[發明專利]一種自適應的并聯電容器阻抗保護方法

有效

• 申請號: 201611185611.3
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108206508B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 宋忠鵬;丁力;余群兵;金震;徐舒;董凱達
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司
• 主分類號: H02H7/16
• 分類號: H02H7/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種自適應的并聯電容器阻抗保護方法，包括對電容器端電壓、電流進行監測；電容器投運時對電容器初始阻抗進行自動校準；運行時計算電容器實時阻抗，動態周期更新電容器真實阻抗，若電容器實時阻抗與真實阻抗對比，實時阻抗變化量的模的相對值未超過動態更新限制門檻且達到更新周期則更新真實阻抗，若超過動態更新限制門檻則作更新失敗告警；若實時阻抗變化量的模的相對值超過設定的保護告警門檻，并延時達到，則發出故障告警；若實時阻抗變化量的模的相對值超過設定的保護跳閘門檻，并延時達到，則保護跳閘出口。本發明適用于電容器及電容器組各種故障情況，整定值計算簡單，實現簡便，有效提高電容器保護的靈敏度及可靠性。

技術領域

本發明涉及一種電力系統繼電保護，尤其涉及并聯電容器和并聯電容器組的監測、保護方法。

背景技術

并聯電容器在電力系統中廣泛應用，為系統提供無功容量，投切頻繁，其安全運行對電力系統安全穩定至關重要。目前我國并聯電容器主要保護方法為不平衡保護，不平衡保護是根據電容器組分支對稱或者三相對稱的原理設計的保護方案，與電容器容量、接線方式、電容器元器件類型密切相關，受其限制，往往不能自如選擇，需要改變一二次接線方式或需要增加外圍設備，比如單星型電容器組采用相差壓保護時，需要增加放電PT的抽頭，且要差接放電PT二次側；再比如H橋型電容器組采用橋差電流保護時，需要在橋臂上增加橋差電流CT。

由于不平衡保護原理的特點，其保護靈敏度及可靠性會受到影響，比如單星型電容器組采用放電PT開口三角電壓保護時，其不平衡電壓引入了三相放電PT的傳遞誤差，擴大了誤差范圍，降低了保護精度，在保護定值整定時必須躲過這些起始不平衡值，所以其靈敏度大受影響。然而即使如此也無法避免運行時系統三相電壓不對稱、諧波等一些因素帶來的影響。而且由于不平衡保護原理的特點，必然存在發生對稱故障時無法判別故障的死區問題，以雙星型電容器組采用中性點不平衡電流保護為例，當兩分支上的A相電容器組都發生了一個電容器單元擊穿時，雙分支各自中性點上產生的不平衡電壓是相等的，中性點不平衡電流仍為零，無法感受到故障發生，保護拒動。

當然，有人提出采用電容器容值變化作為電容器監視、保護的方案，電容器作為一個儲能元器件，其容值相對固定，不受容量、接線方式、元器件類型影響，無需避免初始不平衡，也不存在死區問題。然而在實際運行中，電容器容值并不是一成不變，其受系統中的高次諧波影響、受外部環境溫度、濕度等因素影響，且電容器組作為成套設備，其前端還串聯電抗器等其他設備，實際阻抗并不完全等于電容器組容抗，發生故障時不完全是容值變化，也存在阻值變化，某些特定條件下可能容值變化很小，阻值變化很大，所以若采用了容值變化做保護動作判據，實際運用過程中保護靈敏度和可靠性大打折扣。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提出了一種自適應的并聯電容器阻抗保護方法，實現簡便，適應各種工況，針對各種故障情況，有效提高電容器保護精度及可靠性。

為了實現上述方法，本發明采取的技術方案是：

對并聯電容器端電壓、電流進行監測；電容器投運時對電容器初始阻抗進行自動校準；運行時計算電容器實時阻抗，動態周期更新電容器真實阻抗，若電容器實時阻抗與真實阻抗對比，實時阻抗變化量的模的相對值未超過動態更新限制門檻且達到更新周期則更新真實阻抗，若超過動態更新限制門檻則作更新失敗告警；若實時阻抗變化量的模的相對值超過設定的保護告警門檻，并延時達到，則發出故障告警；若實時阻抗變化量的模的相對值超過設定的保護跳閘門檻，并延時達到，則保護跳閘出口。

上述方案中，對電容器的端電壓、電流進行監測；電容器端電壓可以是每相母線電壓與電容器中性點電壓矢量差，也可以是放電PT端電壓，電流可以是電容器每相電流，也可以是電容器每相分支電流矢量和，根據監測的電容器電流、電壓計算電容器實時阻抗。

上述方案中，投運時，對電容器初始阻抗進行初始自動校準，其初始阻抗校準方程為：