[发明专利]一种干式空心电抗器匝间短路保护方法和装置

说明书

本发明公开一种干式空心电抗器匝间短路保护方法和装置，在干式空心电抗器投入运行后，在一个周期内同时采集干式空心电抗器的相电压和相电流，计算出有功电流，并存储为基准值；连续间隔若干周期后，再在一个周期内同时采集干式空心电抗器的相电压和相电流，计算出有功电流，并存储为当前值；对应计算有功电流和相电压的当前值和基准值的比值；如果当前有功电流比值大于设定阈值，且当前相电压比值小于设定阈值，则判断干式空心电抗器发生了匝间短路故障；如果有功电流的比值小于设定阈值，且当前相电压相对于上一采样周期的相电压发生了变化，则利用当前值去替换基准值；否则，保持基准值不变。本发明提高了干式空心电抗器保护的灵敏度和可靠性。

技术领域

本发明涉及干式空心电抗器技术领域，具体涉及一种干式空心电抗器匝间短路保护方法和装置。

背景技术

随着干式空心电抗器在电网中的投运越来越多，电抗器发生故障的情况也愈发增多，尤其是当电抗器发生匝间短路故障后，电抗器的保护并不能迅速动作切除故障相，致使故障相起火烧毁，直到匝间短路扩大发展成相对地或相间短路或电流巨变，电流增大到动作阀值后保护才能动作。本该动作的时候却不能动作而是滞后性动作，说明保护的灵敏度是不够的，究其原因，主要是，当电抗器发生匝间短路故障时，即使短路环的电流将变得非常大，但就目前的空心电抗器结构来讲，电抗器的相电流变化却微乎几微，而电抗器配置的二段过流保护，检测的是电抗器的相电流而不能检测短路环的电流，相电流变化值达不到保护的动作阀值，保护自然不能动作。除相电流变化小之外，干式空心电抗器的电压、电感、磁场等电气量，在匝间短路故障时其变化值都不明显，对它们进行监测难以达到预警的目的。正因如此，一些新的保护方法应运而生，例如：

1、烟雾监测方法：利用烟感探测器检测电抗器燃烧所产生的烟气，可以判断电抗器是否发生了故障。不足的是，如果空气流通速度快，产生的烟雾容易被快速吹散，难以形成探测器识别的浓度，将造成无法监测。

2、温度监测方法：监测电抗器的温度变化，可判断电抗器是否异常。这种方法对测温探头的要求非常苛刻，测温探头既要防止强磁场(几百mT)、强电场(35kV及以上)的影响，还要考虑测温点数多(因最热点难以定位原则上需多装探头，实际上探头的布置受到电抗器结构、经济性、安全性等的限制，不可能安装大量的探头，这就有可能存在保护死区)、安装空间狭小(空心电抗器的气道宽一般不大于25mm)、振动等的影响。

3、相角、有功功率、焦耳热等的监测方法：虽然理论上，相角、有功功率、焦耳热等在匝间短路前后的变化确实比较明显，将其作为监测量可提高灵敏度，但是目前这些方法并未充分考虑到匝间短路的变化过程，保护动作阀值的设定不够理想。

发明内容

本发明所要解决的是现有干式空心电抗器在使用过程中存在灵敏度和可靠性不高的问题，提供一种干式空心电抗器匝间短路保护方法和装置。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种干式空心电抗器匝间短路保护方法，包括步骤如下：

步骤1、在干式空心电抗器投入运行后，在一个周期内同时采集干式空心电抗器的相电压和相电流；先利用获取的相电压和相电流计算出有功电流，再存储该有功电流和相电压作为当前有功电流基准值和当前相电压基准值；

步骤2、连续间隔若干周期后，再在一个周期内同时采集干式空心电抗器的相电压和相电流；先利用获取的相电压和相电流计算出有功电流，再将该有功电流和相电压作为当前有功电流和当前相电压；

步骤3、计算当前有功电流与当前有功电流基准值的比值，并作为当前有功电流比值；同时，计算当前相电压与当前相电压基准值的比值，并作为当前相电压比值；