[发明专利]干式空心电抗器保护方法及其装置

权利要求书

1．一种干式空心电抗器保护方法，其步骤如下：

(1)从装有电抗器的系统原有的母线侧电压互感器PT和电抗器入口处电流互感器CT上取电抗器端电压和流过电抗器的电流信号；

(2)取得的电压、电流信号经采样计算得到正弦波信号过零点的时间差和电压、电流的有效值U、I，由单片机内程序计算得到电抗器阻抗角α，即可得到电抗器的有功功率P=UIcosα，单片机将有功功率P转换为直流电压U₁进行输出，该电压信号U₁经线性放大后，得到与电抗器有功功率P成线性关系的电压信号U₂并显示；

(3)当电抗器发生匝间短路故障时，有功功率数倍增加记为P′，输出的电压信号也呈线性增加记为U₁′，该电压信号U₁′经线性放大后，得到与电抗器有功功率P′成线性关系的电压信号U₂′，该电压信号U₂′与电压越限判定值U_F比较；

(4)当电压信号U₂′超过电压越限判定值U_F时，开关控制继电器动作，电抗器退出运行；

(5)根据需要可选择显示或打印故障记录结果。

2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于电压越限判定值U_F根据电抗器现场有功功率实测数据P作为基准值进行设定，以1．5倍于该基准值P的有功功率对应的电压值作为电压越限判定值U_F。

3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于当电压信号U₂′超过电压越限判定值U_F时进行故障报警。

4．一种根据权利要求1所述的方法而设计的装置，其特征在于电压互感器PT的信号与能进行电压输入过流保护的过流保护单元(1)连接，过流保护单元(1)的输出信号和电流互感器CT的信号分别与能进行有功功率检测的有功功率检测单元(2)连接，有功功率检测单元(2)的输出与能进行电压信号放大的信号放大单元(3)连接，实时显示电抗器的有功功率大小的显示单元(4)经开关(K2)与信号放大单元(3)连接，打印故障前后某时段内的有功功率数据的外部输出端口(5)经开关(K3)与信号放大单元(3)连接，对输入的电压信号大小进行判断的信号越限判定单元(6)与信号放大单元(3)连接，能使电抗器退出运行的开关继电器(7)经开关(K5)与信号越限判定单元(6)连接，开关电源(9)为装置提供工作电源。

5．根据权利要求4所述的装置，其特征在于能发出蜂鸣或灯光报警信号的报警单元(8)经开关(K4)与信号越限判定单元(6)连接。

6．根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于三相电压互感器PTa、PTb、PTc的信号分别与能进行电压输入过流保护的过流保护单元(1-1、1-2、1-3)连接，电流互感器CTa、CTb、CTc的信号和过流保护单元(1-1、1-2、1-3)的输出信号分别与能进行有功功率检测的有功功率检测单元(2-1、2-2、2-3)连接，有功功率检测单元(2-1、2-2、2-3)的输出电压信号与能进行电压信号放大的放大单元(3-1、3-2、3-3)连接，实时显示电抗器的有功功率大小的显示单元(4-1、4-2、4-3)分别经开关(K_2a、K_2b、K_2c)与信号放大单元(3-1、3-2、3-3)连接，打印故障前后某时段内的有功功率数据的外部输出端口(5)分别经开关(K_3a、K_3b、K_3c)与信号放大单元(3-1、3-2、3-3)连接，对输入的电压信号大小进行判断的信号越限判定单元(6-1、6-2、6-3)分别与信号放大单元(3-1、3-2、3-3)连接，能使电抗器退出运行的开关继电器(7)经开关(K₅)与信号越限判定单元(6)连接，能发出蜂鸣或灯光报警信号的报警单元(8)经开关(K₄)与信号越限判定单元(6-1、6-2、6-3)连接，开关电源(9)给装置提供电源并经开关(K₁)与电源连接。

7．根据权利要求6所述的装置，其特征在于当系统为A、C相串联CT时，在装置内部采用V形接线方式。