳闸、电流过零时断电，在非故障相上会保留相当于相电压峰值的残余电荷电压，而重合闸的断电时间较短，上述非故障相的电压变化不大，因而在重合时会产生较大的操作过电压。而当使用单相重合闸时，重合时的故障相电压一般只有17％左右（由于线路本身电容分压产生），因而没有操作过电压问题。从较长时间在110kV及220kV电网采用三相重合闸的运行情况来看，一般中、短线路操作过电压方面的问题并不突出。
（4）采用三相重合闸时，在最不利的情况下，有可能重合于三相短路故障，有的线路经稳定计算认为必须避免这种情况时，可以考虑在三相重合闸中增设简单的相间故障判别元件，使它在单相故避免实现重合，在相间故降时不重合。
这两种重合闸方式的优缺点如下：
（1）使用单相重合闸时会出现非全相运行，除纵联保护需要考虑一些特殊问题外，对零序电流保护的整定和配合产生了很大影响，也使中、短线路的零序电流保护不能充分发挥作。
（2）使用三相重合闸时，各种保护的出口回路可以直接动作于断路器。使用单相重合闸时，除了本身有选相能力的保护外。所有纵联保护、相间距离保护、零序电流保护等，都必须经单相重合闸的选相元件控制，才能动作于断路器。
（3）当线路发生单相接地进行三相重合闸时，会比单相重合闸产生较大的操作过电压。这是由于三相跳闸、电流过零时断电，在非故障相上会保留相当于相电压峰值的残余电荷电压，而重合闸的断电时间较短，上述非故障相的电压变化不大，因而在重合时会产生较大的操作过电压。而当使用单相重合闸时，重合时的故障相电压一般只有17％左右（由于线路本身电容分压产生），因而没有操作过电压问题。从较长时间在110kV及220kV电网采用三相重合闸的运行情况来看，一般中、短线路操作过电压方面的问题并不突出。
（4）采用三相重合闸时，在最不利的情况下，有可能重合于三相短路故障，有的线路经稳定计算认为必须避免这种情况时，可以考虑在三相重合闸中增设简单的相间故障判别元件，使它在单相故避免实现重合，在相间故降时不重合。
单相重合闸与三相重合闸各有哪些优缺点