什么是三相重合闸

三相重合闸是电力系统中一种关键的自动控制装置，主要用于架空输电线路。当线路发生瞬时性故障（如雷击、鸟害）时，它能迅速切断故障电流，并在预设的短暂延时后自动重新合闸，从而快速恢复供电，极大地提升了电网的供电可靠性与运行稳定性。本文将深入解析其工作原理、核心类型、配置逻辑以及与单相重合闸的区别。

       在现代电力系统的庞大网络中，供电的连续性与稳定性是衡量其现代化水平的核心指标。架空输电线路暴露于自然环境中，不可避免地会遭受雷击、大风、异物短路等各类瞬时性故障的侵扰。如果每次故障都导致线路永久性停电，等待人工排查与恢复，其造成的经济损失与社会影响将是难以估量的。为此，一种名为“自动重合闸”的智能保护技术应运而生，而“三相重合闸”正是其中一种基础且至关重要的应用模式。它如同一位不知疲倦的忠诚卫士，在故障发生时果断行动，在危险消除后迅速恢复，默默守护着电网的“血脉”畅通。

       本文旨在对“三相重合闸”进行一次全面而深入的剖析。我们将从其基本定义与核心价值出发，逐步深入到其工作原理、不同类型的区分、关键参数的整定，并探讨其在实际应用中的优势与局限。通过这篇超过四千字的详尽阐述，您将能够系统地理解这一技术如何成为现代电网不可或缺的“自愈”能力之一。

一、 三相重合闸的基本定义与核心作用

       三相重合闸，顾名思义，是指当输电线路发生故障时，不论故障性质与相别，继电保护装置都会动作，驱动断路器将线路的三相（即A相、B相、C相）同时断开。在断路器跳闸之后，经过一个预先设定好的、非常短暂的时间间隔（通常为0.3秒至1秒），重合闸装置会自动发出指令，令断路器再次将三相同时重新合上，尝试恢复供电。

       它的核心作用基于一个重要的统计事实：在高压及超高压架空线路发生的所有故障中，有大约百分之八十至百分之九十属于“瞬时性故障”。这类故障的特点是，故障原因（如雷击电弧、飘挂的导电物体）会在断路器跳闸、电弧熄灭后自行消失，故障点绝缘能够自行恢复。因此，在故障消失后立即重新投入线路，有极大的概率可以成功恢复供电，避免了不必要的长时间停电。其价值主要体现在：极大提升供电可靠性，减少停电时间与范围；保持电网结构的完整性与并列运行的稳定性；弥补断路器或保护装置可能发生的误动作，提供一次纠正机会。

二、 瞬时性故障与永久性故障的辩证关系

       要深刻理解三相重合闸的意义，必须区分“瞬时性故障”与“永久性故障”。瞬时性故障，如前所述，是暂时性的绝缘破坏。而永久性故障则意味着线路的绝缘遭到了实质性、不可逆的损坏，例如倒杆断线、设备内部绝缘击穿等，故障点即使断电也无法自行恢复绝缘。

       三相重合闸的设计逻辑，正是建立在对瞬时性故障的高成功率应对之上。对于永久性故障，重合闸动作后，线路会再次接通故障点，保护装置会立即再次动作跳开断路器。此时，重合闸装置通常会“闭锁”，不再进行第二次重合，从而将故障线路彻底隔离，避免对电网和设备造成二次冲击。这个过程清晰地表明，重合闸是一次“智能的尝试”，其成功与否取决于故障的本质。

三、 三相重合闸的典型工作流程解析

       一个完整的重合闸周期，可以分解为一系列逻辑严密的步骤。首先，线路正常运行，重合闸装置处于“充电”准备状态，这通常需要一个10到25秒的充电时间，确保其准备好一次动作。当线路发生故障，继电保护装置（如电流速断、距离保护）迅速检测到异常并发出“跳闸”命令。断路器执行命令，三相同时断开，线路失压。这个跳闸信号同时会启动重合闸的“启动”回路。

       启动后，重合闸装置开始计时，进入“延时”阶段。这个延时至关重要，其目的是给予故障点电弧足够的去游离和绝缘恢复时间。延时结束后，装置发出“合闸”命令，断路器三相同时重新闭合。如果故障是瞬时性的，线路合闸成功，恢复正常供电，重合闸装置重新开始“充电”，为下一次可能的动作做准备。如果故障是永久性的，保护装置将再次瞬间动作跳闸，此次跳闸信号会使重合闸“放电”并闭锁，不再动作，等待运维人员检修。

