CN108173239A - 一种抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方法 - Google Patents

Abstract

一种用于抽能绕组Δ型接线的抽能高抗保护配置方法，该配置方法主要内容包括：配置差动保护、零序差动保护和匝间保护作为主电抗器的主保护；配置主电抗器过流保护、过负荷保护和零序过流保护作为主电抗器的后备保护；配置中性点电抗器过流、过负荷保护作为中性点电抗器的保护；配置抽能零序过流保护作为抽能绕组的匝间保护，配置抽能转角复压过流保护作为抽能绕组的后备保护。该保护配置方案能够兼顾保护主电抗器的同时，又能灵敏、可靠地反映抽能绕组的匝间短路故障，相间短路故障。解决了当抽能绕组为三角形接线时，常规保护配置不能灵敏反映抽能匝间短路故障的技术难题，提高了保护的动作特性，具有很大的工程应用价值。

Description

一种抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方法

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，更具体地涉及一种用于抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方案。

背景技术

高压抽能并联电抗器的工作原理是在高压并联电抗补偿线路容性无功的同时，从每相高抗的抽能绕组引出两根电缆至所用变高压侧，作为开关站站用电的主供电源，为开关站提供照明或其它生活用电，可节省大量工程项目投资。由于高压电抗器直接连接于高压线路上，抽能绕组又是电抗器辅助绕组，当抽能绕组及其引出线上发生短路时，可能会误切除高压线路。因此，对高压抽能并联电抗器的保护配置提出了很高的要求。

目前，对于高压并联电抗器的保护配置方案已经很成熟，然而对于抽能高抗的保护配置还没有一个成熟稳定的配置方案。考虑到由于抽能绕组出现的保护误判有可能会切除高压带电部分造成误动的范围扩大，因此在首次应用的抽能绕组Y型接线抽能高抗保护配置中，主电抗器保护采用与普通高压并联电抗器相同的保护方案，抽能绕组配置了两段复压过流保护，用于反应抽能绕组的相间短路故障，第I段延时与站用变速断保护配合，跳开站用变高压侧开关，也作为站用变的后备保护；第II段延时跳开高压电抗器所接高压线路的本侧开关，同时通过线路保护的远跳回路跳开高压线路的对侧开关。由于站用变高压侧为不接地系统，抽能绕组的保护配置不考虑单线接地故障，单相接地故障用站用变低压侧零序过流保护反应。分析抽能绕组的Y、△接线方式可知，当抽能绕组为Y型接线时，此种保护配置能够反应抽能绕组系统的匝间短路和相间短路故障；当抽能绕组为Δ接线时，抽能绕组发生匝间短路故障，短路电流可等效为三相大小相等，方向相同的零序电流，在Δ型绕组中形成环流，此种保护配置方案无法灵敏反应抽能绕组匝间短路故障。鉴于抽能绕组对开关站以及电网的可靠性和安全性的重要影响，研究抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方案具有很大意义。

发明内容

国内对于抽能高抗的保护配置，目前还没有一个成熟稳定的配置方案，现有的保护配置方案中，也只考虑了抽能绕组为Y型接线的情况，当抽能绕组为△型接线时，现有保护配置方案不能灵敏的反应抽能匝间短路故障，为了完善抽能高抗抽能绕组的保护配置，本发明公开了一种用于抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方案。

本发明具体采用如下的技术方案。

一种用于抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方法，所述保护配置方法用于高压抽能并联电抗器的保护配置，其特征在于：

配置差动保护、零序差动保护和匝间保护作为主电抗器的主保护；

配置主电抗器过流保护、过负荷保护和零序过流保护作为主电抗器的后备保护；

配置中性点电抗器过流、过负荷保护作为中性点电抗器的保护；

配置抽能零序过流保护作为△型接线抽能绕组的匝间保护；

配置抽能转角复压过流保护作为△型接线抽能绕组的后备保护。

本发明进一步包括以下优选方案：

对于△型接线的抽能绕组保护，配置两段抽能零序过流保护，作为抽能绕组匝间短路的主保护，利用抽能绕组接成△型接线时，发生匝间故障，会在△型绕组内部形成零序电流，保护通过引入角内侧CT的三相绕组电流合成出自产的零序电流，该电流设置门槛值，为防止高压系统侧因接地故障造成抽能绕组角内侧出现零序电流造成误动采用零序电流的长短延时两种逻辑配合使用，逻辑为：

