一种空心电抗器匝间故障保护装置及其方法

文档序号:9237422阅读:325来源:国知局
一种空心电抗器匝间故障保护装置及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统微机保护领域,特别涉及一种空心电抗器匝间故障保护装置 及其方法。
【背景技术】
[0002] 电抗器是电力系统不可或缺的电力设备,广泛应用于无功补偿装置,限制冲击电 流或故障电流,补偿线路容性电流。随着我国电网建设的迅速发展,高压电抗的应用也越来 越普遍。
[0003]目前,高电压电抗器一般采用单相独立结构,特大容量时常采用单相2台独立安 装的模式;此外,为有效缩小事故范围,已有明文规定(例如国家电网公司《十八项电网重大 反事故措施》)明确要求新建工程空心电抗器需按照平放布置,不应采取叠装放置。电抗器 故障主要有:匝间短路,单相接地。匝间短路是最为常见的电抗器故障,由于其故障电流为 穿越性电流,纵差保护失效,加之国内还没有专门完善的保护措施,绝大部分电抗器都没有 设置保护,这对电力系统安全稳定运行及其不利。如果电抗器发生故障,没有采用及时有效 的保护,电抗器在短时间即可达到熔点引起严重烧毁,甚至对其他电力设备造成影响。据有 关资料统计,1999年~2003年,全国电网高电压电抗器保护正确率仅为27. 27%,这几年,电 抗器故障频频发生,且逐年上升。当前,国内对电抗器匝间保护的研宄取得了一些成绩,提 出基于端电压变化、功率变化,磁通变化,温度变化的研宄成果。由于不可抗拒的原因,很多 理论研宄只处于在实验室验证阶段,而现场绝大部分电抗器并未设置有效的保护装置。
[0004] 从实际运行情况来看,国内已配置的匝间保护装置主要难题是对整定值的确定, 常常出现误动、拒动,并没有达到实际效果。
[0005] 鉴于此,市场已经开始要求电抗器配置专门的、行之有效的匝间保护装置。所以目 前迫切需要解决匝间短路的整套检测方案,能在故障初期及时发现,避免事故进一步扩大。