四、 核心构成：三相一次重合闸与三相多次重合闸

       根据重合次数的不同，三相重合闸主要分为两种类型。“三相一次重合闸”是应用最广泛的配置。它的逻辑是：只进行一次重合尝试。若重合于永久性故障再次跳闸后，便永久闭锁。这种模式简单可靠，因为统计表明，绝大多数瞬时性故障在第一次重合后即可消除，多次重合对成功率的提升有限，却可能加剧设备损伤和系统冲击。

       而“三相多次重合闸”（如二次重合闸）则会在第一次重合失败跳闸后，经过一个更长的延时（例如数十秒），进行第二次甚至第三次重合尝试。这主要针对某些具有特殊性的线路，例如雷电活动异常强烈的山区线路，或带有大型电动机负荷的线路（考虑电动机反馈影响）。但由于多次重合可能扩大事故、损坏设备，其应用需经过严格论证，在现行规程中已很少采用。

五、 无压检定与同期检定的关键配置逻辑

       这是三相重合闸在双侧电源线路上（即线路两端连接着不同的系统或电源）必须考虑的核心逻辑。如果线路跳闸后，两端断路器不同时重合，可能造成非同期合闸，产生巨大的冲击电流，危及设备与系统稳定。因此，需要设置检定条件。

       通常采用“一侧检无压，另一侧检同期”的配合方式。线路跳闸后，指定一侧（如变电站甲）的断路器重合闸装置会“检定线路无电压”，即确认对侧断路器确实已断开，线路处于无电状态，然后率先重合。重合成功后，线路带电。此时，另一侧（变电站乙）的断路器重合闸装置则“检定同期”，即检测本侧母线电压与线路电压的幅值、频率、相位差是否在允许范围内。只有在满足同期条件时，它才会发出合闸命令，从而实现平稳的并列运行。这种配置确保了重合过程的有序与安全。

六、 与单相重合闸的核心区别及应用场景

       这是理解重合闸技术演进的关键。三相重合闸是“跳三相，重合三相”。而“单相重合闸”主要用于220千伏及以上电压等级的超高压、特高压输电系统。当线路发生单相接地故障（最常见故障类型）时，保护装置会精准地只跳开故障相断路器，另外两非故障相继续保持运行，然后经过延时只重合故障相。这期间，系统通过健全的两相仍能维持部分功率传输，极大地提高了系统暂态稳定性和供电连续性。

       两者应用场景泾渭分明。三相重合闸结构简单，经济可靠，广泛应用于110千伏及以下电压等级的配电网和部分输电网络。而单相重合闸技术复杂，需要专门的选相元件和更复杂的控制逻辑，其核心优势在于保障大电网稳定，主要用于对稳定性要求极高的骨干网架。

七、 重合闸前加速与后加速保护策略

       这是重合闸与继电保护配合的经典策略。“前加速”又称“瞬时加速”，通常用于辐射状配电网络中。其做法是：无论线路何处故障，靠近电源侧的断路器都无延时瞬时跳闸，随即重合。若重合于永久性故障，则保护按原有阶梯时限有选择性地跳开相应断路器。前加速能最快切除故障，但可能扩大停电范围。

       “后加速”则更为常用。当线路故障时，保护按固有选择性时限动作跳闸。重合闸动作后，如果是瞬时性故障则成功；如果是重合于永久性故障，则加速保护动作（通常是取消时限，瞬时动作）再次跳闸。后加速既保证了第一次跳闸的选择性，不扩大停电，又在重合于永久故障时实现了快速切除，是一种兼顾了选择性与速动性的优良配合方式。

八、 重合闸启动方式的多样性

       重合闸装置需要可靠的启动信号才能开始计时。常见的启动方式有三种。一是“保护启动”，即由线路继电保护的动作信号来启动，这是最直接可靠的方式。二是“断路器位置不对应启动”，即通过检测断路器控制开关在“合后”位置，而断路器实际在“分闸”位置这种“不对应”状态来启动。这种方式即使在保护拒动时，也能通过断路器误跳闸（如人员误碰）启动重合，提高了可靠性。三是“混合启动”，即综合以上两种方式，任一条件满足即可启动，安全性最高。

九、 重合闸时限的科学整定原则

       重合闸时限，即从断路器跳闸到发出合闸命令的延迟时间，其整定需综合考虑多重因素。首要因素是确保故障点电弧可靠熄灭、空气绝缘强度充分恢复。对于不同的电压等级和介质，所需的最短去游离时间不同。其次，要考虑到断路器本身的操作性能，如灭弧室恢复绝缘能力、操作机构准备好再次合闸所需时间。此外，在双侧电源线上，还需考虑线路两侧重合闸时限的配合，通常检同期侧要比检无压侧多一个“时间级差”，以确保检无压侧先合成功。

