12 kV en-fasing omformer med DNP3.0-kommunikasjon, 11 kV stangmontert høytspenning omformer

Enkelfaseomkoppling (Single phase reclosing) er en automatisk omkopplingsmetode for overføringslinjer innen kraftteknikk. Den fungerer slik: ved en enkeltfasefeil brytes bare den feilaktige fasen og omkopples deretter; ved en flerfasefeil brytes alle tre fasene og det avgjørs avhengig av situasjonen om det skal utføres en tredelfaseomkoppling; hvis omkopplingen skjer på en permanent feil brytes alle tre fasene. Denne metoden brukes hovedsakelig i 220 kV og høyere jordstrømssystemer, og kan forbedre forsyningspåliteligheten og den transiente stabiliteten til systemet. Siden den sunne fasen genererer en undertrykkelsesstrøm gjennom kapasitans og gjensidig induksjon som påvirker avbruddslukkingen av buesluen på feilpunktet, må det brukes tiltak som jordforbindelse ved nøytralpunktet til høytspent reaktoer eller kortvarig innstøring av jordbryter for å slukke buesluen. Valgfasekomponentene inkluderer distansemåling, faseforskjellsstrømsendring og hurtig fasestrømsbeskyttelse. Internasjonalt brukes enklefaseomkoppling oftest på 1000 kV og høyere ultrahøytspente overføringslinjer, og todobbeltslinjer med felles stolpe bruker fasevis omkoppling.

Erfaringer med drift av kraftsystemer viser at de fleste feil på luftledninger er midlertidige, for eksempel overflaselig glimt på isolatorer forårsaket av lynoverspenning, kortvarig kontakt med ledere forårsaket av sterk vind, utladning gjennom fuglelegemer og kortslutning forårsaket av trær og lignende gjenstander som faller på ledere. Når feillinjen brutes raskt, forsvinner buesluen umiddelbart, og isolasjonsstyrken på feilpunktet gjenopprettes. Derfor kan en omkoppling etter at linjen er brutt i stor grad forbedre forsyningspåliteligheten. De fleste 110 kV og lavere spenning linjer bruker tredelfaseomkoppling én gang. Basert på drifterfaringer utgjør enkeltjordsfeiler over 70 % av alle kortslutningsfeil på høytspente luftledninger i jordstrømssystemer over 110 kV, spesielt på luftledninger over 220 kV der enkeltsjordsfeiler til og med utgjør rundt 90 % på grunn av den store avstanden mellom fasene. I denne situasjonen, hvis bare den feilaktige fasen brutes og deretter utføres en enkeltfaseomkoppling, mens de uskader fasene fortsetter å drifte i omkopplingsperioden, kan forsyningspålitenheten og stabiliteten til systemets paralleldrift i stor grad forbedres. Derfor brukes enkeltfaseomkoppling utbredt i jordstrømssystemer over 220 kV. Når en enkeltsjordsfeil med midlertidig art bryter ut en fase på linjen, lever de sunne fasene en kapasitansstrøm til feilpunktet gjennom mellomfase- og jordkapasitansen, samtidig genererer den sunne laststrømen en induksjonspotensial i den feilaktige fasen gjennom mellomfaseomformere, og lever en induktiv strøm til feilpunktet gjennom mellomfase- og jordkapasitansen. Disse to strømmene utgjør sammen den undertrykkelsesstrømmen. Størrelsen på undertrykkelsesstrømmen avhenger av linjeparametrene. Generelt sett, jo høyere linjespenning er og jo større laststrøm er, jo større er undertrykkelsesstrømmen. På grunn av undertrykkelsesstrømmen er det vanskelig å slukke buesluen på feilpunktet, noe som forlenger tiden for enkeltfaseomkoppling. Når man bruker hurtig enkeltfaseomkoppling, kan det hende at enkeltfaseomkoppelin mislykkes og alle tre fasene brutes.

Tiden for enkeltfaseomkoppling (tiden fra strømen avbrudd på feilpunktet til arbeidsspenningen gis på nytt) må være lengre enn tiden som trengs for at buesluen på feilpunktet slukkes og linjens isolasjon gjenopprettes. I motsetning til tredelfaseomkoppling, i en enkeltfaseomkoppling der bare den feilaktige fasen er brutt, før buesluen på feilpunktet er slukket, lever de to andre fasene som fortsetter å drifte strøm til feilpunktet gjennom mellomfasekapasitansen for å opprettholde buesluen. Etter at buesluen er brutt, står feilpunktet hovedsakelig under en fordelingspenning som dannes av de to ikke-feilaktige fasene gjennom feilfase-jordkapasitansen. Når buesluen strekker seg og brutes når gjennomstrømmen går gjennom nullpunktet, hvis isolasjonsgjenopprettingshastigheten på feilpunktet er lavere enn stigningshastigheten til den overførte spenningspuls, vil isolasjonen på feilpunktet brytes på nytt i nærheten av toppen av denne spenningspulsen. I tillegg til at buesluestrømmen leveres av de ikke-feilaktige fasene, blir den elektriske energi som er lagret i feilkapasitansen også frigjort til feilpunktet, og danner en nyantendt buesluestrøm som er mye større enn den tidligere stabile buesluestrømmen. Dette fenomenet gjentar seg hver halve arbeidsfrekvensperiode, og påvirker den endelige slukkingstiden for buesluen. Jo høyere linjedriftspenning er og jo lengre linjen er, jo lengre blir den endelige slukkingstiden for buesluen. Kunstige kortslutningstester og virkelige driftsregistre bekrefter denne konklusjonen. For å redusere tiden for enkeltfaseomkoppling til en rimelig verdi, for eksempel ikke mer enn rundt 1 sekund, for å oppfylle kravene til systemstabilitet (omkopplingstid), samhandling med beskyttelsesreléer og andre krav, samtidig som man ikke reduserer suksessrate for omkoppling, brukes det utbredt hjelpemidler for å slukke buesluen på middellange og lange linjer med spenning på 500 kV og høyere. Det finnes hovedsakelig to metoder: ① Jordforbindelse ved nøytralpunktet til høytspent reaktoer som brukes til å kompensere linjekapasitansen ved hjelp av en passende stor impedans. Dette virker tilsvarende som en resonansinduksjon som er koblet parallelt, og reduserer betydelig gjennomstrømmen som fortsetter å flyte gjennom feilpunktet og gjenopprettingsspenningen over feilpunktet, og gir forutsetninger for at buesluen slukker raskt og vellykket til slutt. Denne metoden har blitt brukt utbredt med hell i kraftsystemer. ② Under en enkeltfaseomkoppling, innstilles jordbryterne på begge sider av den feilaktige fasen som er brutt, slik at feilpunktet er på nesten nullpotensial, og dermed oppnås målet med rask slukking av buesluen. For spesielt viktige tungt lastede linjer (todobbeltslinjer med felles stolpe), hvis man vurderer å gjennomføre en fasevis omkoppling ved en feil på forskjellig navn på fasene (for eksempel en feil på fase A i linje A og fase B i linje B), er jordbrytere en løysbar løsning.