【发明内容】

[0006] 本发明提供了一种空心电抗器匝间故障保护装置及其方法,通过对现场已运行电 抗器增设保护装置,能实时监测保护电抗器内部运行状况,装置结构简单,检测灵敏度高, 操作简单可行。
[0007] 本发明的技术方案如下: 本发明提出了一种空心电抗器匝间故障保护装置,其特征在于,包括低压感应线圈、平 衡变压器、微机保护器,所述的低压感应线圈安装在电抗器底部电位处,所述平衡变压器安 装在低压感应线圈下方,所述微机保护器安装在电抗器端部。
[0008] 所述低压感应线圈为三相感应线圈,所述低压感应线圈利用空心电抗器的漏磁通 间接测量空心电抗器的安匝数及其变化,空心电抗器保护方法感应线圈采用两种接线方 式,可以保护不同类型的电抗器,如双端星形接线电流保护适合滤波电抗器保护,开口三角 电压法适合保护大型并联电抗器;所述平衡变压器用于消除三相电抗器的制造误差以及安 装误差;所述微机保护装置用于判断是否发生匝间故障。
[0009] 所述的空心电抗器匝间故障保护方法,其特征在于,包含以下步骤: 步骤一:空心电抗器匝间故障判断,在空心电抗器上安装感应线圈,利用感应线圈感应 的电压或电流的不平衡情况,准确判断匝间故障及其发展过程;计算感应线圈感应电压,利 用平衡变压器消除三相电抗器的制造误差以及安装误差,判定电抗器故障情况; 步骤二:空心电抗器的匝间保护判断:采用两组线圈,采用2取2法判断,增加保护的 可靠性,所述判断方法可根据应用场合不同采取不同的判断信号,对于普通并联电抗器采 用工频电压或电流,对于滤波电抗器采用谐波电压或电流; 步骤三:空心电抗器保护方法的防误动措施: (1) 通过安匝数变化率大小防止线路发生的不对称故障导致保护误动(若为外部故障 安匝数变化率会变很大,电抗器匝间故障安匝数变化率较小); (2) 通过滤除3的倍数次谐波防止谐波导致保护误动; (3) 接入线路三相电流,从线路电流互感器接入微机保护,辅助判断分相电抗器的电感 变化,以此最为辅助判断条件。
[0010] 本发明的有益效果:为并联电抗器,串联限流电抗器,滤波电抗器,电容器限流电 抗器等最常用电抗器匝间故障保护装置及其方法,适应性强,效果良好,应用广泛。
【附图说明】
[0011] 图1:空心电抗器匝间短路保护感应线圈开口三角接线电压保护方式; 图2 :空心电抗器匝间短路保护感应线圈双端星形接线电流保护方式; 图3 :空心电抗器匝间短路保护感应线圈安装示意图。
【具体实施方式】
[0012] 本发明专利所述的空心电抗器匝间故障保护方法,具有原理清晰,判断简单直接 的特点,利用低压感应线圈测量高压电抗器的工作状态,即相当于给受保护的电抗器增加 了一个开路副线圈(变成变压器)。低压感应线圈布置在电抗器底部大地电位处,测量设备 简单可靠,设备造价低,具体操作步骤如下所示: 步骤一:利用感应线圈感应的电压或电流的不平衡情况,准确判断匝间故障及其发展 过程: (1) 电压方法,利用正常情况下被保护三相电抗器安匝对称一致,感应线圈感应电压三 相对称平衡,开口三角电压为零(或为某一基准值),某相电抗器发生匝间故障后,此相电抗 器其漏磁通的安匝发生较大变化,三相感应线圈感应到的电压出现不平衡,反映在开口三 角接线方式上就出现了较大不平衡电压,由此可准确判断匝间故障及其发展过程; (2) 电流方法,正常情况下三相电抗器安匝对称一致,通过漏磁通感应到感应线圈的感 应电压三相对称平衡,星形短路接线方式的三相回路短路电流三相对称一致,其短路两端 输出电流为零(或为某一基准值),当某相电抗器发生匝间故障后,此相电抗器其漏磁通的 安匝发生较大变化,三相感应线圈感应到的电压出现不平衡,反映在在星形短路接线方式 上就会在星形短路点两端输出不平衡电流,以此判断匝间故障及其发展过程。
[0013] 步骤二:计算感应线圈感应电压,利用平衡变压器消除三相电抗器的制造误差以 及安装误差,判定电抗器故障情况: 感应线圈的安匝数通过受保护电抗器平均匝数,线包直径,线包高度,电抗器与感应 线圈的中心距离,感应线圈直径等技术参数来计算所得,根据磁感应定律,感应线圈感应电 压1
感应电压eA、eB、e。经过平衡变压器后,消除三相电抗器本身的制造、安装误差,然后 三相首尾相连形成开口三角保护及双端星形接线电流保护,通过不平衡电压卬。=e A + e B + e及电流(1。=14 +IB +1。)来判定电抗器故障情况,能有效区分外部及内部故障情况。 [0014] 所述空心电抗器保护方法为:采用两组线圈,采用2取2法判断,增加保护的可靠 性。其中所述判断方法可根据应用场合不同采取不同的判断信号,对于普通并联电抗器,可 采用工频电压或电流,对于滤波电抗器可采用谐波电压或电流。
[0015] 其中所述空心电抗器保护方法采取如下防误动措施: (1) 通过安匝数变化率大小防止线路发生的不对称故障导致保护误动(若为外部故障 安匝数变化率会变很大,电抗器匝间故障安匝数变化率较小); (2) 通过滤除3的倍数次谐波防止谐波导致保护误动; (3) 接入线路三相电流,从线路电流互感器接入微机保护,辅助判断分相电抗器的电感 变化,以此最为辅助判断条件。
【主权项】
1. 一种空心电抗器匝间故障保护装置,其特征在于,包括低压感应线圈、平衡变压器、 微机保护器,所述的低压感应线圈安装在电抗器底部电位处,所述平衡变压器安装在低压 感应线圈下方,所述微机保护器安装在电抗器端部。2. 如权利要求1所述的电抗器匝间故障保护装置,其特征在于,所述低压感应线圈为 三相感应线圈。3. 所述的空心电抗器匝间故障保护方法,其特征在于,包含以下步骤: 步骤一:空心电抗器匝间故障判断,在空心电抗器上安装感应线圈,利用感应线圈感应 的电压或电流的不平衡情况,准确判断匝间故障及其发展过程;计算感应线圈感应电压,利 用平衡变压器消除三相电抗器的制造误差以及安装误差,判定电抗器故障情况; 步骤二:空心电抗器的匝间保护判断:采用两组线圈,采用2取2法判断,增加保护的 可靠性,所述判断方法可根据应用场合不同采取不同的判断信号,对于普通并联电抗器采 用工频电压或电流,对于滤波电抗器采用谐波电压或电流; 步骤三:空心电抗器保护方法的防误动措施: (1) 通过安匝数变化率大小防止线路发生的不对称故障导致保护误动(若为外部故障 安匝数变化率会变很大,电抗器匝间故障安匝数变化率较小); (2) 通过滤除3的倍数次谐波防止谐波导致保护误动; (3) 接入线路三相电流,从线路电流互感器接入微机保护,辅助判断分相电抗器的电感 变化。
【专利摘要】本发明涉及电力系统微机保护领域,特别涉及一种空心电抗器匝间故障保护装置及其方法。一种空心电抗器匝间故障保护装置,其特征在于,包括低压感应线圈、平衡变压器、微机保护器,所述的低压感应线圈安装在电抗器底部电位处,所述平衡变压器安装在低压感应线圈下方,所述微机保护器安装在电抗器端部。为并联电抗器,串联限流电抗器,滤波电抗器,电容器限流电抗器等最常用电抗器匝间故障保护装置及其方法,适应性强,效果良好,应用广泛。
【IPC分类】G01R31/06, H02H7/00, H01F17/00
【公开号】CN104953545
【申请号】CN201510295011
【发明人】贾跟卯, 骆福权, 闫晓斌, 樊晓辉
【申请人】珠海蓝瑞盟电气有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月2日
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