一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法。其工作方式是：采集包括抽能电抗器网侧绕组三相电压、网侧绕组首端三相电流和抽能绕组三相电流在内的电气量，进行区外异常检测、抽能绕组谐波检测和抽能绕组零序过流检测；当区外异常检测、抽能绕组谐波检测和抽能绕组零序过流检测三者同时满足且持续时间达到动作延时后，抽能绕组匝间保护动作。同时相应公开了一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护装置。本发明专利技术为抽能电抗器抽能绕组匝间短路故障提供完备的解决方案，既能保证抽能绕组匝间短路故障时灵敏、快速动作，也能防止区外故障、区外非全相运行及正常空投抽能电抗器时保护的误动作。

【技术实现步骤摘要】
一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法和装置
本专利技术涉及电力系统领域电抗器保护的设计方法，具体而言涉及抽能电抗器的抽能绕组匝间短路故障的保护方法和装置。
技术介绍
抽能电抗器既能像普通电抗器一样用于无功补偿，同时还能像高压站用变一样将高压电转成低压电作为开关站的站用电源，如图1所示，可以很好地同时解决高压远距离输电线路沿途开关站的无功补偿及站用电源问题。与使用普通电抗器和高压站用变压器的方案相比，经济效益巨大，因此抽能电抗器具有良好的应用前景。当前，由于工程上抽能电抗器的应用案例有限，抽能电抗器的保护配置尤其是针对抽能电抗器抽能绕组匝间短路故障的保护很不完备，给抽能电抗器的安全运行带来隐患甚至发生过抽能绕组烧毁事故。现场某500kV开关站抽能高抗抽能绕组仅配置非电量保护，由于抽能绕组容量小，抽能绕组故障后，非电量保护在故障发生约100秒后才动作，此时抽能绕组已经完全损毁。现有技术之一是采用抽能绕组自产零序过流保护反映抽能绕组匝间短路故障。这个方案仅能解决有无电气量保护的问题，对于区外非对称性故障或非全相运行，存在误动的可能，若想通过提高定值或加大延时去增加选择性，则又带来灵敏性和速动性不足的问题。现有技术之二是在现有技术之一的基础上提出进一步的改进方案，即利用带网侧绕组自产零序电压和自产零序电流闭锁的抽能绕组自产零序过流保护反映抽能绕组匝间短路故障，这个保护方案能较好解决区外非对称性故障或非全相运行时保护的可靠性与灵敏性、速动性难以协调的问题，但存在抽能电抗器空投时因为励磁涌流的原因导致抽能电抗器保护误动作的不足。现有技术之三提出采用抽能绕组的电流和电压，通过计算抽能绕组自身负序阻抗的大小的方案区分电抗器抽能绕组区内和区外故障。考虑到抽能电抗器抽能绕组发生区外非对称故障及区内匝间短路故障时，抽能绕组的电流和电压都会产生相应的负序电流及负序电压，而且大小差异不大，尤其是短路匝数较多时。因此该方案也存在选择性不够的缺点。为了解决上述抽能电抗器抽能绕组匝间短路故障时保护灵敏性、速动性、可靠性和选择性的不足，需要一种全新的抽能绕组匝间保护方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法和装置，为抽能电抗器抽能绕组匝地短路故障提供完备的解决方案，既能保证抽能绕组匝间短路故障时灵敏快速动作，也能防止区外故障、区外非全相运行及正常空投抽能电抗器时保护的误动作。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是：一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法，采集电气量，包括抽能电抗器网侧绕组三相电压、网侧绕组首端三相电流和抽能绕组三相电流，根据所述采集电气量进行区外异常检测、抽能绕组谐波检测和抽能绕组零序过流检测；当区外异常检测、抽能绕组谐波检测和抽能绕组零序过流检测三者条件同时满足且持续时间达到动作延时后，所述抽能绕组匝间保护方法动作条件成立。上述抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法中，区外异常检测具体指的是：根据抽能电抗器网侧绕组三相电压计算网侧绕组首端三相电流，根据网侧绕组首端三相电流计算网侧绕组首端三相电流的自产零序电流；当判断到抽能电抗器网侧绕组自产零序电压低于零序有压定值，网侧绕组首端三相电流有流，网侧绕组首端三相电流的自产零序电流低于零序有流定值，这三者同时满足时，所述区外异常检测条件满足。上述抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法中，抽能绕组谐波检测具体指的是：根据抽能绕组三相电流计算每相电流中的二次谐波或三次谐波含量；抽能绕组三相电流中任何一相电流的二次谐波或三次谐波含量小于谐波定值1时，抽能绕组谐波检测条件1满足；当抽能电抗器空投结束后，若抽能绕组三相电流中任何一相电流的二次谐波或三次谐波含量小于谐波定值2，抽能绕组谐波检测条件2满足；抽能绕组谐波检测条件1或抽能绕组谐波检测条件2任一条件满足，则所述抽能绕组谐波检测条件满足。