[发明专利]一种并联电抗器的饱和识别方法和装置

说明书

本发明公开了一种并联电抗器的饱和识别方法。其工作方式是：采集并联电抗器绕组三相电流，计算每相电流中的直流分量值、工频基波有效值、工频分量除外的全波有效值，再计算空投饱和门槛值和谐振饱和门槛值；当判断到并联电抗器空投时每相电流中工频分量除外的全波有效值大于空投饱和门槛值，或者是每相电流中直流分量值大于谐振饱和门槛值，且持续设定时间后，判定并联电抗器处于饱和状态，闭锁并联电抗器匝间保护或加大并联电抗器匝间保护的延时，防止并联电抗器匝间保护误动。本发明还公开了相应的饱和识别装置。本发明能有效识别并联电抗器空投或并联电抗器谐振等工况引起的并联电抗器饱和状态，可提高并联电抗器匝间短路保护的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统领域并联电抗器保护的设计，具体而言涉及一种并联电抗器的饱和识别方法和装置。

背景技术

并联电抗器在电力系统中，主要起到吸收电力系统多余的无功功率、限制过电压水平的作用。高压远距离输电线路在空载或轻载时，其送端的电压会偏高，会影响到送端电力设备的正常运行，需要在高压长线路或母线上安装并联电抗器以吸收送端多余的无功功率、限制送端过电压水平。对于装在高压长线路上的并联电抗器，通常还装设有中性点电抗器，还可以起到限制高压长线路潜供电流的作用。总之，并联电抗器作为一种重要的一次设备，其稳定可靠运行，直接关系到电力系统的安全稳定。

并联电抗器最多见的故障是主电抗器(也称主绕组)匝间短路故障，其次是接地短路故障。据有关资料统计表明，工程现场电抗器故障的80％以上属于匝间短路故障。对于并联电抗器的匝间短路故障，工程上通常的做法是配置匝间保护以为电抗器提供保护。匝间保护通常有基于零序功率方向+零序阻抗原理的，和基于负序功率方向+负序阻抗原理这两种。这两种原理的匝间保护，在电抗器铁芯不饱和或轻微饱和时，能很好地区分电抗器的匝间故障和电抗器区外故障，具有很高的灵敏性、可靠性和速动性。但是，当电抗器空投或是电抗器谐振等工况导致该电抗器铁芯明显饱和时，上述原理的匝间保护则容易出现误动情况，进而危及到电力系统的安全稳定运行。

为了解决上述电抗器空投或是电抗器谐振等工况引发电抗器铁芯饱和，导致匝间保护误动这一问题，需要增加一种并联电抗器的饱和识别方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种并联电抗器的铁芯饱和识别方法和装置，为并联电抗器匝间保护提供闭锁条件。在不影响匝间保护灵敏性和速动性的前提下，解决匝间保护在并联电抗器空投和谐振等引起铁芯饱和的工况下的误动问题，从而大幅提高匝间保护的可靠性。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是：一种并联电抗器的饱和识别方法，包括：

采集并联电抗器绕组三相电流；

计算每相电流中的直流分量值、工频基波有效值、工频分量除外的全波有效值；

计算空投饱和门槛值和谐振饱和门槛值；

进行空投饱和判据和谐振饱和判据的判断；

如果所述空投饱和判据和谐振饱和判据中任何一个满足且持续时间达到设定延时后，则判定并联电抗器饱和。

进一步地，所述空投饱和门槛值的计算方法为：将空投饱和系数与工频基波有效值相乘得到空投饱和门槛值。

进一步地，所述空投饱和判据包括：

判据1：并联电抗器相电流的工频分量除外的全波有效值是否大于其空投饱和门槛值；

判据2：并联电抗器三相电流工频基波有效值的最大值是否低于空投饱和过流闭锁系数定值与并联电抗器额定电流值之乘积。

进一步地，所述空投饱和判据还包括：

判据3：并联电抗器当前相电流中的工频基波有效值是否大于并联电抗器有载系数定值与并联电抗器额定电流值的乘积；