基于有功功率的并联干式空心电抗器的保护方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术提供的方法，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。

【技术实现步骤摘要】
基于有功功率的并联干式空心电抗器的保护方法
本专利技术涉及输变电
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的专利技术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。根据本专利技术的实施例，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：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，建立有功功率的计算式，通过计算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。优选地，所述有功功率的计算式为：式中，Pi表示有功功率，Ui表示相电压，Ii表示相电流，θi表示各相的相电压与相电流之间的相位差，表示未发生匝间击穿的电抗器初次投入时各相的相电压与相电流之间的相位差，也称为相电压与相电流之间的相位差设计初始值。优选地，所述基于有功功率的保护判断方法为：根据所述有功功率的计算值，判断所述有功功率的计算值的正负；如果所述有功功率的计算值为负，则发生匝间击穿；如果所述有功功率的计算值为正，则未发生匝间击穿。优选地，所述步骤S4具体包括：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值，则发生匝间击穿，输出一个逻辑值给所述电抗器的开关，触发开关动作，启动所述保护方法，切除所述发生匝间击穿的电抗器；如果所述有功功率为正值，则未发生匝间击穿，不启动所述保护方法。由以上技术方案可知，本专利技术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：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；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、相电流和各相的相电压与相电流之间的相位差；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；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。本专利技术提供的方法，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、相电流和各相的相电压与相电流之间的相位差，进而计算得到有功功率，通过有功功率的正负，判断是否启动保护方法；本专利技术提供的方法，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故障的电抗器的速度，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，如起火等，以保证电网的安全运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例示出的基于有功功率的并联干式空心电抗器的保护方法的流程图；图2为本专利技术实施例示出的发生匝间击穿故障的并联干式空心电抗器的等效电路图；图3为本专利技术实施例示出的发生匝间击穿故障的并联干式空心电抗器中未发生匝间击穿的完好匝对匝间击穿短路匝的能量提供示意图；图4为本专利技术实施例示出的发生匝间击穿故障后完好匝和短路匝之间电源和负载的等效电路图；图5为本专利技术实施例示出的BKDK-20000/35并联干式空心电抗器发生匝间击穿放电时的有功功率情况示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，根据本专利技术实施例提供的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、相电流和各相的相电压与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。本专利技术实施例提供的针对并联干式空心电抗器的保护方法，是基于电抗器的有功功率的方法，根据有功功率的正负判断是否出现匝间击穿故障，以高效地、灵敏地切除发生匝间击穿故障的电抗器，对并联干式空心电抗器的正常运行起到保护作用。具体地，在步骤S1中，当所述并联干式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于有功功率的并联干式空心电抗器的保护方法，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种基于有功功率的并联干式空心电抗器的保护方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭庆军，颜冰，钱国超，崔志刚，马仪，邹德旭，姜雄伟，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53