重合器

　　1、分类及特点

　　按相数分类

　　重合器按相数分有单相、三相式；按安装方式分有柱上型、水下型、地面型、地下型；按分闸能源分有串联分闸、并联分闸等。按控制方式分，有液压控制和电子控制两类。液压控制的主要优点是经济，简单，可靠，耐用。这些优点对于农村电网和远距离安装的设备很重要。因为这些场合下对设备进行检修不方便，也不可能很频繁。此外，对液压控制开关进行检修时，不需要特殊工具、昂贵仪器和复杂技术培训。液压控制的缺点，是保护特性无法做到足够稳定、精确和快速，选择范围窄，调整也不方便。整定保护特性时，必须停电打开箱体后才能进行。此外，液压控制重合器采用串联于主回路中的分闸线圈检测线路过电流，受线圈的机械强度限制，这类重合器较难通过热稳定试验的考核。

　　按控制分类

　　重合器的液压控制分为单液压系统和双液压系统。单液压的灭弧、绝缘、操作计数、计时采用同一种油；双液压的灭弧绝缘、操作计数采用一般变压器油，而慢速操作中的计时采用一种特殊的航空油，其粘滞性较稳定，被密闭于封闭系统中。前者用于早期的单相重合器和小容量三相重合器；后者多用于较大容量三相多油重合器。

　　电子控制方式的优点是灵活，功能多，互换性好，保护特性稳定，选择范围广，使用方便。这对改善保护配合，提高供电可靠性，简化现场人员工作，提高运行自动化程度意义很大。此外，这类重合器通过在其顶盖上的套管式CT检测线路过电流，主回路中无串联线圈，故易于通过热稳定试验。其缺点是价格略贵，所要求的维修水平较高。

　　电子控制式有分立元件电路和集成电路两种。分立式电子电路用于重合器控制始于60年代，典型的产品为美国Edison公司的ME型控制箱。与集成电路相比，其优点是价格便宜，元件耐用，维修简单；其缺点是体积大，功能少，插件多，选择范围窄，调整不便，可靠性较差。以集成电路为基础的微机控制于80年代初与SF6气体同时应用于重合器，其典型产品为ESB型和PMR型重合器。重合器控制所用微机为单片机，其主要优点是体积小，功能强。重合器的分闸电流、重合次数、操作顺序、分闸时延、重合间隔、复位时间等特性的整定，都可简单地在控制箱上通过微动开关予以整定，使用极为方便。这类重合器正常运行时，套管CT的检测信号经过隔离变压器变换为分别反映各相和中性点电流状态的模拟量信号，再经整流、滤波后进入微处理机。微处理机将模拟量变为数字量，并在程序控制下将这些输入量轮流与快分电流、反时限时间、接地动作值等整定值逐一比较。当输入的检测值超过整定值时，微机暂停检测，启动电路接通工作电源，进入操作状态，按整定的操作顺序发出分闸信号和重合信号。线路故障消除或重合器进入闭锁状态后，电路又自动切除工作电源，进入正常检测状态。

　　按灭弧介质分，重合器分为油、真空、SF6三类。油重合器均为多油式，运行历史最长。其灭弧室结构有单断口和双断口两种，一般采用液压控制。典型产品为OYT型和RX型重合器。油重合器有两个固有缺点：(1)因油属非自恢复绝缘介质，故其维护较频繁，至少三年需换油、检修一次，(2)有火灾危险。其它优缺点与前述液压控制式相似。

　　真空灭弧室于60年代用于重合器设计，典型产品为KFE型重合器。它将真空泡置于油箱“中，以便用于户外；并采用电子控制。真空灭弧室的优点是开断寿命长，无需检修，无火灾危险。但KFE型重合器采用油绝缘后，便失去了后两个优点。此外，它并未解决真空灭弧室易截流导致过电压问题和滑相问题。