上述抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法中，所述抽能绕组零序过流检测具体为：计算抽能绕组A、B、C三相电流自产零序电流的工频基波有效值，当该值大于抽能绕组匝间保护定值时，抽能绕组零序过流检测条件满足。上述抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法中，所述区外异常检测，其动作判据如下，其中，3U0为抽能电抗器网侧绕组三相电压的自产零序电压的工频基波有效值；U0set为零序有压判据定值；3I0为抽能电抗器网侧绕组首端三相电流的自产零序电流工频基波有效值；I0set为零序有流判据定值；IA,IB,IC为抽能电抗器网侧绕组首端三相电流的工频基波有效值；Iset为网侧有流判据定值；min()为求最小值；当所述公式1中的三个表达式同时成立时，区外异常检测条件满足。上述抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法中，所述零序有压判据定值U0set，按躲过正常工况时电抗器网侧绕组PT最大不平衡电压整定；所述零序有流判据定值I0set，按躲过正常工况时可能出现的最大不平衡电流整定。上述抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法中，所述抽能绕组谐波检测，其动作判据如下，其中，Ia,Ib,Ic分别为抽能绕组A、B、C三相电流的工频基波有效值；Ia2,Ib2,Ic2分别为抽能绕组A、B、C三相电流的二次谐波有效值；Ia3,Ib3,Ic3分别为抽能绕组A、B、C三相电流的三次谐波有效值；K1set为谐波定值1；min()为求最小值；当所述公式2中的两个表达式同时成立时，所述抽能绕组谐波检测条件1满足；其中，K2set为谐波定值2；采集抽能电抗器网侧绕组首端电流，分ABC三相，任一相电流工频有效值大于有流定值则判断为有电流状态，反之则为无电流状态；当判断到抽能电抗器网侧绕组首端电流由无电流状态变为有电流状态并延时后，即判为抽能电抗器空投结束；当空投结束且所述公式3中的两个表达式同时成立时，所述抽能绕组谐波检测条件2满足；抽能绕组谐波检测条件1或抽能绕组谐波检测条件2任一条件满足，则所述抽能绕组谐波检测条件满足。上述抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法中，所述谐波定值1K1set根据抽能电抗器励磁涌流谐波含量整定；所述谐波定值2K2set根据抽能电抗器空投于故障时涌流谐波含量来定。本专利技术相应提出了一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护装置，包括采样模块、计算判断模块；所述采样模块，用于采集电气量，包括抽能电抗器网侧绕组三相电压、网侧绕组首端三相电流和抽能绕组三相电流；所述计算判断模块，包括区外异常检测模块、抽能绕组谐波检测模块、抽能绕组零序过流检测模块和判定模块；区外异常检测模块、抽能绕组谐波检测模块和抽能绕组零序过流检测模块分别用于接收采样模块的电气量，据此进行区外异常检测、抽能绕组谐波检测和抽能绕组零序过流检测；当判定模块接收到区外异常检测模块、抽能绕组谐波检测模块和抽能绕组零序过流检测模块的的动作条件同时满足且持续时间达到动作延时后，判定模块判定抽能绕组匝间保护动作条件成立。上述一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护装置中，所述区外异常检测模块，用于根据抽能电抗器网侧绕组三相电压计算网侧绕组首端三相电流，根据网侧绕组首端三相电流计算网侧绕组首端三相电流的自产零序电流；当判断到抽能电抗器网侧绕组自产零序电压低于零序有压定值，网侧绕组首端三相电流有流，网侧绕组首端三相电流的自产零序电流低于零序有流定值，这三者同时满足时，区外异常检测条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法，其特征在于：采集电气量，包括抽能电抗器网侧绕组三相电压、网侧绕组首端三相电流和抽能绕组三相电流，根据所述采集电气量进行区外异常检测、抽能绕组谐波检测和抽能绕组零序过流检测；当区外异常检测、抽能绕组谐波检测和抽能绕组零序过流检测三者条件同时满足且持续时间达到动作延时后，所述抽能绕组匝间保护方法动作条件成立。

【技术特征摘要】
