故障解列装置原理与仿真

故障解列装置原理与仿真

发表时间：2016-12-16T15:00:36.053Z 来源：《电力设备》2016年第19期作者：陈静韩静

[导读] 分析了故障解列装置的原理，在PSCAD下搭建了仿真模型，通过仿真，验证了有效性。

（国网河南卫辉市供电公司河南卫辉 453100）

摘要：分析了故障解列装置的原理，在PSCAD下搭建了仿真模型，通过仿真，验证了有效性。

关键词：故障解列；原理；PSCAD；仿真

The principle and simulation of fault disconnection device

Chen Jing，han jing

（Weihui Electric Power Bureau，Weihui Henan 453100，China）

Abstract：The principle of the fault disconnection device，which simulation model is established in PSCAD，was proved to be effective.

Key words：fault disconnection device；principle；PSCAD；simulation

0 引言

随着国民经济的快速发展，电网建设规模发展很快，越来越多的小水电、余热发电、热电项目上马，机组容量相对也越来越大，接入35kV、10kV公用线路上或直接接入终端变电站的35kV、10kV母线上。在大电源系统侧主送电源线路发生瞬时性故障情况下，由于接入终端变电站中、低压侧的小电源作用于变电站高压母线，使得系统侧检无压重合闸条件无法满足，不能可靠重合，因此必须采取措施加以避免[1]。

1 故障解列装置简介

某110kV 变电站系统接线如图1所示，1DL开关安装有线路保护，110kV 线路压变安装于线路A相，作为终端变电站的进线开关2DL未安装有线路保护，#1 主变中性点不接地运行，#1 主变中性点无零序过流保护及零序间隙过流保护。

1.1 装设必要性

（1）当110kV线路发生瞬时性单相接地故障时，灵敏段保护动作跳开1DL开关，系统与小电源解列运行，中性点电压发生偏移。目前系统中采用的多为分级绝缘的变压器，中性点绝缘水平较低，当中性点电压升高后往往容易将变压器中性点绝缘损坏，因此系统发生接地故障后必须尽快切除小电源。

图1 某110kV变电站系统接线图

（2）当110kV线路B（或C）相发生瞬时性单相接地故障，1DL开关跳开后，110kV变电站中性点电压发生偏移，A、C（或A、B）相电压升高，使220kV变电站的110kV线路的A相线路电压抬高，若此电压高于1DL开关重合闸的检无压定值时，将使1DL开关的检无压重合失败。当110kV线路发生BC相故障，1DL开关跳开后，小电源将在某110kV变电站的110kV母线A相上产生一个比较高的残压，接近于健全电压，往往会高于1DL开关重合闸的检无压定值，将使1DL开关的检无压重合失败。

为了防止上述情况的发生，非常有必要在110kV变电站的110kV母线上装设故障解列装置，当110kV线路发生瞬时性相间或单相接地故障时，故障解列装置动作跳开小电源4DL开关并闭锁重合闸，使220kV变电站1DL开关检无压重合能可靠动作。

1.2 故障解列装置原理分析

故障解列装置接入110kV变电站的高压母线电压UA、UB、UC、3U0、UN，系统发生单相接地故障时，母线上产生较高的零序电压；发生相间故障时，故障相母线电压会降低。为了满足各种故障类型情况下都能可靠动作切除小电源，故障解列装置应具有低电压动作、零序过电压动作功能，要求线电压低于低压整定值，或者外加零序电压3U0高于零序过压整定值并且自产零序电压高于8V时，开放解列功能。

2 仿真验证

根据以上原理分析，在PSCAD下搭建了故障解列装置的详细模型，并对图1所示系统在不同故障下是否装设故障解列装置进行仿真对比分析，验证了其有效性。

2.1 单相接地故障

（1）A相接地

0.505s时刻发生A相接地故障，故障持续时间为0.1s，保护于0.515s时刻跳开电源侧开关1DL。通过图2、图3对比可见，由于A相发生接地故障，电压降低，因此无论是否装设故障解列装置，1DL开关的重合闸检无压均能成功，经延时后，1DL重合闸，恢复正常供电。

图3 A相接地装设故解

（2）B（C）相接地

0.505s时刻发生B（C）相接地故障，故障持续时间为0.1s，保护于0.515s时刻跳开电源侧开关1DL。由图4可见，由于未装设故障解列装置，小电源开关4DL处于合闸状态，重合闸检无压失败，1DL开关未能实现重合闸，110kV变电站由小电源带负荷，处于小系统运行状态。

如图5所示，装设故障解列装置后，小电源开关4DL跳开，110kV变电站失压，重合闸检无压成功，1DL实现重合闸，110kV变电站恢复系统供电。

图5 B相接地装设故解

图7 BC相故障装设故解

2.2 相间故障

0.505s时刻发生BC相间故障，故障持续时间为0.1s，保护于0.515s时刻跳开电源侧开关1DL。由图6可见，由于未装设故障解列装置，小电源开关4DL处于合闸状态，重合闸检无压失败，1DL开关未能实现重合闸，110kV变电站由小电源带负荷，处于小系统运行状态。

如图7所示，装设故障解列装置后，小电源开关4DL跳开，110kV变电站失压，重合闸检无压成功，1DL开关实现重合闸，110kV变电站恢复系统供电。

3 结论

本文分析了故障解列装置的原理，根据原理搭建了仿真模型，通过仿真，验证了各种故障下故障解列装置均能可靠动作，解列小电源，从而保证了电源侧开关的重合闸，提高了供电可靠性。

参考文献：

[l] 杜浩良等.故障解列装置应用原理的探讨[J].继电器，2008.2

[2] 陈松林等.微机故障解列装置[J].电力自动化装备，2000.2

[3] 杜浩良等.对一起故障解列装置拒动的分析与判据完善[J].浙江电力，2008.1

[4] 王均华.故障解列装置功能分析及其TA极性接法的探讨[J].电力科学与工程，2011.9

作者简介：

陈静（1982-），女，河南卫辉市人，工学学士，助理工程师，主要从事变电运行工作。

韩静（1982-），女，河南卫辉市人，工学学士，助理工程师，主要从事变电设备管理及继电保护工作。