并联电抗器的匝间启动方法技术

本发明专利技术公开了一种并联电抗器的匝间启动方法，要解决的技术问题是提高启动元件的灵敏度和可靠性。包括以下步骤：微机计算出主电抗的二次额定阻抗和小电抗的二次额定阻抗理论值，线路侧三相电压和电流的向量值，并联电抗器主电抗三相的测量阻抗，当并联电抗器主电抗三相的任一测量阻抗≤０．９５×主电抗的二次额定阻抗，判定存在匝间故障，本发明专利技术与现有技术相比，利用电抗器正常时测量阻抗基本保持不变，发生匝间故障时测量阻抗显著降低的特征，电抗器区外故障时，由于测量阻抗不会变化并联电抗器匝间保护启动元件不启动，只有区内故障时才启动开放匝间保护，在保证匝间保护启动可靠性的前提下，大大提高启动的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统的保护方法，特别是一种电力系统超高压、特高 压电力主设备的并联电抗器匝间短路保护启动的判别方法。
技术介绍
由于电力系统线路接地故障较多，接地故障后的重合闸，在此过程中暂态 电流含有丰富的高次谐波，并存在电抗器与线路对地电容的能量交换，因此并 联电抗器谐波过温、微振动严重造成匝间短路故障比率比较高，但目前的电抗 器匝间保护启动元件因单绕组电感性电气特征的原因，其启动元件的可靠性和 灵敏度一直不高，电抗器匝间保护的可靠运行和故障检测受到很大的限制。中国专利申请号03131515.5，名称为并联电抗器匝间短路保护零序阻抗判别方法， 提出采用相电流周/周比较的电流变化量ΔIi大于(0.1-0.3)电抗器二次额定电流Ln，判定系统有扰动，作为故障出现的判别依据；匝间保护采用电抗器首端 零序电流3I0大于零序监控电流Lmm，且测量阻抗满足阻抗条件为依据。该启动方法存在如下缺陷l.任何故障出现，该故障判别依据都满足，不能区分电抗器 区内和区外故障；2.由于需要躲过电抗器正常工况的不平衡，零序监控电流/_不可能取的很小， 一般取电抗器额定电流的0.2倍，匝间保护的灵敏度受到限 制。中国专利申请号200310106433.7，名称为高压并联电抗器匝间保护的方法， 提出了相电流工频变化量制动与浮动门槛的匝间短路保护启动元件和匝间故障 开放元件，提高了匝间故障开放元件灵敏度，但依然存在不能区分电抗器区内 和区外故障以及电抗器小匝短路时灵敏度不高的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，要解决的技术问题 是提高并联电抗器匝间保护启动元件的灵敏度和可靠性。本专利技术采用以下技术方案 一种，包括以下步 骤 一、微机计算出主电抗的二次额定阻抗理论值和小电抗的二次额定阻抗理 论值；二、微机获取电抗器系统的模拟量信息，计算出线路侧三相电压和电流 的向量值；三、微机计算并联电抗器主电抗ABC三相的测量阻抗；四、微机比 较判断，当并联电抗器主电抗ABC三相的任一测量阻抗《0.95X主电抗的二次 额定阻抗，判定为存在匝间故障，向匝间保护启动元件发出信号，匝间保护启 动元件动作。本专利技术的微机根据人机界面输入的电抗器系统设定参数电压互感器变比、 电抗器首端电流互感器变比、主电抗器的一次额定阻抗、小电抗一次额定阻抗， 计算出主电抗的二次额定阻抗理论值和小电抗的二次额定阻抗理论值。本专利技术的微机通过数据采集单元，获得并联电抗器的电压和电流值，经模 拟/数字转换，将并联电抗器电压和电流输入量转换为数字量，由微机将数据采 集单元输出的数字量进行计算，获取线路测三相电压和电流的向量值。本专利技术的数据采集单元为微机装置内部的电流和电压小变换器及模拟/数字 转换回路。本专利技术的数字量为瞬时采样值。本专利技术的微机计算并联电抗器的中性点小电抗的压降，得到主电抗中心点 的电压，再计算并联电抗器主电抗上ABC三相的电压降，最后计算并联电抗器 主电抗ABC三相的测量阻抗。本专利技术的微机计算出三相主电抗不平衡，零序电流不为零，中性点小电抗的电流不等于三相电流的向量和，电抗器的中性点小电抗的压降不再等于中性点 小电抗压降计算值，电抗器主电抗上三相的电压降也不再分别为主电抗三相电 压降计算值，计算阻抗值将不再是主电抗的阻抗值时，微机判断为并联电抗器 区内接地和相间故障。本专利技术的方法满足并联电抗器主电抗ABC三相的任一测量阻抗《0. 95X主 电抗的二次额定阻抗时，微机向匝间保护启动元件发出信号，启动匝间保护。本专利技术与现有技术相比，利用电抗器正常时测量阻抗基本保持不变，而发 生匝间故障时测量阻抗显著降低的特征，基于相阻抗变化匝间启动，电抗器区 外故障时，由于测量阻抗不会变化并联电抗器匝间保护启动元件不启动，只有 区内故障时才启动开放匝间保护，在保证匝间保护启动可靠性的前提下，大大 提高启动的灵敏度。 附图说明图1是本专利技术实施例并联电抗器系统接线原理图。 图2是本专利技术实施例并联电抗器等效电路图。 图3是本专利技术实施例区内匝间故障电路示意图。 图4是本专利技术实施例接地故障电路示意图。 图5是本专利技术实施例相间故障电路示意图。 