一種可控電抗器的控制繞組匝間保護方法
2023-06-07 19:17:16 1
一種可控電抗器的控制繞組匝間保護方法
【專利摘要】本發明提供一種分級可控型電抗器的控制繞組匝間保護方法。其工作方式是：綜合採用可控型電抗器的電壓、網側繞組電流和控制繞組電流的電氣量進行邏輯判斷；控制繞組匝間保護方法由差動過流檢測、零序過流檢測、區外異常檢測共同構成。本發明可填補分級可控型電抗器控制繞組匝間故障無專用保護的歷史空白，簡化保護定值整定原則，提高控制繞組匝間故障時的保護可靠性、靈敏性和速動性。
【專利說明】—種可控電抗器的控制繞組匝間保護方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統領域電抗器保護的設計方法，具體而言涉及分級可控電抗器匝間故障的保護方法。
【背景技術】
[0002]與傳統的容量固定的高壓並聯電抗器相比，分級可控電抗器的接線方式(如圖1所示)、工作原理均有其特殊之處。
[0003]分級可控電抗器的控制繞組匝間短路是一種較為常見的內部故障，當短路匝數不多、而控制繞組輕載時，某相匝間短路引起的三相不對稱電流可能很小。傳統的分級可控電抗器保護裝置並沒有裝設專門的控制繞組匝間保護，而僅靠控制繞組自產零序過流或外接零序過流提供保護，其保護接線如圖1所示。
[0004]以控制繞組三相CT自產零序電流或控制繞組外接零序CT電流構成的零序過流保護，用於反應控制繞組匝間故障時，存在以下不足:
[0005]1、靈敏度低。為了防止區外非對稱故障時保護誤動作，要求控制繞組零序過流定值可靠躲過區外非對稱故障引起的控制繞組零序電流。而控制繞組某相發生匝間故障時引起的零序電流本身就不大，如此，就會導致保護只反映控制繞組嚴重匝間故障，而一般的匝間故障(30%匝以下)則無法動作。這種情況，在控制繞組輕載時更為嚴重。
[0006]2、速動性差。為了防止線路非全相運行時控制繞組零序過流保護誤動，要求該保護延時可靠躲過線路非全相運行時間。因此，控制繞組零序過流保護的延時一般在6秒以上。
[0007]3、定值整定複雜。由於傳統的控制繞組零序過流保護選擇性不足，進行定值整定時，必須充分考慮區外非對稱故障、非全相運行以及線路單相故障後重合閘等工況的防誤動需求，同時考慮區內控制繞組匝間保護的需要，在這兩者之間進行協調折中。
[0008]綜上，這種保護一方面靈敏度低、速動性差，另一方面定值整定複雜，增加了電抗器的運行風險。
【發明內容】
[0009]針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種適用於可控電抗器的控制繞組匝間保護方法。該保護不受線路的投入和退出運行、系統非全相、區外故障(包括區外故障切除後的恢復過程，區外轉換性故障)等工況的影響，在分級可控電抗器控制繞組發生匝間故障時快速切除故障。
[0010]為達到上述目的，本發明的技術方案是一種可控電抗器的控制繞組匝間保護方法，其特徵在於:採集電氣量，包括線路PT電壓、電抗器網側繞組首端CT電流、電抗器控制繞組CT電流；
[0011]根據所述所採集的電氣量，進行差動過流檢測、零序過流檢測以及區外異常檢測；
[0012]其中，差動過流檢測具體指:採集電抗器網側繞組首端CT電流和控制繞組電流，根據磁通平衡原理，分ABC三相，將電抗器網側繞組電流和控制繞組電流按照矢量和相加、再提取其基波，從而得到差動電流工頻基波幅值。當其任一相大於整定值時，所述差動過流檢測條件滿足；
[0013]零序過流檢測具體指:採集控制繞組三相電流，對這三相電流按照矢量和相力口、再提取其工頻基波，計算出電抗器控制繞組自產零序電流工頻基波幅值；當該值大於整定值時，零序過流檢測條件滿足；
[0014]區外異常檢測具體指:當電抗器空投判據、線路零序有壓判據和電抗器零序有流判據中任一個滿足時，區外異常檢測條件滿足；
[0015]當所述差動過流檢測、零序過流檢測以及區外異常檢測條件均滿足時，所述控制繞組匝間保護方法動作條件成立。
[0016]上述方案中:所述電抗器空投判據具體指:採集電抗器網側繞組首端CT電流，分ABC三相，任一相電流工頻基波幅值大於有流定值則判斷為有電流狀態，反之則為無電流狀態；當判斷到電抗器由無電流狀態轉換到有電流狀態時，該判據在一個設定時間段內滿足；
[0017]所述線路零序有壓判據具體指:採集線路PT三相電壓，按照矢量和相加、再提取其工頻基波的方法，得到電抗器自產零序電壓工頻基波幅值；當該值大於整定的零序有壓定值時，判據滿足；
[0018]所述電抗器零序有流判據具體指:採集電抗器網側繞組首端CT三相電流，按照矢量和相加、再提取其工頻基波的方法，得到側繞組自產零序電流工頻基波幅值；當該值大於零流有流定值時，判據滿足。
