摘要：电力系统发生失步时，破坏了稳定运行，于是出现振荡。此时必须尽快使系统解列。解列后可能破坏系统的功率平衡，导致频率和电压发生变化，因此需要对电源和负载进行调整，以维持系统功率的平衡，保持系统的稳定运行。以此来解列的一系列软、硬件设备，统称为失步解列保护装置。文章针对电网失步解列保护进行了分析和探讨。
关键词：电网；失步；解列；保护
电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。现代电力系统已采用各种简单的或高度自动化的综合型解列装置实施解列，在对同步电动机失步的危害性及电机失步后的运行特征进行认真分析的基础上，利用微机作信息处理手段，提出了一些失步保护措施，使电机能在失步后不停机而自动进行带载重整步以保证生产中工艺流程的连续性。
1、简单的解列装置：由检测失步的失步继电器和相应的执行开断的装置构成。根据事前系统计算分析的结果，配置在事先选定的系统合理的解列点上(相应的变电所内)。
2、综合型的解列装置：电力系统综合稳定控制系统的一部分。通过通道配置在各变电所内的解列装置之间进行信息交换及综合判断，选择在最适当的地点实施解列。
当发电机和电力系统其他部分之间、系统的一部分和系统其他部分之间失去同步并无法恢复同步时，将它们之间的联系切断，分成相互独立、互不联系的两部分的技术措施。它是最终为维持电力系统稳定运行、防止事故扩大造成严重后果的重要措施。
以9690L失步振荡解列装置为例，9690L失步解列装置主要用于水电站，火电站、光伏发电、拉圾发电等发电项目接入系统中，装置可以在电力系统失步后,选择合适的解列地点,将不同转速的发电机分割在不同的电力孤岛中,使得同一个孤岛中的发电机之间保持相同转速。9690L失步振荡解列装置具有低压解列、低周解列、过压解列、高周解列、失步解列等功能。可以适用于110KV、66KV、35KV、10KV等发电系统中，9690L失步解列装置的功能主要有：低压解列、低周解列、过压解列、高周解列、失步解列、PT断线等，并可根据现场情况适当增减功能。失步振荡解列装置保护动作原理为：
1. 低压解列（I段 II段相同）（不可单独使用，要与电流闭锁配合使用）
“低流开放低压解列”和“过流开放低压解列”同时投的话，低压解列就不判电流，如果两者都不投，则低压解列不起作用。另：低压元件动作必须要经曾经有压判别。
第一种情况：
1.低压解列Ⅰ段－“投”；低流开放低压解列－“投”
2.所有线电压< 低压解列Ⅰ段定值
3.电流A/B/C三相中最大值<低压解列电流定值
4.开入量R4=1;
5.满足以上条件的持续时间≧低压解列Ⅰ段延时
低压解列不会被闭锁，保护立即出口3J~8J，同时驱动事故信号继电器11J（C1/C3）。面板事故灯亮。
第二种情况：
1.低压解列Ⅰ段－“投”；过流开放低压解列－“投”
2.所有线电压< 低压解列Ⅰ段定值
3.电流A/B/C三相中最大值≧低压解列电流定值
4.开入量R3=1;
5.满足以上条件的持续时间≧低压解列Ⅰ段延时
低压解列不会被闭锁，保护立即出口3J~8J，同时驱动事故信号继电器11J（C1/C3）。面板事故灯亮。
低压解列PT闭锁：
1．低压解列－“投”；低压解列过/低流闭锁－“投”；低压解列PT闭锁－“投”；PT断线－“投”
2.发生PT断线时闭锁低压解列，低周解列（I段 II段相同）
3．过压解列（I段 II段相同）
4．高周解列（I段 II段相同）
5.满足以上条件的持续时间≧高周解列Ⅰ段延时，保护立即出口3J~8J，同时驱动事故信号继电器11J（C1/C3）。面板事故灯亮。
6．PT断线，当满足条件时，装置发生PT断线告警，并驱动告警信号继电器12J （C2/C3）（直到手动复归，继电器才返回），面板告警灯亮。
7．失步解列
由于阻抗角与功角之间存在一定的函数关系，因此我们可用阻抗角的变化间接的反应功角的变化。在失步振荡时，阻抗角是连续变化的，但在短路故障及故障切除时，阻抗角非连续变化且有突变，同步振荡虽然阻抗角也是连续变化的，但变化方法有限，因此我们通过阻抗角的变化轨迹，是可以对短路、同步振荡以及失步进行辨别的。装置通过测量安装处的电流电压等电参数计算阻抗角，通过阻抗角的变化轨迹，计算出振荡周期，通过振荡周期的次数，实现解列动作。装置将阻抗平面的4个象限分为6个区，如下图所示。其中φ1~φ2为I区，φ2~90°为II区，90°~φ3为III区，φ3~φ4为IV区，φ4~270°为V区，270°~φ1为VI区。
在本失频振荡解列装置中：φ1=-70°，φ2=70°，φ3=110°，φ4=-110°，且规定电流的正方向为从母线流向线路，则有：
1.当振荡中心落在安装处的正方向，切测量点为送端时，阻抗角的变化区域为：I->II->III->IV；
2.当振荡中心落在安装处的正方向，切测量点为受端时，阻抗角的变化区域为：IV->III->II->I；
3.当振荡中心落在安装处的反方向，切测量点为送端时，阻抗角的变化区域为：IV->V->VI->I；
4.当振荡中心落在安装处的反方向，切测量点为受端时，阻抗角的变化区域为：I->IV->V->IV；
5.当振荡中心落在安装处时，阻抗角变化区域为IV->I，或者I->IV.
启动判据使用有功功率突变量，装置采用当前有功功率值与200ms前的记忆功率值进行比较，当突变值大小超过2W时，失步解列开始启动。每次启动后，都会进行5秒钟的周期次数记录，当时间结束后，保护将停止计数。当振荡持续发生时，振荡周期的记次也将持续进行。由于保护的启动采用功率突变量作为启动元件，因此在正常UAB=100V的情况下，二次侧的测量电流应该在1.5A以上。
综上，失步解列装置是当电力系统发生失步时，破坏了稳定运行，于是出现振荡。此时必须尽快使系统解列。解列后可能破坏系统的功率平衡，导致频率和电压发生变化，因此需要对电源和负载进行调整，以维持系统功率的平衡，保持系统的稳定运行，以此来解列的一系列软、硬件设备，统称为失步解列保护。
参考资料：
[1]高鹏,杨梅强,任祖怡.一种捕捉失步中心位置的新方法[J].江苏电机工程,2016,(3).7-10.
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[3]高鹏,王建全,周文平,等.捕捉失步断面的实现方案及其仿真[J].电力系统自动化,2005,(12).38-43.doi:10.3321/j.issn:1000-1026.2015.12.008.