12 kV enkelfasige herhaalaanschakelaar met DNP3.0-communicatie, 11 kV hoogspanningszuilherhaalaanschakelaar

Eénfasige heropname (Single phase reclosing) is een automatische heropnamemethode voor transmissielijnbeveiliging in de elektrotechniek. De werkwijze is als volgt: bij eenfasige storingen wordt alleen de defecte fase losgekoppeld en opnieuw aangesloten; bij fasestoringen worden alle drie de fases losgekoppeld en wordt beslist op basis van de situatie of er een driefasige heropname plaatsvindt; als de heropname plaatsvindt op een permanente storing, worden alle drie de fases losgekoppeld. Deze methode wordt voornamelijk toegepast in grote aardstroomsystemen van 220 kV en hoger, en verbetert de betrouwbaarheid van de elektriciteitsvoorziening en de transiëntstabiliteit van het systeem. Omdat de gezonde fasen door capaciteits- en wisselinductieve koppeling een latent voedingsstroom genereren die het blussen van de boog op het foutpunt beïnvloedt, moeten er maatregelen worden genomen om de boog te blussen, zoals het aarden van de neutraalpunt van de hoogspanningsreactor of het tijdelijk inschakelen van een aardschakelaar. De faseselectie-elementen omvatten typen zoals afstandsfaseselectie, faseverschilstroompiekelement en fase-stroomsnelluitschakelaar. Op internationaal gebied worden op ultrahoogspanningslijnen van meer dan 1000 kV vaak éénfasige heropname toegepast, en op dubbele circuits op één toren wordt fasegewijze heropname gebruikt.

Ervaring met de werking van elektriciteitssystemen heeft uitgewezen dat de meeste storingen op luchtkabels tijdelijk zijn, bijvoorbeeld: oppervlakteschokken op isolatoren veroorzaakt door bliksemoverspanningen, tijdelijke contactlijnen veroorzaakt door harde wind, ontladingen door vogels en kortsluitingen veroorzaakt door takken en andere voorwerpen die op de geleiders vallen. Wanneer de storinglijn snel wordt losgekoppeld, dooft de boog onmiddellijk en herstelt de isolatie sterkte op het foutpunt. Daarom kan het opnieuw aansluiten van de lijn na het loskoppelen de betrouwbaarheid van de elektriciteitsvoorziening aanzienlijk verbeteren. Voor lijnen van 110 kV en lager wordt meestal driefasige eenmalige heropname gebruikt. Op basis van operationele ervaring is meer dan 70% van de kortsluitingen op hoogspanningsluchtkabels in grote aardstroomsystemen boven 110 kV eenfasige aardkortsluitingen, vooral bij luchtkabels boven 220 kV, vanwege de grote afstand tussen de fasen, bedraagt het percentage eenfasige aardkortsluitingen zelfs ongeveer 90%. In dit geval, als alleen de defecte fase wordt losgekoppeld en vervolgens een eenfasige heropname wordt uitgevoerd, terwijl de niet-defecte twee fasen blijven werken tijdens de heropnameperiode, kan de betrouwbaarheid van de elektriciteitsvoorziening en de stabiliteit van het parallelle werken van het systeem aanzienlijk worden verbeterd. Daarom wordt eenfasige heropname op grote schaal gebruikt in grote aardstroomsystemen boven 220 kV. Wanneer een tijdelijke eenfasige aardstoring de uitschakeling van één fase veroorzaakt, leveren de gezonde fasen via de fase-tussen- en fase-aardcapaciteit een capaciteitsstroom aan het foutpunt, en tegelijkertijd genereert de belastingsstroom van de gezonde fasen via fase-tussen-inductoren een inductie-elektrische kracht in de defecte fase, die via fase-tussen- en fase-aardcapaciteit een inductieve stroom aan het foutpunt levert. Deze twee stromen vormen samen de latent voedingsstroom. De grootte van de latent voedingsstroom is gerelateerd aan de lijneigenschappen. Over het algemeen geldt: hoe hoger de lijnspanning en hoe groter de belastingsstroom, hoe groter de latent voedingsstroom. Door de aanwezigheid van de latent voedingsstroom is het moeilijk om de boog op het foutpunt te blussen, waardoor de eenfasige heropname wordt vertraagd. Bij gebruik van snelle eenfasige heropname kan dit ertoe leiden dat de eenfasige heropname mislukt en alle drie de fases worden losgekoppeld.