短延时的零序电流保护：利用高压侧的自产零序电压与高压侧的自产零序电流，判断当零序功率方向为区外时，即：高压系统侧故障，此时闭锁抽能绕组的零序过流保护，当判断为区内故障时，则开放抽能绕组的零序过流保护，当抽能绕组的零序过流元件满足定值时，经整定的短延时时间跳开高抗各侧开关；

长延时的零序电流保护：为防止因PT断线等问题使得零序方向元件失效，而此时抽能绕组匝间故障时失去保护，特增设抽能绕组零序过流长延时，该保护定值与短延时相同，但时间可整定与高压系统侧进行配合，躲开高压系统侧接地保护的影响，经长延时时间跳开高抗各侧开关。

配置两段抽能转角复压过流保护，通过抽能绕组CT的三相电流向转角外侧折算，折算方式按照定值中的抽能绕组接线组别自动进行，定值中增加抽能绕组的接线钟点数，构成抽能绕组转角外侧复压过流保护，抽能绕组转角外侧复压过流保护的定值按照转角外侧电流整定，所述保护可投退，过流设置为两段，每段一个时限，第I段动作跳站用变高压侧开关，第II段动作跳高抗各侧开关。

本发明的有益成果是：

该保护配置方案能够兼顾保护主电抗器的同时，又能灵敏、可靠地反映抽能绕组的匝间短路故障，相间短路故障。

提供了完整的抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方案，并主要发明了△型接线的抽能绕组保护配置方法，利用抽能绕组接成△型接线时，发生匝间故障，会在△型绕组内部形成零序电流，保护通过引入角内侧CT的三相绕组电流合成出自产的零序电流以及辅助判据，构成抽能零序过流保护；将抽能绕组角内侧CT电流，经过Y-△转换，往角外侧折算，利用折算后的电流，构成角外侧复压过流保护；两种保护配合使用，能够安全、可靠的保护△型接线的抽能绕组。此抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方案，安全可靠，易于实现，不仅提供了完善的抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方案，也解决了当抽能绕组为△型接线时，常规保护配置方法不能灵敏反映抽能匝间短路故障的技术难题，具有很大的工程应用价值。

附图说明

图1是抽能绕组△接线的抽能高抗保护配置示意图；

图2是抽能零序过流保护逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方法来进一步说明本发明的技术方案。

主电抗器保护的配置，以主电抗器为保护对象，当主电抗器内部发生单相接地、相间短路接地、相间短路及匝间短路故障时，保护能够可靠动作；当主电抗器区外发生短路故障、非全相运行、带线路空充电抗器、线路发生接地故障后重合闸后再重合、线路两侧断路器跳开后的LC振荡、开关非同期、区外故障及非全相伴随系统振荡时，保护应可靠不动作。

差动保护和零序差动保护，作为主电抗器的主保护，用于反映主电抗器内部的相间短路和接地故障，由于匝间短路故障是穿越性故障，差动保护和零序差动保护检测不到，故需配置匝间保护用于反映主电抗器内部匝间短路故障。

匝间保护，作为主电抗器匝的主保护，可以灵敏地反映主电抗器内部匝间短路故障，零序功率方向判别元件能可靠的区分主电抗器内部接地故障、区外接地故障和匝间短路故障；增加各电气量的突变量判据和稳态量判据作为辅助判据，能保证线路在线路非全相运行、带线路空充电抗器、线路发生接地故障后重合闸后再重合、线路两侧断路器跳开后的LC振荡、开关非同期、区外故障及非全相伴随系统振荡时保护可靠不动作，区内匝间短路故障时保护正确动作。考虑到抽能绕组侧故障可能引起主电抗器匝间保护误动作，增加抽能负序功率方向来提高匝间保护的可靠性。

主电抗器后备保护配置。主电抗器过流保护作为相间短路故障的后备保护；零序过流保护作为接地短路故障的后备保护；当并联电抗器所接系统电压异常升高，会造成电抗器过负荷，因此，配置主电抗器过负荷保护。

中性点电抗器配置过流、过负荷保护，用于反映单相接地或断路器一相未合上，三相严重不对称等故障。△型抽能绕组保护配置，配置两段抽能零序过流保护，作为抽能绕组匝间短路的主保护；两段转角复压过流保护作为短路后备保护。

如图2所示，抽能零序过流I段为短延时逻辑、抽能零序过流II段为长延时逻辑，逻辑图如下:

