重合器

　　1、分類及特點(diǎn)

　　按相數(shù)分類

　　重合器按相數(shù)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(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，簡單，可靠，耐用。這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于農(nóng)村電網(wǎng)和遠(yuǎn)距離安裝的設(shè)備很重要。因?yàn)檫@些場合下對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修不方便，也不可能很頻繁。此外，對(duì)液壓控制開關(guān)進(jìn)行檢修時(shí)，不需要特殊工具、昂貴儀器和復(fù)雜技術(shù)培訓(xùn)。液壓控制的缺點(diǎn)，是保護(hù)特性無法做到足夠穩(wěn)定、精確和快速，選擇范圍窄，調(diào)整也不方便。整定保護(hù)特性時(shí)，必須停電打開箱體后才能進(jìn)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(jī)械強(qiáng)度限制，這類重合器較難通過熱穩(wěn)定試驗(yàn)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(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)采用同一種油；雙液壓的滅弧絕緣、操作計(jì)數(shù)采用一般變壓器油，而慢速操作中的計(jì)時(shí)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(diǎn)是靈活，功能多，互換性好，保護(hù)特性穩(wěn)定，選擇范圍廣，使用方便。這對(duì)改善保護(hù)配合，提高供電可靠性，簡化現(xiàn)場人員工作，提高運(yùn)行自動(dòng)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(yàn)。其缺點(diǎn)是價(jià)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(chǎn)品為美國Edison公司的ME型控制箱。與集成電路相比，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，元件耐用，維修簡單；其缺點(diǎn)是體積大，功能少，插件多，選擇范圍窄，調(diào)整不便，可靠性較差。以集成電路為基礎(chǔ)的微機(jī)控制于80年代初與SF6氣體同時(shí)應(yīng)用于重合器，其典型產(chǎn)品為ESB型和PMR型重合器。重合器控制所用微機(jī)為單片機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)是體積小，功能強(qiáng)。重合器的分閘電流、重合次數(shù)、操作順序、分閘時(shí)延、重合間隔、復(fù)位時(shí)間等特性的整定，都可簡單地在控制箱上通過微動(dòng)開關(guān)予以整定，使用極為方便。這類重合器正常運(yùn)行時(shí)，套管CT的檢測信號(hào)經(jīng)過隔離變壓器變換為分別反映各相和中性點(diǎn)電流狀態(tài)的模擬量信號(hào)，再經(jīng)整流、濾波后進(jìn)入微處理機(jī)。微處理機(jī)將模擬量變?yōu)閿?shù)字量，并在程序控制下將這些輸入量輪流與快分電流、反時(shí)限時(shí)間、接地動(dòng)作值等整定值逐一比較。當(dāng)輸入的檢測值超過整定值時(shí)，微機(jī)暫停檢測，啟動(dòng)電路接通工作電源，進(jìn)入操作狀態(tài)，按整定的操作順序發(fā)出分閘信號(hào)和重合信號(hào)。線路故障消除或重合器進(jìn)入閉鎖狀態(tài)后，電路又自動(dòng)切除工作電源，進(jìn)入正常檢測狀態(tài)。

　　按滅弧介質(zhì)分，重合器分為油、真空、SF6三類。油重合器均為多油式，運(yùn)行歷史最長。其滅弧室結(jié)構(gòu)有單斷口和雙斷口兩種，一般采用液壓控制。典型產(chǎn)品為OYT型和RX型重合器。油重合器有兩個(gè)固有缺點(diǎn)：(1)因油屬非自恢復(fù)絕緣介質(zhì)，故其維護(hù)較頻繁，至少三年需換油、檢修一次，(2)有火災(zāi)危險(xiǎn)。其它優(yōu)缺點(diǎn)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(shè)計(jì)，典型產(chǎn)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(diǎn)是開斷壽命長，無需檢修，無火災(zāi)危險(xiǎn)。但KFE型重合器采用油絕緣后，便失去了后兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。此外，它并未解決真空滅弧室易截流導(dǎo)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(shù)，它集旋弧式SF6滅弧原理和微機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為一體，反映了當(dāng)前高壓電器領(lǐng)域中強(qiáng)弱電結(jié)合的發(fā)展趨勢(shì)。旋弧式SF6滅弧原理可由兩種結(jié)構(gòu)實(shí)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(dòng)觸頭沿弧環(huán)徑向轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)軸與旋弧線圈一端相連。大電流下動(dòng)、靜觸頭分離時(shí)產(chǎn)生電弧，動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)至弧環(huán)瞬間，電弧將旋弧線圈接人導(dǎo)電回路。線圈產(chǎn)生的磁場方向與弧校成直角關(guān)系。根據(jù)費(fèi)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(zhuǎn)，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(shí)即熄弧。

　　2、應(yīng)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(nèi)作為配電線路的出線保護(hù)設(shè)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(hù)設(shè)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(hù)配合是重合器應(yīng)用中的一個(gè)關(guān)鍵問題。因篇幅所限，此處不作詳述。

　　3、重合器優(yōu)點(diǎn)

　　據(jù)國外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在配電網(wǎng)絡(luò)中使用重合器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　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(dòng)裝置，可省去操作電源和繼電保護(hù)屏，也不必修建配電間，故占地小，土建費(fèi)用低。

　　提高重合閘成功率

　　采用重合器并適當(dāng)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(shù)。

　　縮小故障停電范圍

　　若無線路分段設(shè)備，則線路任一點(diǎn)發(fā)生故障都將造成整條出線全部停電，但線路分段設(shè)備同出線開關(guān)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(guān)設(shè)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(yùn)行自動(dòng)化程度

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

　　維護(hù)工作量小

　　SF6重合器、真空重合器的使用壽命長，維護(hù)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(yùn)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(guān)事故往往發(fā)生在檢修之后，故減少維修次數(shù)，延長不檢修周期，不僅可減少運(yùn)行人員工作量，而且可提高設(shè)備可靠性。

　　我國在重合器技術(shù)方面剛剛起步，運(yùn)行和制造經(jīng)驗(yàn)都很少。在原水電部農(nóng)電司、生產(chǎn)司和中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)農(nóng)電專委會(huì)的組織下，國內(nèi)許多單位已在重合器技術(shù)的推廣應(yīng)用方面做了大量工作，其基本思想是在農(nóng)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(diǎn)。僅以農(nóng)電為例，據(jù)初步估算，采用國產(chǎn)化重合器后，新建農(nóng)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(jì)及降低運(yùn)行費(fèi)用，提高供電可靠性，減輕人員工作強(qiáng)度等因素，效益將會(huì)更高。因此，許多運(yùn)行和制造部門對(duì)此技術(shù)反映積極。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)已有近10家工廠開始研制重合器。

　　4、重合器缺點(diǎn)

　　為慎重穩(wěn)妥推廣這一技術(shù)設(shè)備，尚有以下問題需要研究解決

　　1．對(duì)單相接地故障的處理；

　　2．多次重合是否合適；

　　3．與定時(shí)限后備保護(hù)的配合；

　　4．線路重合器的過負(fù)荷問題；

　　5．城網(wǎng)如何采用重合器；

　　6．制造水平和產(chǎn)品質(zhì)量問題；

　　7．價(jià)格問題。