CN107919651B - 一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护方法，该方法包括以下步骤：采集高抗绕组三相电流与抽能绕组三相电流计算高抗绕组零序电流抽能绕组零序电流k13I01；若3I02＞k13I01，且3I02＞2I0set，则抽能绕组匝间保护无延时动作；若3I02＞k13I01，且3I02＜2I0set、3I02＞I0set，则抽能绕组匝间保护经延时t动作；若3I02≤k13I01，则抽能绕组匝间保护不动作。本设计提高了抽能绕组匝间故障的灵敏度，同时不受抽能高抗区外故障的影响。

Description

一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护方法及装置
技术领域
本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护方法及装置，主要适用于提高抽能绕组匝间故障的灵敏度，同时不受抽能高抗区外故障的影响。
背景技术
随着我国电力工业的迅速发展，装机容量日益增长，电网规模越来越大。在超高压、特高压远距离输电线路中，如果沿线没有大的负荷，一般选择在线路中间建造开关站。在这种情况下谋求可靠的站用电源，不仅工程造价高、难度大、跨地区、涉及面广，而且又极不安全。为了解决在那些偏远而且又无可靠供电电网地区的开关站的站用电问题，带有抽能绕组系统的并联电抗器得到了应用。
传统电抗器保护在抽能绕组匝间故障时灵敏度不足，为了能够快速的切除抽能绕组匝间故障，避免故障发展损坏绕组，保证抽能并联高抗安全运行，必须配置抽能绕组匝间保护予以补充。目前抽能绕组匝间保护采用抽能绕组零序电流构造保护判据，当抽能绕组零序电流大于整定值(需要人工整定)时，经延时动作，跳开并联电抗器所连线路侧断路器。当高抗区外发生接地短路或非全相运行时，抽能绕组零序电流大于定值时且持续时间超过抽能绕组匝间保护定值，抽能绕组匝间保护误动作。抽能绕组匝间保护属于电抗器主保护，抽能绕组匝间故障时，匝间保护无延时快速动作，匝间保护动作性能不应受区外故障影响。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的抽能绕组匝间保护区内故障灵敏度不足、区外故障存在误动风险的缺陷与问题，提供一种提高抽能绕组匝间故障的灵敏度，同时不受抽能高抗区外故障影响的抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护方法及装置。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护方法，该方法包括以下步骤：
A、采集高抗绕组三相电流与抽能绕组三相电流
B、计算高抗绕组零序电流抽能绕组零序电流
C、比较3I02与k13I01的大小，其中，k1为比率系数，若3I02＞k13I01，则转至步骤D；若3I02≤k13I01，则抽能绕组匝间保护不动作；
D、比较3I02与2I0set的大小，其中，I0set为高灵敏度零序过电流启动判据整定值，若3I02＞2I0set，则抽能绕组匝间保护无延时动作；若3I02＜2I0set，则转至步骤E；
E、比较3I02与I0set的大小，若3I02＞I0set，则抽能绕组匝间保护经延时t动作；若3I02＜I0set，则抽能绕组匝间保护不动作。
所述比率系数k1的取值范围为10～20。
所述延时t的取值范围为10ms～80ms。
一种用于实施上述所述方法的抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护装置，所述装置包括数据采集模块、故障判别模块、出口继电器，所述故障判别模块分别与数据采集模块、出口继电器相连接；
所述数据采集模块，用于采集高抗绕组侧及抽能绕组侧电流；
所述故障判别模块，用于对电流采集值进行傅里叶计算，并利用匝间零序保护判据进行故障判别；
所述出口继电器，用于保护动作出口。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护方法及装置中抽能绕组匝间保护是利用抽能绕组与高抗绕组零序电流构成的，正常情况及抽能绕组区外故障时，抽能绕组匝间保护可靠不动作；抽能绕组区内故障时，抽能绕组匝间保护可靠动作，动作速度与抽能绕组零序电流相关，抽能绕组零序电流越大，动作速度越快。因此，本发明提高了抽能绕组匝间故障的灵敏度，同时不受抽能高抗区外故障的影响。
附图说明
图1是本发明中抽能电抗器零序等值回路。
图2是本发明中一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护动作逻辑图。
图3是本发明中一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护装置的结构框图。
图中：X01为高抗绕组漏抗，X02为抽能绕组漏抗，X0m为励磁阻抗。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图3，一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护方法，该方法包括以下步骤：
A、采集高抗绕组三相电流与抽能绕组三相电流
B、计算高抗绕组零序电流抽能绕组零序电流
C、比较3I02与k13I01的大小，其中，k1为比率系数，若3I02＞k13I01，则转至步骤D；若3I02≤k13I01，则抽能绕组匝间保护不动作；
D、比较3I02与2I0sef的大小，其中，I0set为高灵敏度零序过电流启动判据整定值，若3I02＞2I0set，则抽能绕组匝间保护无延时动作；若3I02＜2I0sef，则转至步骤E；
E、比较3I02与I0set的大小，若3I02＞I0set，则抽能绕组匝间保护经延时t动作；若3I02＜I0set，则抽能绕组匝间保护不动作。
所述比率系数k1的取值范围为10～20。
所述延时t的取值范围为10ms～80ms。
一种用于实施上述所述方法的抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护装置，所述装置包括数据采集模块、故障判别模块、出口继电器，所述故障判别模块分别与数据采集模块、出口继电器相连接；
所述数据采集模块，用于采集高抗绕组侧及抽能绕组侧电流；
所述故障判别模块，用于对电流采集值进行傅里叶计算，并利用匝间零序保护判据进行故障判别；
所述出口继电器，用于保护动作出口。
本发明的原理说明如下：
本设计属于电气技术(技术领域)电力系统及其自动化(技术领域二级)继电保护(技术领域三级)，具体公开了一种利用抽能绕组与高抗绕组零序电流构成的抽能绕组匝间零序保护方法及装置，该保护方法能够显著提高抽能绕组匝间故障的灵敏度，同时不受抽能高抗区外故障影响，解决了现有抽能绕组匝间保护区内故障灵敏度不足、区外故障存在误动风险。
一种利用抽能绕组与高抗绕组零序电流构成的抽能绕组匝间保护由三部分组成：
(1)抽能绕组匝间零序保护：3I02＞K13I01
式中，I01、I02分别为高抗绕组零序电流、抽能绕组零序电流，k1为比率系数；
(2)高灵敏度零序过电流启动判据：3I02＞I0set
式中，I0set为高灵敏度零序过电流启动判据整定值；
(3)低灵敏度零序过电流启动判据：3I02＞2I0set
三部分配合逻辑如附图2所示，抽能绕组匝间零序保护与高灵敏度零序过电流启动判据二者采取“与”门逻辑，经延时t出口，抽能绕组匝间零序保护与高灵敏度零序过电流启动判据二者采取“与”门逻辑的结果与低灵敏度零序过电流启动判据采取“与”门直接出口。
正常情况下，3I02＝0＜k13I01，抽能绕组匝间零序保护不动作，3I02＝0＜I0set，高灵敏度零序过电流启动判据、低灵敏度零序过电流启动判据均不动作，抽能绕组匝间保护可靠不动作。
抽能绕组区内故障时，3I02＞k13I01，且3I02＞I0set，抽能绕组匝间保护可靠经延时t动作，当3I02＞2I0set时，抽能绕组匝间保护可靠无延时动作。
抽能绕组区外故障时，3I02≤k13I01，抽能绕组匝间保护可靠不动作。
综上，正常情况及抽能绕组区外故障时，本设计抽能绕组匝间保护可靠不动作；抽能绕组区内故障时，本设计抽能绕组匝间保护可靠动作，动作速度与抽能绕组零序电流相关，抽能绕组零序电流越大，动作速度越快。相比单纯依据抽能绕组零序电流大小的抽能绕组匝间保护，本设计提出的匝间保护只采用电流，不受PT断线影响，保护定值与电抗器参数相关，与系统参数无关，可靠性、灵敏性大幅提高，动作速度快，抽能绕组严重匝间故障时，匝间保护无延时动作。区内接地短路，主绕组匝间短路，也有很高的灵敏度。
实施例：
参见图1、图2，一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护方法，该方法包括以下步骤：
A、采集高抗绕组三相电流与抽能绕组三相电流
B、计算高抗绕组零序电流抽能绕组零序电流
C、比较3I02与k13I01的大小，其中，k1为比率系数，所述比率系数k1的取值范围为10～20，若3I02＞k13I01，则转至步骤D；若3I02≤k13I01，则抽能绕组匝间保护不动作；
D、比较3I02与2I0set的大小，其中，I0set为高灵敏度零序过电流启动判据整定值，若3I02＜2I0set，则抽能绕组匝间保护无延时动作；若3I02＜2I0set，则转至步骤E；
E、比较3I02与I0set的大小，若3I02＞I0set，则抽能绕组匝间保护经延时t动作；若3I02＜I0set，则抽能绕组匝间保护不动作；所述延时t的取值范围为10ms～80ms。
参见图3，一种用于实施上述所述方法的抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护装置，所述装置包括数据采集模块、故障判别模块、出口继电器，所述故障判别模块分别与数据采集模块、出口继电器相连接；
所述数据采集模块，用于采集高抗绕组侧及抽能绕组侧电流；
所述故障判别模块，用于对电流采集值进行傅里叶计算，并利用匝间零序保护判据进行故障判别；
所述出口继电器，用于保护动作出口。

