[发明专利]并联电抗器的匝间启动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统的保护方法，特别是一种电力系统超高压、特高压电力主设备的并联电抗器匝间短路保护启动的判别方法。

背景技术

由于电力系统线路接地故障较多，接地故障后的重合闸，在此过程中暂态电流含有丰富的高次谐波，并存在电抗器与线路对地电容的能量交换，因此并联电抗器谐波过温、微振动严重造成匝间短路故障比率比较高，但目前的电抗器匝间保护启动元件因单绕组电感性电气特征的原因，其启动元件的可靠性和灵敏度一直不高，电抗器匝间保护的可靠运行和故障检测受到很大的限制。中国专利申请号03131515.5，名称为并联电抗器匝间短路保护零序阻抗判别方法，提出采用相电流周/周比较的电流变化量ΔI_i大于(0.1-0.3)电抗器二次额定电流I_n，判定系统有扰动，作为故障出现的判别依据；匝间保护采用电抗器首端零序电流3I₀大于零序监控电流I_mon，且测量阻抗满足阻抗条件为依据。该启动方法存在如下缺陷：1.任何故障出现，该故障判别依据都满足，不能区分电抗器区内和区外故障；2.由于需要躲过电抗器正常工况的不平衡，零序监控电流I_mon不可能取的很小，一般取电抗器额定电流的0.2倍，匝间保护的灵敏度受到限制。中国专利申请号200310106433.7，名称为高压并联电抗器匝间保护的方法，提出了相电流工频变化量制动与浮动门槛的匝间短路保护启动元件和匝间故障开放元件，提高了匝间故障开放元件灵敏度，但依然存在不能区分电抗器区内和区外故障以及电抗器小匝短路时灵敏度不高的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种并联电抗器的匝间启动方法，要解决的技术问题是提高并联电抗器匝间保护启动元件的灵敏度和可靠性。

本发明采用以下技术方案：一种并联电抗器的匝间启动方法，包括以下步骤：一、微机计算出主电抗的二次额定阻抗理论值和小电抗的二次额定阻抗理论值；二、微机获取电抗器系统的模拟量信息，计算出线路侧三相电压和电流的向量值；三、所述微机计算并联电抗器的中性点小电抗的压降，得到主电抗中心点的电压，再计算并联电抗器主电抗上ABC三相的电压降，最后计算并联电抗器主电抗ABC三相的测量阻抗；四、微机比较判断，当并联电抗器主电抗ABC三相的任一测量阻抗≤0.95×主电抗的二次额定阻抗理论值，判定为存在匝间故障，向匝间保护启动元件发出信号，匝间保护启动元件动作，所述微机计算出三相主电抗不平衡，零序电流不为零，中性点小电抗的电流不等于三相电流的向量和，电抗器的中性点小电抗的压降不再等于中性点小电抗压降计算值，电抗器主电抗上三相的电压降也不再分别为主电抗三相电压降计算值，计算的主电抗ABC三相的测量阻抗将不再是主电抗的阻抗值时，微机判断为并联电抗器区内接地和相间故障，。

本发明的微机根据人机界面输入的电抗器系统设定参数：电压互感器变比、电抗器首端电流互感器变比、主电抗器的一次额定阻抗、小电抗一次额定阻抗，计算出主电抗的二次额定阻抗理论值和小电抗的二次额定阻抗理论值。

本发明的微机通过数据采集单元，获得并联电抗器的电压和电流值，经模拟/数字转换，将并联电抗器电压和电流输入量转换为数字量，由微机将数据采集单元输出的数字量进行计算，获取线路侧三相电压和电流的向量值。

本发明的数据采集单元为微机装置内部的电流和电压小变换器及模拟/数字转换回路。

本发明的数字量为瞬时采样值。

本发明与现有技术相比，利用电抗器正常时测量阻抗基本保持不变，而发生匝间故障时测量阻抗显著降低的特征，基于相阻抗变化匝间启动，电抗器区外故障时，由于测量阻抗不会变化并联电抗器匝间保护启动元件不启动，只有区内故障时才启动开放匝间保护，在保证匝间保护启动可靠性的前提下，大大提高启动的灵敏度。

附图说明

图1是本发明实施例并联电抗器系统接线原理图。

图2是本发明实施例并联电抗器等效电路图。

图3是本发明实施例区内匝间故障电路示意图。

图4是本发明实施例接地故障电路示意图。

图5是本发明实施例相间故障电路示意图。

图6是本发明实施例区外故障电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的并联电抗器的匝间启动方法基于微机继电保护装置实现，电抗器故障后电抗器本身的相阻抗参数将降低，利用并联电抗器的测量阻抗变化的特性作为匝间保护的启动方法。包括以下步骤：