图6是本专利技术实施例区外故障电路示意图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术的并联电抗器 的匝间启动方法基于微机继电保护装置实现，电抗器故障后电抗器本身的相阻 抗参数将降低，利用并联电抗器的测量阻抗变化的特性作为匝间保护的启动方 法。包括以下步骤一、 如图2所示，微机根据通过人机界面输入的电抗器系统设定参数电 压互感器TV变比。电抗器首端电流互感器TA变比w。、主电抗器的一次额定 阻抗ZA,、小电抗一次额定阻抗Zi^，计算出主电抗的二次额定阻抗ZA理论值 和小电抗的二次额定阻抗Zi^。理论值，计算公式如下<formula>formula see original document page 7</formula>二、 微机获取电抗器系统的模拟量信息通过数据采集单元，即微机装置 内部的电流和电压小变换器，获得并联电抗器的电压和电流值，经模拟/数字转 换，将并联电抗器电压和电流输入量转换为数字量，为瞬时采样值，由数据处 理单元，即微机CPU将数据采集单元输出的数字量进行计算，分别计算出线路 测三相电压和电流的向量值《、瑪、^和/p存、*，计算公式分别如下<formula>formula see original document page 7</formula>式中N为采样系统的每周波的采样点数，本实施例实现过程中N=24， f/aW、w、 Kw、 4W、 、)、 /^)分别为线路测三相电压和电流瞬时采样值。三、 计算并联电抗器的中性点小电抗的压降^ +存+存^A。，即得到主电抗中心点的电压(* +存+存)*^。；四、计算并联电抗器主电抗上ABC三相的电压降《-(S +存+《卜Z^、鴻-fe+存+存)A。、 e^-(存+存+i^A。；五、计算并联电抗器主电抗ABC三相的测量阻抗Z。=冉，正常无故障时z。-z^，六、微机比较判断，当Z。《0.95 x ZZ^或者& 2 0.95 x 或者Z￡《0.95 x Zi^ ，判 定为存在匝间故障，向匝间保护启动元件发出信号，匝间保护启动元件动作， 匝间保护启动元件动作后将开放匝间保护的主判据计算和匝间保护动作跳闸出 口回路正电源。本专利技术的方法考虑了并联电抗器各种故障情况下匝间保护启动元件的动作 情况，具体如下1、如图3所示，并联电抗器区内匝间故障，以区内A相匝间故障为例，匝 间故障后三相主电抗不平衡，微机计算判断出零序电流3/。=(存+存+存>0，电 抗器的中性点小电抗的压降(g +存+^卜Z^0，但电抗器主电抗上ABC三相的 电压降仍然分别为承。-(S +存+《)W^ 、 、仍然可利用 Z。=《-te +存+存)丄,。冉计算主电抗的阻抗值。由于短路的匝间存在很大的环流，导致主电抗A相阻抗测量值冉明显变小，将满足Z。 S0.95xZA, B相和C相由于其主电抗本身的阻抗参数不会变化，b相和c相测量阻抗^ =， z, = za ，考虑测量和计算的误差不可能达到5%，所以此时只有a相满足动作条件Z。 S0.9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联电抗器的匝间启动方法，包括以下步骤：一、微机计算出主电抗的二次额定阻抗理论值和小电抗的二次额定阻抗理论值；二、微机获取电抗器系统的模拟量信息，计算出线路侧三相电压和电流的向量值；三、微机计算并联电抗器主电抗ＡＢＣ三相的测量阻抗；四、微机比较判断，当并联电抗器主电抗ＡＢＣ三相的任一测量阻抗≤０．９５×主电抗的二次额定阻抗，判定为存在匝间故障，向匝间保护启动元件发出信号，匝间保护启动元件动作。

【技术特征摘要】
1.一种并联电抗器的匝间启动方法，包括以下步骤一、微机计算出主电抗的二次额定阻抗理论值和小电抗的二次额定阻抗理论值；二、微机获取电抗器系统的模拟量信息，计算出线路侧三相电压和电流的向量值；三、微机计算并联电抗器主电抗ABC三相的测量阻抗；四、微机比较判断，当并联电抗器主电抗ABC三相的任一测量阻抗≤0.95×主电抗的二次额定阻抗，判定为存在匝间故障，向匝间保护启动元件发出信号，匝间保护启动元件动作。2. 根据权利要求l所述的并联电抗器的匝间启动方法，其特征在于所述微机 根据人机界面输入的电抗器系统设定参数电压互感器变比、电抗器首端电 流互感器变比、主电抗器的一次额定阻抗、小电抗一次额定阻抗，计算出主 电抗的二次额定阻抗理论值和小电抗的二次额定阻抗理论值。3. 根据权利要求2所述的并联电抗器的匝间启动方法，其特征在于所述微机通过数据采集单元，获得并联电抗器的电压和电流值，经模拟/数字转换，将 并联电抗器电压和电流输入量转换为数字量，由微机将数据采集单元输出的 数字量进行计算，获取线路测三相电压和电流的向量值。4. 根据权利要求3所述的并联电抗器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雄，郝后堂，
申请(专利权)人：深圳南瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]