CN105186469A - 分级可控电抗器变化量零序过流匝间保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了分级可控电抗器变化量零序过流匝间保护方法，包括以下步骤，(1)计算电抗器首端当前周波的零序电压与前一周波零序电压的变化量ΔU0；(2)计算控制绕组侧当前周波的零序电流与前一周波零序电流的变化量ΔI0；(3)当所述零序电流变化量ΔI0大于零序过流门槛ΔIset，且零序电压变化量ΔU0小于零序电压闭锁门槛ΔUset，判断为区内接地故障或者匝间故障，实现匝间保护；本发明通过在相同控制绕组侧零序电流变化量基础上，比较网侧零序电压变化量的大小来判定电抗器控制绕组侧负载电抗的匝间故障；本发明基于零序过流保护在分级可控高抗控制绕组侧匝间故障时不受线路非全相及其他运行状态影响，判据简洁，保护灵敏，可靠性高。

Description

分级可控电抗器变化量零序过流匝间保护方法
技术领域
本发明属于电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种分级可控电抗器变化量零序过流匝间保护方法，对于分级可控电抗器的控制绕组侧负载电抗匝间短路故障有较高的保护灵敏性、可靠性和适应性。
背景技术
在高压长距离传输线路中，为了抑制工频过电压，补偿线路容性电流，一般会配置高压并联电抗器。传统的固定容量电抗器，因为容量无法调节，限制了电抗器的应用效果，因此，为了适应电抗器调节，采用分级可控电抗器，能够更好的和线路运行状态相适应。对抑制线路工频过电压，补偿线路容性电流起到更好的优化作用。
分级可控电抗器由高漏抗变压器带电抗器负载组成，通过调节负载大小，实现感性无功容量的调节。由于变压器高漏抗，在控制绕组侧负载电抗器发生小匝间故障时，故障电流非常小，现有技术中，一般配置带零序电压闭锁的零序过流保护来检测分级可控电抗器的匝间故障。零序过流保护由于带零序电压闭锁，一般过流定值较低，灵敏度较高，但当线路非全相运行时，零序电压闭锁失效，零序过流保护被闭锁，控制绕组侧负载电抗器匝间故障无法保护。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明提供一种分级可控电抗器变化量零序过流匝间保护方法，在线路各种运行状态下，当负载电抗发生匝间短路故障，均能可靠灵敏启动保护。
为达到以上目的，本发明采用以下技术方案来实现。
本发明采用的技术方案为：
分级可控电抗器变化量零序过流匝间保护方法，包括以下步骤，
(1)采集电抗器首端三相电压，计算首端三相电压的矢量和，记为零序电压，然后计算电抗器首端当前周波零序电压与前一周波零序电压的变化量，记为零序电压变化量ΔU0；
(2)采集控制绕组侧三相电流，计算控制绕组侧三相电流的矢量和，记为零序电流，然后计算当前周波零序电流与前一周波零序电流的变化量，记为零序电流变化量ΔI0；
(3)当所述零序电流变化量ΔI0大于零序过流门槛ΔIset，且零序电压变化量ΔU0小于零序电压闭锁门槛ΔUset，判断为区内接地故障或者匝间故障，匝间保护动作，从而实现匝间保护。零序电压变化量ΔU0为电抗器首端当前周波的零序电压与前一周波零序电压的变化量，零序电流变化量ΔI0为控制绕组侧当前周波的零序电流与前一周波零序电流的变化量。
零序电压变化量ΔU0与零序电流变化量ΔI0对应关系为：
ΔU0＝X0·ΔI0
其中，X0为等效零序阻抗。
电抗器正常运行时，均无零序电流和零序电压。当电抗器发生区内或者区外不对称接地故障时，零序电流和零序电压产生变化。
当电抗器发生区内负载电抗不对称接地故障或者匝间故障时，等效零序阻抗X0接近系统零序阻抗，其幅值较小。因此产生零序电流变化量时，对应的零序电压变化量也较小。