十、 对电力系统稳定性的深刻影响

       三相重合闸对维持系统暂态稳定功不可没。当线路因故障断开，系统原有的功率平衡被打破，发电机组面临加速失步的风险。快速重合闸能在系统失去稳定之前，迅速恢复线路连接，重新建立功率传输通道，将摇摆的发电机拉回同步状态。尤其是在单回联络线上，其稳定效果更为显著。当然，如果重合于永久性故障，相当于系统遭受第二次冲击，对稳定性不利，这也是为何重合闸成功率必须保持在高位的原因。

十一、 在电缆线路中应用的审慎态度

       需要特别指出的是，三相重合闸主要针对架空线路。对于电缆线路，其故障性质与架空线截然不同。电缆的绝缘是永久性封装，一旦发生击穿，几乎百分之百是永久性故障，绝缘无法自行恢复。因此，对电缆线路采用重合闸，几乎注定会重合于永久故障，造成二次冲击，可能使故障扩大（如相间短路），严重损坏电缆本体。故现行规程通常规定，纯电缆线路或电缆与架空线混合线路中以电缆为主的区段，不宜或禁止装设自动重合闸。

十二、 与自动分段开关的协同配合

       在配电网自动化系统中，三相重合闸常与柱上自动分段开关（又称“看门狗”）协同工作。其典型模式是：变电站出口断路器配置三相一次重合闸。线路上分段开关配置一次或多次“重合闸延时”。当线路远端发生故障，变电站断路器跳闸，全线停电。变电站断路器第一次重合，恢复送电。若故障在线路首段，重合失败则断路器再次跳闸并闭锁。若故障在线路中后段，变电站重合成功，电源送至分段开关。故障点所在区段前端的开关因检测到故障电流而分闸隔离故障，其后的开关因失压而分闸。通过分段开关的延时合闸逻辑，可逐级恢复非故障区段的供电，实现故障自动隔离与非故障区域自动恢复，这是现代智能配电网的核心功能之一。

十三、 数字化与智能化的演进趋势

       随着智能变电站和配网自动化的普及，重合闸技术也走向数字化与智能化。传统的电磁式或晶体管式装置已被基于微处理器的数字式保护测控一体化装置完全取代。智能化的重合闸可以根据实时采集的故障电流波形、电压暂降特征，更智能地判断故障性质（瞬时性或永久性）的概率，甚至实现自适应重合闸，即动态调整重合闸时限或策略。此外，通过广域测量信息，系统可以综合判断全网状态，做出最优的重合闸决策，避免盲目重合对薄弱环节的冲击。

十四、 运行维护中的关键注意事项

       为确保三相重合闸可靠动作，日常运维至关重要。需定期校验重合闸装置的充电时间、动作时限、启动逻辑是否准确。检查断路器操作机构的健康状况，确保其能够可靠执行连续的“分-合-分”操作循环。对于检无压/检同期回路，要校验电压抽取装置的准确性。在新线路投运或检修后，必须进行带负荷测试，验证保护与重合闸逻辑的正确性。同时，运行规程中应明确列出禁止投入重合闸的情况，如断路器检修、线路带电作业、已知线路存在永久性缺陷时等。
十五、 对继电保护专业人员的意义

       对于继电保护专业人员而言，深刻理解三相重合闸不仅是掌握一项装置原理，更是建立系统级保护观念的重要一环。它要求保护人员必须跳出单一装置的局限，从整个一次系统结构、故障特性、断路器性能、用户供电可靠性等多维度进行综合设计、整定与调试。一个合理的重合闸方案，是选择性、速动性、灵敏性、可靠性这“四性”原则在时间维度上的延伸与平衡，是保护专业艺术性的集中体现。

十六、 总结：电网韧性的重要基石

       综上所述，三相重合闸绝非一个简单的“自动合闸开关”。它是电力系统基于对故障统计规律的深刻认知，所发展出的一项经济、高效、可靠的自动恢复技术。从基本的定义到复杂的双侧电源配合，从与保护的加速策略到在智能配网中的协同应用，它贯穿于电网的多个层面。作为提升供电可靠性与系统稳定性的基石技术之一，三相重合闸在可预见的未来，仍将继续在从传统电网向智能、 resilient（弹性）电网演进的进程中，发挥着不可替代的基础性作用。理解它，便是理解现代电力系统如何凭借智慧与自动化，在复杂多变的环境中，始终保持那盏“灯”的常明。