[发明专利]基于有功功率的并联干式空心电抗器的保护方法

说明书

本发明公开了一种基于有功功率的并联干式空心电抗器的保护方法，包括：当并联干式空心电抗器发生匝间击穿时，建立电抗器的等效电路电源模型；获取发生匝间击穿的电抗器的相电压、相电流和相位差；并通过计算得到电抗器的有功功率，建立基于有功功率的保护判断方法；根据该方法，判断有功功率的正负，启动保护方法。本发明提供的方法，通过建立并联干式空心电抗器发生匝间击穿时电抗器的等效电路电源模型；获取发生匝间击穿的电抗器的相电压、相电流和相位差，建立基于有功功率的保护判断方法，可以提高切除发生匝间击穿电抗器的速度，并可高效地、灵敏地对并联干式空心电抗器的运行起到保护作用，避免出现危险事故，以保证电网的安全运行。

技术领域

本发明涉及输变电技术领域，特别涉及一种基于有功功率的并联干式空心电抗器的保护方法。

背景技术

由于电网容量的扩大，使得输配电系统短路容量的额定值迅速增大，为了限制输电线路的短路电流，保护电力设备，必须安装电抗器，电抗器能够减小短路电流和使短路瞬间系统的电压保持不变。在低压电抗器中，并联干式空心电抗器恰好具有这一功能，用于长距离输电线路的电容无功补偿，使得输配电系统电压稳定运行。因此，并联干式空心电抗器因干式无油、维护量小、运行成本低、结构简单、重量轻、便于运输和安装、无铁芯饱和、噪音低和电抗值保持线性等优点，在电网中得到大规模的应用。

但是近几年，随着并联干式空心电抗器大规模的应用和单台容量的增加，并联干式空心电抗器匝间击穿故障率急剧增加，因此需要在并联干式空心电抗器使用过程中，采用保护方法以防止出现匝间击穿故障，并当出现匝间击穿故障时及时地切除电抗器。现有的保护方法多采用过电流或过电压保护方法。

但是，由于匝间击穿对电抗器的电流和电压影响非常小，现有的过流或过电压保护难以快速地切除匝间击穿故障时的干式电抗器，导致匝间击穿故障的事故扩大，如起火，对电网安全运行造成一定危害。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种基于有功功率的并联干式空心电抗器的保护方法，以解决现有的保护方法无法有效地、灵敏地切除出现匝间击穿故障的电抗器，导致危害事故扩大，影响电网安全运行的问题。

根据本发明的实施例，提供了一种基于有功功率的并联干式空心电抗器的保护方法，包括以下步骤：

S1、当所述并联干式空心电抗器发生匝间击穿时，建立所述电抗器的等效电路电源模型；

S2、根据所述等效电路电源模型，对发生匝间击穿的所述电抗器状态进行采样，获取所述发生匝间击穿的电抗器的相电压、相电流和各相的所述相电压与所述相电流之间的相位差；

S3、根据所述相电压、所述相电流和所述各相的相电压与相电流之间的相位差，得到所述电抗器的有功功率，建立并联干式空心电抗器匝间击穿时电抗器的基于有功功率的保护判断方法；

S4、根据所述基于有功功率的保护判断方法，判断所述有功功率的正负，如果所述有功功率为负，则启动所述保护方法。

优选地，所述等效电路电源模型为：

将所述电抗器的未发生匝间击穿的完好匝等效为一个电源；

将所述电抗器的发生匝间击穿的短路匝等效为一个负载；

所述电源和所述负载之间通过磁场传递能量。

优选地，所述步骤S2具体包括：

利用电压互感器和具有三相的电流互感器对发生匝间击穿的所述电抗器状态进行采样，根据所述等效电路电源模型，采集作为所述负载的电抗器的相电压、相电流和各相的所述相电压与所述相电流之间的相位差。

优选地，所述步骤S3具体包括：