0 引言
输电线路是电力系统电能输送的主要设施，输电线路多位于野外，野外环境恶劣，输电线路容易发生短路。线路一旦短路，若没有采取预防与补救措施，会造成电气火灾，烧毁输电线路及电气设备，还可能引发大面积火灾。虽然在母线上加装继电保护装置可在电路发生短路时跳开线路两侧的断路器，但这种保
护线路及设备的方式会引发大面积停电，给国民生活及工业控制带来影响 [1]。对此，一般采用在线路安装三相一次重合闸与继电保护装置相配合的方式来提高输电线路运行的可靠性。
1 三相一次重合闸在电力系统中的作用
经研究，线路发生的短路故障分为瞬时性故障和长久性故障两种。其中，输电线路上受到风摇晃树枝等自然条件影响，会发生瞬时性短路故障，瞬时性短路故障占总线路短路故障的 90%。瞬时性短路故障会造成输电线路瞬间短路，继电保护装置会将输电线路两端断路器跳闸，输电线路上的电弧消失，空气恢复绝缘水平。此时，应用三相一次重合闸装置可以自动合上两端断路器，让电力系统恢复正常运行。三相一次重合闸作用的时间非常短，在 220 ～ 500 kV 的发电厂出线或密集型电网线路上，检查无电压时的重合闸时间一般整定为 10 s，重合闸的成功率在 80% 以
上。当断路器由于瞬时故障跳闸之后，重合闸能自动将断路器重新合闸，提高了整个电力系统的运行可靠性 [2]。
2 三相一次重合闸与继电保护的配合方式
在电力系统中，三相一次重合闸与继电保护关系极为密切，如果二者能够合理配合，当电路发生短路故障时，可以尽快跳闸；当故障消失时，可以尽快重
合闸，使停电时间*短，同时能快速高程度地保护线路，保证线路安全可靠运行。三相一次重合闸与继电保护有重合闸前加速与重合闸后加速两种配合方式 [3]。
2.1 重合闸前加速
重合闸前加速保护原理如图 1 所示。在线路 AB、BC、CD 段分别装设了过电流保护装置，时限按靠近电源的 A 侧的时限大于线路末端的 D 侧的原则，按阶梯原则整定。在靠近电源侧的 A 侧，线路上还装设了Ⅰ段保护和三相一次重合闸装置。Ⅰ段保护动作值整定时，Ⅰ段保护的线路保护长度（动作范围）不能太长，其动作电流整定时要躲过变压器低压侧短路的*大短路电流。
当同一电压的输电线路、母线（A 侧的母线除外）或变压器高压侧发生故障短路时，A 侧线路Ⅰ段保护（无选择性电流速断保护）瞬时将 QF1 跳闸。此时，装在 A 处的保护装置退出Ⅰ段保护，然后三相一次重合闸启动，重合闸成功，若重合闸线路存在瞬时性故障，此时故障消失，线路恢复正常工作；若重合闸线路存在长久性故障，则继电保装置启动Ⅱ段保护（带时限电流保护），再次跳开 QF1，重合闸不再启动。
实现重合闸前加速时，需要利用重合闸装置中具有延时返回功能的加速继电器 KAC 及接通 XB1 和XB2 的 1-2 线路，如图 2 所示。
当线路发生故障时，线路Ⅰ段保护动作，启动时间继电器 KT2，KT2 瞬时接点闭合，按照电源正极→KT2 瞬时接点→ KAC 动合触点→ XB1 → KPJL 串联线
圈→ QF → KTC →电源负极的顺序，启动加速继电器KTC，使断路器跳闸，保护是瞬时动作的。如果发生长久性故障，保护再次启动，但 KT2 的瞬时触点已不能通过 KAC 的动合触点瞬时跳闸，而是通过瞬时动合触点和 XB2 的 1-2 线路使 KAC 自保持，只有当 KT2的延时触点闭合后，才能跳闸，即重合闸后，保护是有选择性地动作的。
2.2 重合闸后加速
重合闸后加速的保护原理如图 3 所示。在 AB、BC、CD 线路上，都装有继电保护和重合闸装置。如果其中某一线路上发生故障，首先由存在故障的线路的保护装置启动Ⅱ段保护，跳开所在线路的断路器，将故障切除；然后存在故障的线路的重合闸装置启动，将线路重新投入，同时具有选择性保护的延时部分退出工作。
如果故障是瞬时性的，重合闸成功，线路供电将恢复正常；如果故障是长久性的，存在故障线路的继电保护将加速动作，跳开断路器，立即再次切除故障。后加速电路与前加速电路相似，只需要把图 2 中的连接片 XB1 打开，XB2 的 1-3 线路位置接通即可，如图 4所示。
当线路发生故障时，故障线路保护动作，启动时间继电器 KT2。KT2 的瞬时触点回路被 XB1 打开，只能按照选择性的配合原则，待 KT2 的延时触点闭合后，才能接通 KTC，使断路器跳闸。如果是长久性故障，故障线路保护的主继电器立即动作，启动 KT2，其瞬时触点闭合，立即接通断路器的跳闸回路，即按照电源正极→ KT2 瞬时触点→ KAC 动合触点→ XB2 的1-3 线路→ KPJL 串联线圈→ QF → KTC →电源负极的顺序启动 KTC，使断路器立即跳闸，实现了重合闸的后加速故障切除。