当电抗器发生区外不对称故障时，等效零序阻抗X0接近电抗器零序阻抗，其幅值较大。因此产生零序电流变化量时，对应的零序电压变化量也较大。
所以通过在相同零序电流变化量基础上，比较网侧零序电压变化量的大小来判定电抗器是否发生区内故障，尤其是控制绕组侧负载电抗的匝间故障。由于采用的是变化量的零序电压和零序电流进行判断，所以故障判断不受故障前系统状态如非全相等状态的影响。
与现有技术相比，本发明有益效果包括：
本发明提供了一种分级可控电抗器变化量零序过流匝间保护方法，由于采用的是零序电压和零序电流的变化量进行判断，所以故障判断不受故障前系统状态如非全相等状态的影响，因此变化量零序过流保护在分级可控高抗控制绕组侧匝间故障时不受线路非全相及其他运行状态影响，判据简洁，保护灵敏，可靠性高。
附图说明
图1电抗器区内故障零序电压变化量与零序电流变化量关系示意图；
图2电抗器区外故障零序电压变化量与零序电流变化量关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
分级可控电抗器变化量零序过流匝间保护方法，包括以下步骤，
(1)采集电抗器首端三相电压，计算首端三相电压的矢量和，所述三相电压的矢量和为零序电压，计算电抗器首端当前周波的零序电压与前一周波零序电压的变化量，标记为零序电压变化量ΔU0；
(2)采集控制绕组侧三相电流，计算控制绕组侧三相电流的矢量和，所述三相电流的矢量和为零序电流，计算控制绕组侧当前周波的零序电流与前一周波零序电流的变化量，记为零序电流变化量ΔI0；
(3)当所述零序电流变化量ΔI0大于零序过流门槛ΔIset，且零序电压变化量ΔU0小于零序电压闭锁门槛ΔUset，判断为区内接地故障或者匝间故障，匝间保护动作，实现匝间保护
即同时满足如下两式条件时判为区内匝间故障：
ΔI0＞ΔIset；
ΔU0＜ΔUset；
ΔIset为控制绕组零序电流变化量的零序过流门槛；
ΔUset为电抗器首端零序电压变化量的零序电压闭锁门槛。
零序电压变化量ΔU0为电抗器首端当前周波的零序电压与前一周波零序电压的变化量，零序电流变化量ΔI0为控制绕组侧当前周波的零序电流与前一周波零序电流的变化量。
零序电压变化量ΔU0计算公式为：
ΔU0＝X0·ΔI0
其中，X0为等效零序阻抗。
对于同样大小的零序电流变化量，当负载电抗发生故障时，如图1所示，网侧零序电压变化量ΔU0由系统阻抗XS0决定，是由于系统阻抗XS0远小于电抗器阻抗XL0，所以ΔU0幅值很小。而当区外故障时，如图2所示，网侧零序电压变化量由电抗器阻抗决定，电抗器阻抗XL0远大于系统阻抗XS0，所以ΔU0幅值较大。因此，变化量自产零序电流大于门槛，且网侧变化量零序电压小于闭锁门槛值时，判为高抗内部故障。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.分级可控电抗器变化量零序过流匝间保护方法，其特征在于，包括以下步骤，
(1)采集电抗器首端三相电压，计算首端三相电压的矢量和，所述三相电压的矢量和为零序电压，计算电抗器首端当前周波的零序电压与前一周波零序电压的变化量，标记为零序电压变化量ΔU0；
(2)采集控制绕组侧三相电流，计算控制绕组侧三相电流的矢量和，所述三相电流的矢量和为零序电流，计算控制绕组侧当前周波的零序电流与前一周波零序电流的变化量，记为零序电流变化量ΔI0；
(3)当所述零序电流变化量ΔI0大于零序过流门槛ΔIset，且零序电压变化量ΔU0小于零序电压闭锁门槛ΔUset，判断为区内接地故障或者匝间故障，匝间保护动作。
2.根据权利要求1所述的分级可控电抗器变化量零序过流匝间保护方法，其特征在于，
所述零序电压变化量ΔU0计算公式为：
ΔU0＝X0·ΔI0
其中，X0为等效零序阻抗。
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