【2017年整理】浅析小电源故障解列装置的运用.doc

浅析小电源故障解列装置的运用
摘要:文章针对电力系统中不同的运行方式,论述了装设不同原理的自动装置可以满足不同的运行需要。在主送电源线路发生瞬时性故障时,依靠故障解列装置动作跳开接入终端变电所的小电源开关,以满足大系统侧检无压重合闸的需要。
关键词:故障解列;重合闸;PT 断线
0 引言
伴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35 kV、10 kV公用线路上或直接接入终端变电所的35 kV、10 kV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,由于接入终端变电所中、低压侧的小电源作用于变电所高压母线,使得大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 装设原因
以某110 kV 变电所系统接线如图1 所示,1DL开关安装有线路保护,110 kV 线路压变安装于线路A 相,作为终端变电所的进线开关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。
避免变压器中性点绝缘损坏
当110 kV 线路发生瞬时性单相接地故障时,1DL 灵敏段保护动作跳开本开关,系统与小电源1、2 解列运行,某110 kV 变电所由中性点不接地系统转化为中性点接地系统,接地点为110 kV 线路上的故障点,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1、2。
图1 某110 kV 变电所系统接线图
提高1DL 开关重合闸的可靠性
当110 kV 线路B(或C)相发生瞬时性单相接地故障,1DL 开关跳开后,110 kV 变电所中性点电压发生偏移,A、C(或A、B)相电压升高,使220 kV变电所的110 kV 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110 kV 线路发生BC 相故障,1DL 开关跳开后,小电源1、2 将在某110 kV 变电所的110 kV 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 变电所的110 kV 母线上装设故障解列装置,当110 kV 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、5DL 开关并闭锁重合闸,使220 kV 变电所1DL 开关检无压重合能可靠动作。
2 故障解列装置的原理分析
故障解列装置接入110 kV 变电所的高压母线电压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8 V 时,开放解列功能。
故障解列装置的低压动作逻辑可以是三个相电压或线电压均低于整定值时开放解列功能(与门逻辑),也可以是任何一个相电压或线电压低于整定值时开放解列功能(或门逻辑),这里涉及到系统发生故障后,故障解列装置何时开始计时准备动作的问题。当系统发生不对称故障时,由于存在健全相使得受端变电所高压母线不会三相均无压。为了使故障解列装置与系统发生故障时同步开始计时,更早地切除小系统电源,使小系统尽早解列运行,系统侧重合闸等待检无压的时间缩短,因此采用三个低电压或逻辑启动。
3 PT 断线分析
由于故障解列装置具有低电压或门逻辑开放功能,当母线电压发生单相或多相PT 断线时,会导致接入装置的线电压降低,可能会使装置的低压解列功能误动作,因此必须对各种PT 断线情况进行详细分析、判断。
如图2~图5 所示:
图2 所示,故障解列装置内小PT 为Y 型接线,当C 相熔丝熔断发生PT 断线时:
图2 PT 为Y 型接线的C 相断线
图3 PT 为△型接线的C 相断线
图4 PT 为Y 型接线的BC 相断线
图5 PT 为△型接线的BC 相断线
图3 所示,故障解列装置内小PT 为△型接线,当C 相熔丝熔断发生PT 断线时:
图4 所示,故障解列装置内小PT 为Y 型接线,当B、C 两相熔丝熔断发生PT 断线时:
图5 所示,故障解列装置内小PT 为△型接线,当B、C 两相熔丝熔断发生PT 断线时:
综上所述,发生单相或两相PT 断线时,都会使一个或多个线电压降低至额定相电压或额定相电压以下,甚至降为0 V;当然