摘要：配网自动化的一个重要工作就是配电线路自动化。当配电线路出现故障时，要进行快速判断，排除故障段，保证非故障段的正常运行，减少停电范围。重合器与跌落式分段器配合使用可以有效的隔离故障区段95％以上，既提高了供电的可靠性又提高了社会和经济效益，为配网自动化打下坚实的基础。

关键词：重合器　分段器　配网自动化 应用

重合器是用于配电网自动化的一种智能化开关设备，它本身具有控制及保护功能。它能检测故障电流并能够按照预定的开断和重合顺序在交流线路中自动进行开断和重合操作，并在其后自动复位和闭锁。重合器可按预先整定的动作顺序进行多次分、合的循环操作，一般有4次的快、慢组合的分闸、合闸。重合器具有定时限及反时限两种保护。

重合器有电流-时间型和电压-时间型两种。反映故障电流跳闸后能重合的称为电流-时间型。这种重合器既做保护跳闸用，又能实现1～3次重合闸。电压-时间型重合器是线路失压分闸，来电后延时重合闸。电压-时间型重合器多用在环网中，作为联络重合器。

分段器是配电网中用来隔离故障线路区段的自动开关设备，它一般与重合器或断路器或熔断器相配合，串联于重合器与断路器的负荷侧，在无电压或无电流情况下自动分闸。分段器按识别故障的原理不同，可分为"过流脉冲计数型"(电流一时间》型和"电压-时间型"两大类。电流-时间型分段器通常与前级开关设备（重合器或断路器）配合使用，它不能开断短路电流，但具有"记忆"前级开关设备开断故障电流动作次数的能力。电压-时间型重合式分段器是凭借加压或失压的时间长短来控制其动作，失压后分闸，加压后合闸或闭锁。

1　重合器与分段器在辐射网中的应用

重合器与分段器配合根据用户负荷，配电线路的不同结构有不同的组合。图1以辐射网为例，说明电流-时间型重合器与跌落式过流脉冲计数型分段器在线路出现故障时的动作过程。

图1　重合器与分段器在辐射网中的应用

图1中变电所出口短路电流为1400A，设S_j=100MVA,Uj=10.5kV,L₁段导线为LGJ-95，线路长为4km，变压器总的电抗标幺值为0.91×10^-3；L₂段导线为LGJ-70，线路长为2km，变压器总的电抗标幺值为0.735×10^-3；L₅段导线为LGJ-50，线路长为3.5km，变压器总的电抗标幺值为0.16×10^-3。根据以上参数，得出该线路各点的最大及最小短路电流值及各分支线路的额定电流。L₅段末梢短路电流最大值为819A，最小值为709A；L₂段末梢短路电流最大值为1068A，最小值为925A。变电所出口的额定电流为307.2A，L₂段线路出口额定电流为50A，L₅段线路出口额定电流为108.6A。

图中所选两台重合器的t-I特性曲线见图2，A曲线的纵坐标表示的是实际动作时间的最大值，而慢速特性曲线按故障通流时间平均值作为纵坐标绘制，一般误差不大于±10％，横坐标为最小脱扣整定电流的倍数，曲线的起点对应最小动作电流值和动作时间。IRM₁为变电所内重合器，OSM₁为户外重合器，均为电流-时间型。IRM₁整定为一快三慢（1A3C），启动电流设定为400A。OSM₁整定为二快二慢（2A2B），启动电流设定为200A。重合器的启动电流值一般设定为额定电流的1.3～1.6倍，且启动电流必须躲过励磁涌流。重合间隔时间均为2s。F₁、F₃、F₄、F₅为计数次数

图2　重合器t－I特性曲线

为2次4分段器，F₂为计数资数为3资助的分段器。

如果D₁处发生短路故障，短路电流最小值为709A，达到重合器的启动电流值。若为瞬时性故障，由图2所示，变电所出口重合器IRM₁及线路重合器OSM₁均按快曲线（A曲线）动作一次，（重合器IRM₁与OSM₁的启动电流不同，重合器IRM₁的动作时间为0.07s，重合器OSM₁的动作时间为0.05s，但IRM₁与OSM₁的动作时间均为毫秒级，在动作时间上很难区分动作先后，所以只能按快慢曲线区分重合器的动作顺序。分段器F₂、F₄由于没有达到整定的计数次数仍处于合闸状态，2s后重合，恢复线路供电。若为永久性故障，线路重合器OSM₁再次按快曲线动作，变电所内重合器IRM₁由于设定的是慢曲线（C曲线）不动作，分段器F₄达到整定的计数次数分闸跌落，隔离故障区段，2s后线路重合器OSM₁重合，恢复线路其它段的供电。

