[发明专利]带内熔丝的高压电容器不平衡保护防扰动跳闸方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流输电控制保护技术领域，具体是一种带内熔丝的直流滤波器高压电容器不平衡保护防止因扰动而导致保护跳闸的方法。

背景技术

直流工程中多采用三调谐直流滤波器或双调谐直流滤波器，如图1和2所示。其中，图1示出了三调谐直流滤波器，其包括由高压电容器C1和电感L1串联组成的第一调谐单元、由电容器C2和电感L2并联组成的第二调谐单元、以及由电容器C3和电感L3并联组成的第三调谐单元，该第一调谐单元、第二调谐单元、第三调谐单元依次串联，串联后第一调谐单元连接至高压母线，第三调谐单元连接至中性母线。图2示出了双调谐直流滤波器，其包括由高压电容器C1和电感L1串联组成的第一调谐单元、以及由电容器C2和电感L2并联组成的第二调谐单元，该第一调谐单元、第二调谐单元之间串联，串联后第一调谐单元连接至高压母线，第二调谐单元连接至中性母线。

直流滤波器高压电容器不平衡保护用于在高压电容器内部部分电容元件发生故障时候退出直流滤波器，防止故障蔓延，发生电容器雪崩击穿。如图3所示，直流滤波器高压电容器不平衡保护检测流过电容器两臂的总电流ITS和不平衡电流(差电流)ITD，取12次(600Hz)谐波量，通过计算不平衡度ITD/ITS来判断高压电容器内部损坏程度，当检测到不平衡度超过定值时，判断高压电容器内部不平衡故障发生，不平衡保护动作。

直流滤波器高压电容器分为左、右两臂C11和C12，单臂由P台电容器串联组成，单台电容器由M×N个电容元件串并联组成，如图4和图5所示。高压电容器承受了大部分直流电压，每个电容元件承受的电压有限，过压后将可能击穿损坏，采用分布式均压电阻并联，保证各串联电容元件承受均等的电压。部分直流工程高压电容器的电容元件串有熔丝，当一串并联的电容元件中某个元件击穿短路，同一串中完好元件所存储的能量将通过击穿短路元件串接的熔丝放电，将熔丝熔断；当一串并联的电容元件中剩余完好元件所存储的能量不足以熔断熔丝时，故障发展为整串并联元件短路。由图4和图5可知：现有直流滤波器高压电容器结构复杂，由数量众多的电容元件串并联构成。不平衡保护定值整定较为灵敏，可靠性不高，经常发生非故障情况下的不平衡保护误动作，即扰动导致的不平衡保护误动作，直流滤波器退出运行或直流停运，造成不必要的损失。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种带内熔丝的高压电容器不平衡保护防扰动跳闸方法，可避免扰动导致的不平衡保护拉开直流滤波器高压侧隔刀或直流系统ESOF的误动作。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：

带内熔丝的高压电容器不平衡保护防扰动跳闸方法，所述高压电容器为直流滤波器高压电容器，直流滤波器高压电容器由结构相同的左、右两臂并联组成，每一臂由P台电容器串联组成，每台电容器又由M串电容元件组串联组成，每串电容元件组由N个并联的电容元件组成，其中，P、M、N均为大于1的整数，所述带内熔丝的高压电容器不平衡保护防扰动跳闸方法包括以下步骤：

步骤1：根据带内熔丝的高压电容器内部某串电容元件组中第1个电容元件短路时产生的不平衡度变化量△1确定带内熔丝的高压电容器不平衡保护的不平衡度变化量定值△3，所述不平衡度变化量定值△3＝△1×k1，其中，k1为保护定值可靠系数，k1<1；

步骤2：根据高压电容器内部电容元件发生短路故障时内熔丝熔断时间T1确定保护延时时间T，所述保护延时时间T＝T1×k2，其中，内熔丝熔断时间T1为高压电容器特性，由高压电容器设备厂家根据试验给出，k2为延时时间可靠系数，k2<1；

步骤3：通过保护装置检测高压电容器不平衡度变化量△，当△>△3且满足延时时间T的要求时，累加器c1在其原有数值的基础上执行加1的操作；当△<-△3时且满足延时时间T的要求时，累加器c2在其原有数值的基础上执行加1的操作，反之当-△3≤△≤△3，累加器c1和c2均不执行加1的操作；

步骤4：根据步骤3中对累加器c1和c2操作后的值确定带内熔丝的高压电容器不平衡保护的保护动作方法：

当0<c1<j或0<c2<j时，带内熔丝的高压电容器不平衡保护输出告警信号，而不跳闸，继续重复执行步骤3的操作；

当c1＝j且IT1<△4、或c2＝j且IT1<△4时，带内熔丝的高压电容器不平衡保护执行拉开直流滤波器高压侧隔刀的操作；

当c1＝j且IT1>△4、或c2＝j且IT1>△4时，带内熔丝的高压电容器不平衡保护执行直流系统ESOF的操作；