[發明專利]干式空心電抗器保護方法及其裝置

無效

• 申請號: 00124786.7
• 申請日: 2000-09-15
• 公開（公告）號: CN1282996A
• 公開（公告）日: 2001-02-07
• 發明（設計）人: 趙海翔
• 申請（專利權）人: 北京電力設備總廠
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于電力系統二次保護領域，具體涉及一種干式空心電抗器保護方法及其裝置。

干式空心電抗器因具有起始電壓分布均勻、線性度良好、噪聲低等優點而在國內外許多領域得到了廣泛的應用，僅在國內目前就有數以萬計的各種類型規格的電抗器在運行，且仍在以每年數千臺的數量遞增。

數目如此巨大的一類電氣產品，理應得到有效的保護，使電抗器在出現故障時能夠及時退出運行，以防止事故的擴大，危及主變和系統內的其它設施。而實際情況卻是目前普遍缺乏一種有效的電抗器的保護方法，尤其是缺乏出現后果嚴重的匝間短路故障時的保護方法。除并聯電抗器采取了一定的保護措施外，對于絕大多數電抗器來說，目前并未采取專門的保護措施(注：在數量上，并聯電抗器要較串聯、限流等其它類型的電抗器少得多)；而并聯電抗器的保護方法也并不可靠，甚至從原理上就存在不合理性。

當前針對干式空心電抗器的保護情況可總結如下：

(1)干式空心并聯電抗器

方法一：過流保護。目前普遍應用的過流保護在理論上本身就存在著不可靠性，這是因為：干式空心電抗器是由多層細導線并聯繞制包封而成的，理論計算可知，當電抗器發生一匝匝間短路故障時，并聯電抗器的電感量改變是非常小的，一般僅千分之幾；多匝匝間短路故障也不會使電感量的改變發生數量級上的變化。流過電抗器的電流也不會因電抗器電感量的改變而發生大的變化。也就是說，當電抗器發生匝間短路故障時，保護裝置是不可能動作的。這就是過流保護不適于干式空心電抗器匝間短路故障保護的主要原因。

方法二：雙星出線平衡電流保護。在某些電站得到應用，但作為并聯電抗器的主保護方式也僅是權宣之計，絕大多數電抗器沒有采取此種保護方式也從側面說明了這一問題。這也是由電抗器的特殊結構形式所決定的，對于不同的匝間短路位置和短路匝數，中性點不平衡電流反應的靈敏度是不同的，換句話說，對于某些匝間短路故障雙星出線平衡電流保護并不能及時動作。幾次電抗器事故也證明上述兩種保護方式并不是安全可靠的。

(2)干式空心串聯電抗器、干式空心限流電抗器、干式空心濾波電抗器和其它類型的電抗器均無專門的保護方式。

隨著電網容量的日益增大，對供電質量要求的日益提高，電抗器產品采取有效的保護方式已迫在眉睫；而縱觀國內市場，即使是在世界范圍內，還沒有一種有效的保護方式可以借鑒或采用。

本發明的目的是提供一種干式空心電抗器故障保護的方法以及實現該方法的裝置。

一種干式空心電抗器故障保護的方法，其步驟如下：

(1)從裝有電抗器的系統原有的母線側電壓互感器PT和電抗器入口處電流互感器CT上取電抗器端電壓和流過電抗器的電流信號；

(2)取得的電壓、電流信號經采樣計算得到正弦波信號過零點的時間差和電壓、電流的有效值U、I，由單片機內程序計算得到電抗器阻抗角α，即可得到電抗器的有功功率P=UIcosα，單片機將有功功率P轉換為直流電壓U₁進行輸出，該電壓信號U₁經線性放大后，得到與電抗器有功功率P成線性關系的電壓信號U₂并顯示；

(3)當電抗器發生匝間短路故障時，有功功率數倍增加記為P′，輸出的電壓信號也呈線性增加記為U₁′，該電壓信號U₁′經線性放大后，得到與電抗器有功功率P′成線性關系的電壓信號U₂′，該電壓信號U₂′與電壓越限判定值U_F比較；

(4)當電壓信號U₂′超過電壓越限判定值U_F時，開關控制繼電器動作，電抗器退出運行；

(5)根據需要可選擇顯示或打印故障記錄結果。

電壓越限判定值U_F根據電抗器現場有功功率實測數據P作為基準值進行設定時，以1．5倍于該基準值P的有功功率對應的電壓值作為電壓越限判定值U_F。當電壓信號U₂′超過電壓越限判定值U_F時進行故障報警。