[0019]上述方案中:所述當所述差動過流檢測、零序過流檢測以及區外異常檢測條件均滿足時，當檢測到PT異常或退出、CT異常時，閉鎖所述控制繞組匝間保護。
[0020]本發明的效果是:首次將差動過流檢測、零序過流檢測和區外異常檢測方法有機組合，引入到可控電抗器控制繞組匝間保護中，既能提高匝間故障時的靈敏性和速動性，極大簡化了保護定值整定工作，又能防止在各種外部短路故障以及任何非正常運行工況下的誤動作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為傳統的分級可控電抗器控制繞組零序過流保護配置原理圖；
[0022]圖2為分級可控電抗器控制繞組匝間保護的配置原理圖；
[0023]圖3為控制繞組匝間保護方法的動作邏輯圖；
[0024]圖4為區外異常檢測的動作邏輯圖。
【具體實施方式】
[0025]本發明的方案具體為，首先採集電氣量，包括線路PT電壓、電抗器網側繞組首端CT電流、電抗器控制繞組CT電流，如圖2所示。
[0026]根據所述所採集的電氣量，進行差動過流檢測、零序過流檢測以及區外異常檢測。
[0027]其中，差動過流檢測具體指:採集電抗器網側繞組首端CT電流和控制繞組電流，根據磁通平衡原理，分ABC三相，將電抗器網側繞組電流和控制繞組電流按照矢量和相加、再提取其基波，從而得到差動電流工頻基波幅值。當其任一相大於整定值時，所述差動過流檢測條件滿足；
[0028]零序過流檢測具體指:採集控制繞組三相電流，對這三相電流按照矢量和相加、再提取其工頻基波，計算出電抗器控制繞組自產零序電流工頻基波幅值；當該值大於整定值時，零序過流檢測條件滿足；
[0029]區外異常檢測具體指:當電抗器空投判據、線路零序有壓判據和電抗器零序有流判據中任一個滿足時，區外異常檢測條件滿足；
[0030]當所述差動過流檢測、零序過流檢測以及區外異常檢測條件均滿足時，所述控制繞組匝間保護方法動作條件成立。
[0031]為了便於了解本發明的技術內容，特舉具體實施例並配合所附圖形式說明如下。
[0032]可控電抗器的控制繞組匝間保護方法，由差動過流檢測、零序過流檢測和區外異常檢測方法按照邏輯相與構成，適用於系統正常工況和各種系統非全相、區外故障等異常工況。具體保護邏輯，如圖3所示。
[0033](1)差動過流檢測，其動作判據如下，
【權利要求】
1.一種可控電抗器的控制繞組匝間保護方法，其特徵在於:採集電氣量，包括線路PT電壓、電抗器網側繞組首端CT電流、電抗器控制繞組CT電流；根據所述所採集的電氣量，進行差動過流檢測、零序過流檢測以及區外異常檢測；其中，差動過流檢測具體指:採集電抗器網側繞組首端CT電流和控制繞組電流，根據磁通平衡原理，分ABC三相，將電抗器網側繞組電流和控制繞組電流按照矢量和相加、再提取其基波，從而得到差動電流工頻基波幅值。當其任一相大於整定值時，所述差動過流檢測條件滿足； 零序過流檢測具體指:採集控制繞組三相電流，對這三相電流按照矢量和相加、再提取其工頻基波，計算出電抗器控制繞組自產零序電流工頻基波幅值；當該值大於整定值時，零序過流檢測條件滿足； 區外異常檢測具體指:當電抗器空投判據、線路零序有壓判據和電抗器零序有流判據中任一個滿足時，區外異常檢測條件滿足； 當所述差動過流檢測、零序過流檢測以及區外異常檢測條件均滿足時，所述控制繞組匝間保護方法動作條件成立。
2.如權利要求1所述的一種可控電抗器的控制繞組匝間保護方法，其特徵在於:所述電抗器空投判據具體指:採集電抗器網側繞組首端CT電流，分ABC三相，任一相電流工頻基波幅值大於有流定值則判斷為有電流狀態，反之則為無電流狀態；當判斷到電抗器由無電流狀態轉換到有電流狀態時，該判據在一個設定時間段內滿足； 所述線路零序有壓判據具體指:採集線路PT三相電壓，按照矢量和相加、再提取其工頻基波的方法，得到電抗器自產零序電壓工頻基波幅值；當該值大於整定的零序有壓定值時，判據滿足； 所述電抗器零序有流判據具體指:採集電抗器網側繞組首端CT三相電流，按照矢量和相加、再提取其工頻基波的方法，得到側繞組自產零序電流工頻基波幅值；當該值大於零流有流定值時，判據滿足。
3.如權利要求1所述的一種可控電抗器的控制繞組匝間保護方法，其特徵在於: 所述當所述差動過流檢測、零序過流檢測以及區外異常檢測條件均滿足時，當檢測到PT異常或退出、CT異常時，閉鎖所述控制繞組匝間保護。
【文檔編號】H02H7/00GK104078932SQ201410325467
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月9日 優先權日:2014年7月9日
【發明者】莫品豪, 文繼鋒, 張曉宇, 呂航, 顧喬根 申請人:國家電網公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司