1.一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法，其特征在于：采集电气量，包括抽能电抗器网侧绕组三相电压、网侧绕组首端三相电流和抽能绕组三相电流，根据所述采集电气量进行区外异常检测、抽能绕组谐波检测和抽能绕组零序过流检测；当区外异常检测、抽能绕组谐波检测和抽能绕组零序过流检测三者条件同时满足且持续时间达到动作延时后，所述抽能绕组匝间保护方法动作条件成立。2.如权利要求1所述的一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法，其特征在于，区外异常检测具体指的是：根据抽能电抗器网侧绕组三相电压计算网侧绕组首端三相电流，根据网侧绕组首端三相电流计算网侧绕组首端三相电流的自产零序电流；当判断到抽能电抗器网侧绕组自产零序电压低于零序有压定值，网侧绕组首端三相电流有流，网侧绕组首端三相电流的自产零序电流低于零序有流定值，这三者同时满足时，所述区外异常检测条件满足。3.如权利要求1所述的一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法，其特征在于，抽能绕组谐波检测具体指的是：根据抽能绕组三相电流计算每相电流中的二次谐波或三次谐波含量；抽能绕组三相电流中任何一相电流的二次谐波或三次谐波含量小于谐波定值1时，抽能绕组谐波检测条件1满足；当抽能电抗器空投结束后，若抽能绕组三相电流中任何一相电流的二次谐波或三次谐波含量小于谐波定值2，抽能绕组谐波检测条件2满足；抽能绕组谐波检测条件1或抽能绕组谐波检测条件2任一条件满足，则所述抽能绕组谐波检测条件满足。4.如权利要求1所述的一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法，其特征在于，所述抽能绕组零序过流检测具体为：计算抽能绕组A、B、C三相电流自产零序电流的工频基波有效值，当该值大于抽能绕组匝间保护定值时，抽能绕组零序过流检测条件满足。5.如权利要求2所述的一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法，其特征在于：所述区外异常检测，其动作判据如下，其中，3U0为抽能电抗器网侧绕组三相电压的自产零序电压的工频基波有效值；U0set为零序有压判据定值；3I0为抽能电抗器网侧绕组首端三相电流的自产零序电流工频基波有效值；I0set为零序有流判据定值；IA,IB,IC为抽能电抗器网侧绕组首端三相电流的工频基波有效值；Iset为网侧有流判据定值；min()为求最小值；当所述公式1中的三个表达式同时成立时，区外异常检测条件满足。6.如权利要求5所述的一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法，其特征在于：所述零序有压判据定值U0set，按躲过正常工况时电抗器网侧绕组PT最大不平衡电压整定；所述零序有流判据定值I0set，按躲过正常工况时可能出现的最大不平衡电流整定。7.如权利要求3所述的一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法，其特征在于：所述抽能绕组谐波检测，其动作判据如下，其中，Ia,Ib,Ic分别为抽能绕组A、B、C三相电流的工频基波有效值；Ia2,Ib2,Ic2分别为抽能绕组A、B、C三相电流的二次谐波有效值；Ia3,Ib3,Ic3分别为抽能绕组A、B、C三相电流的三次谐波有效值；K1set为谐波定值1；min()为求最小值；当所述公式2中的两个表达式同时成立时，所述抽能绕组谐波检测条件1满足；其中，K2set为谐波定值2；采集抽能电抗器网侧绕组首端电流，分ABC三相，任一相电流工频有效值大于有流定值则判断为有电流状态，反之则为无电流状态；当判断到抽能电抗器网侧绕组首端电流由无电流状态变为有电流状态并延时后，即判为抽能电抗器空投结束；当空投结束且所述公式3中的两个表达式同时成立时，所述抽能绕组谐波检测条件2满足；抽能绕组谐波检测条件1或抽能绕组谐波检测条件2任一条件满足，则所述抽能绕组谐波检测条件满足。8.如权利要求7所述的一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护方法，其特征在于：所述谐波定值1K1set根据抽能电抗器励磁涌流谐波含量整定；所述谐波定值2K2set根据抽能电抗器空投于故障时涌流谐波含量来定。9.一种抽能电抗器的抽能绕组匝间保护装置，其特征在于：包括采样模块、计算判断模块；所述采样模块，用于采集电气量，包括抽能电抗器网侧绕组三相电压、网侧绕组首端三相电流和抽能绕组三相电流；所述计算判断模...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫品豪，郑超，张晓宇，吕航，顾乔根，程骁，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32