　　电子控制SF6重合器是80年代发展起来的新技术，它集旋弧式SF6灭弧原理和微机技术的优点为一体，反映了当前高压电器领域中强弱电结合的发展趋势。旋弧式SF6灭弧原理可由两种结构实现，一是插入式，变开距；一是刀闸式，定开距。国外SF6重合器均采用后者。它的旋弧线圈绕在一金属弧环上，静触头位于弧环中心，动触头沿弧环径向转动，其转轴与旋弧线圈一端相连。大电流下动、静触头分离时产生电弧，动触头转至弧环瞬间，电弧将旋弧线圈接人导电回路。线圈产生的磁场方向与弧校成直角关系。根据费来明定律，弧柱在磁场作用下，以静触头为轴心，沿弧环切向高速旋转，使电弧不断与未来电离的冷SF6气体接触。以气体电离方式释放弧柱能量，降低弧柱温度，以便在电弧电流第一次过零时即熄弧。

　　2、应用

　　国外使用重合器已有近50年历史。一般将其用在变电所内作为配电线路的出线保护设备，或用在配电线路中部和重要分支线入口作为线路分段保护设备。在不同使用场合中，重合器可能需同熔断器、分段器、断路器或其它重合器配合使用。保护配合是重合器应用中的一个关键问题。因篇幅所限，此处不作详述。

　　3、重合器优点

　　据国外运行经验，在配电网络中使用重合器具有以下优点：

　　节省变电站综合投资

　　由于重合器有自具功能，可装在户外柱上，无需附加控制和操动装置，可省去操作电源和继电保护屏，也不必修建配电间，故占地小，土建费用低。

　　提高重合闸成功率

　　采用重合器并适当选择多次重合(最多3次)方案后，可极大提高重合闸成功率，有效减少线路非故障停电次数。

　　缩小故障停电范围

　　若无线路分段设备，则线路任一点发生故障都将造成整条出线全部停电，但线路分段设备同出线开关的配合很重要。变电站采用重合器后，便于与分段器、熔断器或重合器等其它线路开关设备配合使用，有效地隔离故障线路区段，将因线路末端或分文线故障造成的停电范围限制在最小程度。

　　提高运行自动化程度

　　重合器可自动执行预先整定的各种多次重合操作顺序，无需人力过多于预。此外，许多重合器都配有运动装置，可接收遥控信号，适应变电站集中遥控、远方操作的要求。这不仅提高了运行自动化程度，也为变电站无人、少人值班创造了条件。

　　维护工作量小

　　SF6重合器、真空重合器的使用寿命长，维护工作量小不难理解。即使油重合器，通常也可做到操作100次或运行3年检修一次，比同容量少油断路器的不检修周期要长。由于现场的检修条件和检修水平有限，许多开关事故往往发生在检修之后，故减少维修次数，延长不检修周期，不仅可减少运行人员工作量，而且可提高设备可靠性。

　　我国在重合器技术方面刚刚起步，运行和制造经验都很少。在原水电部农电司、生产司和中国电机工程学会农电专委会的组织下，国内许多单位已在重合器技术的推广应用方面做了大量工作，其基本思想是在农村模式变电站中和中小城市10kV线路上大量推广重合器，以充分发挥重合器的上述优点。仅以农电为例，据初步估算，采用国产化重合器后，新建农村变电站可较传统建站方案节省一次性投资40%以上。若计及降低运行费用，提高供电可靠性，减轻人员工作强度等因素，效益将会更高。因此，许多运行和制造部门对此技术反映积极。据不完全统计，目前国内已有近10家工厂开始研制重合器。

　　4、重合器缺点

　　为慎重稳妥推广这一技术设备，尚有以下问题需要研究解决

　　1．对单相接地故障的处理；

　　2．多次重合是否合适；

　　3．与定时限后备保护的配合；

　　4．线路重合器的过负荷问题；

　　5．城网如何采用重合器；

　　6．制造水平和产品质量问题；

　　7．价格问题。