De duur van de eenfasige heropname (de tijd van het loskoppelen van de stroom naar het foutpunt tot het opnieuw toepassen van de werkingspanning) moet groter zijn dan de tijd die nodig is om de boog op het foutpunt te blussen en de isolatie van de lijn te herstellen. In tegenstelling tot driefasige heropname, tijdens het eenfasige heropnameproces waarbij alleen de defecte fase is losgekoppeld, voordat de boog op het foutpunt is geblust, wordt het foutpunt nog steeds via de fase-tussen-capaciteit van de twee actieve fasen van stroom voorzien om de boog in stand te houden, en nadat de boog is geblust, wordt het foutpunt voornamelijk blootgesteld aan de verdeelde spanning die wordt gevormd door de twee actieve fasen via de defecte fase-aardcapaciteit. Wanneer de boon na het doven van de doorlopende stroom bij nuluitgang uitrekt en breekt, als de isolatieherstelsnelheid op het foutpunt lager is dan de stijgsnelheid van de overspanningsgolf die over het foutpunt wordt aangelegd, zal de isolatie op het foutpunt opnieuw doorbreken in de buurt van de piek van deze overspanningsgolf. Op dit moment wordt er naast de boogstroom die wordt geleverd door de niet-defecte twee fasen, ook de elektrische energie die is opgeslagen in de defecte capaciteit vrijgegeven aan het foutpunt, waardoor een herontstekingsstroom ontstaat die veel hoger is dan de eerdere stationaire boogstroom. Dit fenomeen herhaalt zich elke halve industriële frequentiecyclus, waardoor de uiteindelijke blusduur van de boog wordt beïnvloed. Hoe hoger de bedrijfsspanning van de lijn en hoe langer de lengte, hoe langer de uiteindelijke blusduur van de boog. Kunstmatige kortsluitingstests en daadwerkelijke operationele gegevens bevestigen deze conclusie. Om de duur van de eenfasige boogblus tot een redelijke waarde te verkorten, bijvoorbeeld niet meer dan ongeveer 1 s, om te voldoen aan de eisen van systeemstabiliteit (heropnameduur), samenwerking met beveiligingsrelais en andere eisen, en tegelijkertijd het slagingspercentage van de heropname niet te verlagen, worden op middelgrote en lange lijnen met spanningen van 500 kV en hoger breed gebruik gemaakt van aanvullende boogblusmaatregelen, die voornamelijk twee typen hebben: ① Bij de neutraalpunt van de hoogspanningsreactor die is aangesloten op de lijn voor capaciteitscompensatie van de lijn, wordt aarding uitgevoerd via een geschikte reactiewaarde, waarvan de werking equivalent is aan een parallel geschakelde resonantielektrospoel, waardoor de doorlopende stroom via het foutpunt en de herstelpanning over het foutpunt aanzienlijk worden verlaagd, waardoor de voorwaarde wordt geschapen voor een snelle en succesvolle uiteindelijke blus van de foutboog. Deze methode is met succes op grote schaal toegepast in elektriciteitssystemen. ② Tijdens het eenfasige heropnameproces worden aan beide zijden van de losgekoppelde defecte faselijn tijdelijk aardschakelaars ingeschakeld, zodat het foutpunt zich in een bijna nulpanningsgebied bevindt, met als doel het snel blussen van de boog. Voor speciaal belangrijke zware belastingslijnen (dubbele circuits op één toren) is de aardschakelaar een haalbare methode als men rekening houdt met het succesvol uitvoeren van fasegewijze heropname in het geval van foutlocaties met verschillende namen (bijv. fase A van lijn A en fase B van lijn B).