[發明專利]帶內熔絲的高壓電容器不平衡保護防擾動跳閘方法

有效

• 申請號: 201410462126.0
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104253419A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 鄭偉;盧志良;張楠;周全;楊光源;顧保全
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心
• 主分類號: H02H7/22
• 分類號: H02H7/22;G01R19/10;G01R29/16
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智

技術領域

本發明涉及直流輸電控制保護技術領域，具體是一種帶內熔絲的直流濾波器高壓電容器不平衡保護防止因擾動而導致保護跳閘的方法。

背景技術

直流工程中多采用三調諧直流濾波器或雙調諧直流濾波器，如圖1和2所示。其中，圖1示出了三調諧直流濾波器，其包括由高壓電容器C1和電感L1串聯組成的第一調諧單元、由電容器C2和電感L2并聯組成的第二調諧單元、以及由電容器C3和電感L3并聯組成的第三調諧單元，該第一調諧單元、第二調諧單元、第三調諧單元依次串聯，串聯后第一調諧單元連接至高壓母線，第三調諧單元連接至中性母線。圖2示出了雙調諧直流濾波器，其包括由高壓電容器C1和電感L1串聯組成的第一調諧單元、以及由電容器C2和電感L2并聯組成的第二調諧單元，該第一調諧單元、第二調諧單元之間串聯，串聯后第一調諧單元連接至高壓母線，第二調諧單元連接至中性母線。

直流濾波器高壓電容器不平衡保護用于在高壓電容器內部部分電容元件發生故障時候退出直流濾波器，防止故障蔓延，發生電容器雪崩擊穿。如圖3所示，直流濾波器高壓電容器不平衡保護檢測流過電容器兩臂的總電流ITS和不平衡電流(差電流)ITD，取12次(600Hz)諧波量，通過計算不平衡度ITD/ITS來判斷高壓電容器內部損壞程度，當檢測到不平衡度超過定值時，判斷高壓電容器內部不平衡故障發生，不平衡保護動作。

直流濾波器高壓電容器分為左、右兩臂C11和C12，單臂由P臺電容器串聯組成，單臺電容器由M×N個電容元件串并聯組成，如圖4和圖5所示。高壓電容器承受了大部分直流電壓，每個電容元件承受的電壓有限，過壓后將可能擊穿損壞，采用分布式均壓電阻并聯，保證各串聯電容元件承受均等的電壓。部分直流工程高壓電容器的電容元件串有熔絲，當一串并聯的電容元件中某個元件擊穿短路，同一串中完好元件所存儲的能量將通過擊穿短路元件串接的熔絲放電，將熔絲熔斷；當一串并聯的電容元件中剩余完好元件所存儲的能量不足以熔斷熔絲時，故障發展為整串并聯元件短路。由圖4和圖5可知：現有直流濾波器高壓電容器結構復雜，由數量眾多的電容元件串并聯構成。不平衡保護定值整定較為靈敏，可靠性不高，經常發生非故障情況下的不平衡保護誤動作，即擾動導致的不平衡保護誤動作，直流濾波器退出運行或直流停運，造成不必要的損失。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種帶內熔絲的高壓電容器不平衡保護防擾動跳閘方法，可避免擾動導致的不平衡保護拉開直流濾波器高壓側隔刀或直流系統ESOF的誤動作。

為實現以上目的，本發明采取了以下的技術方案：

帶內熔絲的高壓電容器不平衡保護防擾動跳閘方法，所述高壓電容器為直流濾波器高壓電容器，直流濾波器高壓電容器由結構相同的左、右兩臂并聯組成，每一臂由P臺電容器串聯組成，每臺電容器又由M串電容元件組串聯組成，每串電容元件組由N個并聯的電容元件組成，其中，P、M、N均為大于1的整數，所述帶內熔絲的高壓電容器不平衡保護防擾動跳閘方法包括以下步驟：

步驟1：根據帶內熔絲的高壓電容器內部某串電容元件組中第1個電容元件短路時產生的不平衡度變化量△1確定帶內熔絲的高壓電容器不平衡保護的不平衡度變化量定值△3，所述不平衡度變化量定值△3＝△1×k1，其中，k1為保護定值可靠系數，k1<1；

步驟2：根據高壓電容器內部電容元件發生短路故障時內熔絲熔斷時間T1確定保護延時時間T，所述保護延時時間T＝T1×k2，其中，內熔絲熔斷時間T1為高壓電容器特性，由高壓電容器設備廠家根據試驗給出，k2為延時時間可靠系數，k2<1；

步驟3：通過保護裝置檢測高壓電容器不平衡度變化量△，當△>△3且滿足延時時間T的要求時，累加器c1在其原有數值的基礎上執行加1的操作；當△<-△3時且滿足延時時間T的要求時，累加器c2在其原有數值的基礎上執行加1的操作，反之當-△3≤△≤△3，累加器c1和c2均不執行加1的操作；

步驟4：根據步驟3中對累加器c1和c2操作后的值確定帶內熔絲的高壓電容器不平衡保護的保護動作方法：

當0<c1<j或0<c2<j時，帶內熔絲的高壓電容器不平衡保護輸出告警信號，而不跳閘，繼續重復執行步驟3的操作；

當c1＝j且IT1<△4、或c2＝j且IT1<△4時，帶內熔絲的高壓電容器不平衡保護執行拉開直流濾波器高壓側隔刀的操作；

當c1＝j且IT1>△4、或c2＝j且IT1>△4時，帶內熔絲的高壓電容器不平衡保護執行直流系統ESOF的操作；