重合器

　　1、分類及特點

　　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(lián)分閘、并聯(lián)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(yōu)點是經濟，簡單，可靠，耐用。這些優(yōu)點對于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、昂貴儀器和復雜技術培訓。液壓控制的缺點，是保護特性無法做到足夠穩(wěn)定、精確和快速，選擇范圍窄，調整也不方便。整定保護特性時，必須停電打開箱體后才能進行。此外，液壓控制重合器采用串聯(lián)于主回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(wěn)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(tǒng)和雙液壓系統(tǒng)。單液壓的滅弧、絕緣、操作計數、計時采用同一種油；雙液壓的滅弧絕緣、操作計數采用一般變壓器油，而慢速操作中的計時采用一種特殊的航空油，其粘滯性較穩(wěn)定，被密閉于封閉系統(tǒng)中。前者用于早期的單相重合器和小容量三相重合器；后者多用于較大容量三相多油重合器。

　　電子控制方式的優(yōu)點是靈活，功能多，互換性好，保護特性穩(wěn)定，選擇范圍廣，使用方便。這對改善保護配合，提高供電可靠性，簡化現(xiàn)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，主回路中無串聯(lián)線圈，故易于通過熱穩(wěn)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集成電路兩種。分立式電子電路用于重合器控制始于60年代，典型的產品為美國Edison公司的ME型控制箱。與集成電路相比，其優(yōu)點是價格便宜，元件耐用，維修簡單；其缺點是體積大，功能少，插件多，選擇范圍窄，調整不便，可靠性較差。以集成電路為基礎的微機控制于80年代初與SF6氣體同時應用于重合器，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(yōu)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(tài)的模擬量信號，再經整流、濾波后進入微處理機。微處理機將模擬量變?yōu)閿底至?，并在程序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(tài)，按整定的操作順序發(fā)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(tài)后，電路又自動切除工作電源，進入正常檢測狀態(tài)。

　　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，一般采用液壓控制。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(yōu)缺點與前述液壓控制式相似。

　　真空滅弧室于60年代用于重合器設計，典型產品為KFE型重合器。它將真空泡置于油箱“中，以便用于戶外；并采用電子控制。真空滅弧室的優(yōu)點是開斷壽命長，無需檢修，無火災危險。但KFE型重合器采用油絕緣后，便失去了后兩個優(yōu)點。此外，它并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(fā)展起來的新技術，它集旋弧式SF6滅弧原理和微機技術的優(yōu)點為一體，反映了當前高壓電器領域中強弱電結合的發(fā)展趨勢。旋弧式SF6滅弧原理可由兩種結構實現(xiàn)，一是插入式，變開距；一是刀閘式，定開距。國外SF6重合器均采用后者。它的旋弧線圈繞在一金屬弧環(huán)上，靜觸頭位于弧環(huán)中心，動觸頭沿弧環(huán)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(huán)瞬間，電弧將旋弧線圈接人導電回路。線圈產生的磁場方向與弧校成直角關系。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(huán)切向高速旋轉，使電弧不斷與未來電離的冷SF6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。

　　2、應用

　　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。保護配合是重合器應用中的一個關鍵問題。因篇幅所限，此處不作詳述。

　　3、重合器優(yōu)點

　　據國外運行經驗，在配電網絡中使用重合器具有以下優(yōu)點：

　　節(jié)省變電站綜合投資

　　由于重合器有自具功能，可裝在戶外柱上，無需附加控制和操動裝置，可省去操作電源和繼電保護屏，也不必修建配電間，故占地小，土建費用低。

　　提高重合閘成功率

　　采用重合器并適當選擇多次重合(最多3次)方案后，可極大提高重合閘成功率，有效減少線路非故障停電次數。

　　縮小故障停電范圍

　　若無線路分段設備，則線路任一點發(fā)生故障都將造成整條出線全部停電，但線路分段設備同出線開關的配合很重要。變電站采用重合器后，便于與分段器、熔斷器或重合器等其它線路開關設備配合使用，有效地隔離故障線路區(qū)段，將因線路末端或分文線故障造成的停電范圍限制在最小程度。

　　提高運行自動化程度

　　重合器可自動執(zhí)行預先整定的各種多次重合操作順序，無需人力過多于預。此外，許多重合器都配有運動裝置，可接收遙控信號，適應變電站集中遙控、遠方操作的要求。這不僅提高了運行自動化程度，也為變電站無人、少人值班創(chuàng)造了條件。

　　維護工作量小

　　SF6重合器、真空重合器的使用壽命長，維護工作量小不難理解。即使油重合器，通常也可做到操作100次或運行3年檢修一次，比同容量少油斷路器的不檢修周期要長。由于現(xiàn)場的檢修條件和檢修水平有限，許多開關事故往往發(fā)生在檢修之后，故減少維修次數，延長不檢修周期，不僅可減少運行人員工作量，而且可提高設備可靠性。

　　我國在重合器技術方面剛剛起步，運行和制造經驗都很少。在原水電部農電司、生產司和中國電機工程學會農電專委會的組織下，國內許多單位已在重合器技術的推廣應用方面做了大量工作，其基本思想是在農村模式變電站中和中小城市10kV線路上大量推廣重合器，以充分發(fā)揮重合器的上述優(yōu)點。僅以農電為例，據初步估算，采用國產化重合器后，新建農村變電站可較傳統(tǒng)建站方案節(jié)省一次性投資40%以上。若計及降低運行費用，提高供電可靠性，減輕人員工作強度等因素，效益將會更高。因此，許多運行和制造部門對此技術反映積極。據不完全統(tǒng)計，目前國內已有近10家工廠開始研制重合器。

　　4、重合器缺點

　　為慎重穩(wěn)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．與定時限后備保護的配合；

　　4．線路重合器的過負荷問題；

　　5．城網如何采用重合器；

　　6．制造水平和產品質量問題；

　　7．價格問題。