重合闸前加速的工作特点是**次启动的是Ⅰ段保护（不带延时，速度快），**次启动的是Ⅱ段保护（带延时，速度慢）；重合闸后加速的特点恰好相反，**次启动的是Ⅱ段保护，**次启动的是Ⅰ段保护。故重合闸前加速的特点是前快后慢，重合闸后加速的特点是前慢后快。
3 三相一次重合闸前加速与后加速的保护动作实验
3.1 三相一次重合闸前加速保护动作实验
实验平台（模拟平台）一次系统原理图如图 5 所示。其中，保护装置的主要功能是三相一次重合闸（检无压、同期、不检），重合闸加速保护的一段定值可分别独立整定（可选前加速或后加速），可以进行低电压闭锁的三段式定时限方向过流保护、零序过流保护等。模拟系统本身不提供短路电流，需由继电保护测试仪提供故障量。实验时要断开保护装置与模拟系统的电流和电压连线，将继电保护测试仪与保护装置连接，具体实验步骤如下。
（1）继电保护测试仪的电流输出和电压输出分别接入保护装置的电流通道和电压通道，同时将保护跳闸接点和重合接点接入继电保护测试仪的开关量输入通道。继电保护测试仪在输出故障状态时，会实时捕捉两个开关量的变位情况。保护跳闸后，继电保护测试仪恢复输出正常量。保护重合闸后，如果是瞬时性故障，装置输出正常量；如果是长久性故障，装置再次输出故障量，待到保护**次跳闸（永跳）后，再输出正常量。
（2）将保护装置的Ⅰ段电流保护定值整定为 6 A，动作时间为 0 s；Ⅱ段电流保护定值整定为 4 A，动作时间为 0.5 s；Ⅲ段电流保护定值整定为 2 A；动作时间为 1.5 s；重合加速段动作值整定为 2 A，动作时间为 0 s；低电压闭锁定值整定为 60 V（线电压）。
（3）将重合闸功能投入，加速方式选择为前加速，重合时间整定为 1 s。
（4）将继电保护测试仪控制方式设置为接点控制，故障性质设置为长久性故障，故障类型设置为三相故障，故障电流整定为 5 A，故障电压整定为 40 V。
（5）合上模拟断路器 QF，重合闸进入充电状态。
（6）按下继电保护测试仪的“确认”按钮，继电保护测试仪即显示出故障时的各相故障电流、电压，检查数据是否正确。
（7）检查无误后，按下“故障前”按钮，继电保护测试仪输出正常时的各相对称电压，此时各相电压为 57.7 V、电流为 0 A。
（8）确认重合闸充满电后，按下“故障”按钮，继电保护测试仪进入输出故障状态。
（9）记录保护装置的动作过程及现象，正确的动作过程应为：故障发生后，保护瞬时动作，跳开模拟断路器 QF，1 s 后重合闸出口；合上模拟断路器 QF，0.5 s后Ⅱ段电流保护动作，跳开模拟断路器 QF。
（10）将保护装置和继电保护测试仪复位，重新合上模拟断路器 QF，重合闸重新充电。
（11）将继电保护测试仪故障性质设置为瞬时性故障，重复（6）～（8）实验步骤。
（12）记录保护装置的动作过程及现象，正确的动作过程应为：故障发生后，保护瞬时动作，跳开模拟断路器 QF，1 s 后重合闸出口；合上模拟断路器 QF，保护装置不再动作。
3.2 三相一次重合闸后加速保护动作实验
实验步骤与前加速的步骤相同，只需将加速方式选择为后加速。正确的动作过程应为：对于长久性故障，故障发生后，Ⅱ段电流保护动作，0.5 s 后跳开模拟断路器 QF，1 s 后重合闸出口，合上模拟断路器 QF，加速段电流保护动作，瞬时跳开模拟断路器 QF；对于瞬时性故障，故障发生后，Ⅱ段电流保护动作，0.5 s 后跳开模拟断路器 QF，1 s 后重合闸出口，合上模拟断路器 QF，保护装置不再动作。
4 总结
重合闸前加速的优点是只需 1 套三相一次重合闸装置，动作快，接线简单，瞬时性故障来不及发展成长久性故障就消失了。但缺点是当线路发生长久性故
障时，故障再次切除的时间比较长，装有重合闸装置的断路器会多次发生动作，断路器、三相一次重合闸可靠性会下降，拒绝合闸时，停电范围将扩大。重合闸前加速主要用于 35 kV 及以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路，用于快速切除故障，保证母线电压不会过多下降。
重合闸后加速的优点是保护**动作是有选择性地切除故障线路，不会将没有故障的线路也切除，避免了停电面积扩大。尤其在高压电网中，不允许**
次无选择性动作。针对长久性故障，后加速能够保证有选择性将故障快速切除。重合闸后加速在应用中不受输电线路结构及负荷条件的限制，但缺点是保护**次切除故障时会带有延时，会导致瞬时性故障发展成长久性故障。而且加速的成本也远远高于前加速，每个断路器要装设 1 套重合闸装置。重合闸后加速主要用于 35 kV 以上电压等级的输电网络，对为重要负荷供电的输电线路，也需应用重合闸后加速。