图3　重合器与分段器在环网中的应用

如果D₂处发生短路故障，短路电流的最小值为925A，达到重合器的启动电流值。若为瞬时性故障，由图2所示，变电所出口重合器IRM₁按快曲线动作一次，分段器F₅没有达到整定的计数次数仍处于合闸状态，重合器IRM₁经2s后重合，恢复线路供电。若为永久性故障，变电所出口重合器按慢曲线（C曲线）再次跳闸，分段器F₅达到整定的计数次数分闸跌落，隔离故障区段，2s后重合器重合恢复其它线路供电。变电所出口重合器第一次动作设定为快曲线的目的是消除瞬时性故障，保护线路设备。

2　重合器与分段器在环网中的应用

随着配电自动化及电力市场的迅速发展，环网式网络结构已成为近几年来发展的主要趋势。以图3为例，正常运行时联络重合器不接通，两个变电所的主干线建立起相互备用的联络关系。而图3的环网结构适用于在配网自动化改造中只建立简单的通讯系统，资金投入不多的地区。在通讯系统比较发达的地区，建议使用带后台控制的环网结构，带后台控制的环网结构自动化及通讯水平比较高，日本等发达国家在20世纪90年代就已实现配电系统自动化。

如图3所示，A、B为两个变电所，正常情况下，IRM₁、OSM₁、OSM₃、IRM₂、F₁、F₂、F₃处于合闸状态。重合器IRM₁、IRM₂为电流-时间型户内重合器，设定为一快三慢（1A3C），重合间隔为2s。OSM₁、OSM₂、OSM₃为电压-时间型户外重合器，OSM₁、OSM₃的合闸顺延时差为3s，两次合闸不成功闭锁。OSM₂为联络重合器，线路正常情况下处于分闸状态设定为一次合闸不成功闭锁。F₁为计数次数2次的分段器，F₂、F₃为计数次数1次的分段器。

如果D₁处发生故障，出口重合器IRM₁执行快曲线动作一次，重合器OSM₁、OSM₂检测到线路失压，OSM₁分闸，分段器F₂达到整定的计数次数分闸跌落，2s后重合器IRM₁重合，重合器OSM₁延时3s重合，恢复线路其它部分供电。如果D₂处发生故障，若为瞬时性故障，出口重合器IRM₁执行快曲线动作一次，重合器OSM₁、OSM₂检测到线路失压，OSM₁分闸，分段器F₁没有达到整定的计数次数仍处于合闸状态。若为永久性故障，出口重合器IRM₁再次分闸，重合器OSM₁再次检测到线路失压分闸，分段器F₁达到整定的计数次数分闸跌落隔离故障区段，重合器合闸成功后，恢复其它线路供电。

如果D₃处发生永久性故障，重合器IRM₁分闸，最终闭锁。重合器OSM₁随即脱离原状态改为一次合闸不成功闭锁，重合器OSM₂在比OSM₁稍长的时限合闸，L₁段线路由B所反送电，重合器OSM₁由于合在故障点上而分闸闭锁。L₂段及分支线路由B所供电。

如果D₄处发生永久性故障，出口重合器IRM₁执行快曲线分闸，重合器OSM₁、OSM₂检测到线路失压，OSM₁分闸，经2s后重合器IRM₁重合，重合器OSM₁延时3s合在故障点上，最终分闸闭锁。联络重合器OSM₂延时合闸，由于故障没有消除最终分闸闭锁。

3　结论

重合器使用历史较长，功能完善，由于其具有重合闸的成功率高，综合投资少，与分段器配合可以消除瞬时性故障，最大可能的缩小停电范围，维修工作量少，设备安全可靠等优点，在配电自动化中有较大的使用价值。