Claims (2)

1.一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、采集高抗绕组三相电流与抽能绕组三相电流
B、计算高抗绕组零序电流抽能绕组零序电流
C、比较3I02与k13I01的大小，其中，k1为比率系数，所述比率系数k1的取值范围为10～20，若3I02＞k13I01，则转至步骤D；若3I02≤k13I01，则抽能绕组匝间保护不动作；
D、比较3I02与2I0set的大小，其中，I0set为高灵敏度零序过电流启动判据整定值，若3I02＞2I0set，则抽能绕组匝间保护无延时动作；若3I02＜2I0set，则转至步骤E；
E、比较3I02与I0set的大小，若3I02＞I0set，则抽能绕组匝间保护经延时t动作；若3I02＜I0set，则抽能绕组匝间保护不动作；
所述延时t的取值范围为10ms～80ms。
2.一种用于实施权利要求1所述方法的抽能电抗器抽能绕组匝间零序保护装置，其特征在于：
所述装置包括数据采集模块、故障判别模块、出口继电器，所述故障判别模块分别与数据采集模块、出口继电器相连接；
所述数据采集模块，用于采集高抗绕组侧及抽能绕组侧电流；
所述故障判别模块，用于对电流采集值进行傅里叶计算，并利用匝间零序保护判据进行故障判别；
所述出口继电器，用于保护动作出口。
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