逻辑图中的零序方向元件说明：

方向元件闭锁保护的动作方程为：

式中：分别为电抗器安装处PT的自产零压和主电抗器首端CT的自产零流。

即，当超前的角度为-170°～-10°时，闭锁抽能零序I段保护，其他角度为动作区，最大灵敏角-90度。

抽能零序过流I段保护：受主电抗器高压侧CT断线、PT断线闭锁，主电抗器高压侧零压大于5V闭锁，零序方向元件闭锁，二次谐波闭锁，当无闭锁条件，且零序电流大于零序电流定值，时间大于短延时时间定值，保护动作于跳开电抗器各侧开关。

抽能零序过流II段保护：为纯零序过流保护，当零序电流大于定值，长延时大于长延时时间定值时，保护动作跳开电抗器各侧开关。

说明1：抽能零序电流I段定值、零序电流II段定值，按躲过抽能绕组最大过负荷电流整定；

说明2：抽能转角复压过流保护，角内侧电流往角外侧折算，是根据Y-△转换原理，在软件内部进行换算的，保护通过定值“抽能绕组钟点数”，来确定Y-△转换的角度关系。

以下通过具体实例来阐明本发明的作用过程。

结合图1说明本保护配置方案的实施方法和细节：

1、保护通过采集主电抗器首端电流CT1、尾端电流CT2和高压侧电压PT1，构成主电抗器差动保护、零序差动保护、匝间保护、主电抗器过流、过负荷、零序过流保护；

2、保护通过采集抽能绕组角内侧电流CT3和抽能绕组电压PT2，计算出自产零序电流，构成抽能零序过流保护、抽能转角复压过流保护；

3、保护通过采集中性点电抗器电流CT4，构成中性点电抗器过流保护、过负荷保护；

4、主电抗器匝间保护的负序功率方向判别元件，是通过判别抽能绕组角内侧电流CT3和抽能绕组电压PT2，构成的抽能负序功率方向元件实现的；

5、抽能零序过流I段(短延时)保护中高压侧零序方向判别元件，是通过判断主电抗器首端CT1和高压侧PT1，构成的零序方向元件实现的；

6、主电抗器、中性点电抗器和抽能绕组的非电量保护(如重瓦斯、压力释放、轻瓦斯、油温高及油位异常等)，由于是本体保护，不在此配置图中体现，可根据实际情况选择配置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种用于抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方法，所述保护配置方法用于高压抽能并联电抗器的保护配置，其特征在于：

配置差动保护、零序差动保护和匝间保护作为主电抗器的主保护；

配置主电抗器过流保护、过负荷保护和零序过流保护作为主电抗器的后备保护；

配置中性点电抗器过流、过负荷保护作为中性点电抗器的保护；

配置抽能零序过流保护作为△型接线抽能绕组的匝间保护；

配置抽能转角复压过流保护作为△型接线抽能绕组的后备保护。

2.根据权利要求1所述的用于抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方法，其特征在于：

对于△型接线的抽能绕组保护，配置两段抽能零序过流保护，作为抽能绕组匝间短路的主保护，利用抽能绕组接成△型接线时，发生匝间故障，会在△型绕组内部形成零序电流，保护通过引入角内侧CT的三相绕组电流合成出自产的零序电流，该电流设置门槛值，为防止高压系统侧因接地故障造成抽能绕组角内侧出现零序电流造成误动采用零序电流的长短延时两种逻辑配合使用，逻辑为：

短延时的零序电流保护：利用高压侧的自产零序电压与高压侧的自产零序电流，判断当零序功率方向为区外时，即：高压系统侧故障，此时闭锁抽能绕组的零序过流保护，当判断为区内故障时，则开放抽能绕组的零序过流保护，当抽能绕组的零序过流元件满足定值时，经整定的短延时时间跳开高抗各侧开关；

长延时的零序电流保护：为防止因PT断线等问题使得零序方向元件失效，而此时抽能绕组匝间故障时失去保护，特增设抽能绕组零序过流长延时，该保护定值与短延时相同，但时间可整定与高压系统侧进行配合，躲开高压系统侧接地保护的影响，经长延时时间跳开高抗各侧开关。

3.根据权利要求1所述的用于抽能绕组△型接线的抽能高抗保护配置方法，其特征在于：

配置两段抽能转角复压过流保护，通过抽能绕组CT的三相电流向转角外侧折算，折算方式按照定值中的抽能绕组接线组别自动进行，定值中增加抽能绕组的接线钟点数，构成抽能绕组转角外侧复压过流保护，抽能绕组转角外侧复压过流保护的定值按照转角外侧电流整定，所述保护可投退，过流设置为两段，每段一个时限，第I段动作跳站用变高压侧开关，第II段动作跳高抗各侧开关。