[發明專利]一種并聯電抗器保護方法及裝置

在審

• 申請號: 202111301072.6
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN114050551A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 陳繼瑞;李寶偉;倪傳坤;王東興;呂利娟;甘霖;于士謙;李旭;王智勇;董新濤;喬彥濤;代永恒
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;許昌許繼軟件技術有限公司
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00;H02H7/22;H02H3/05
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

本發明涉及一種并聯電抗器保護方法及裝置，本發明提供的技術方案針對并聯電抗器匝間保護空充飽和運行工況，通過采集并聯電抗器首端的三相電流，并分別計算三相電流的相電流有效值、綜合諧波含量和特定次諧波；利用計算得到的三相電流的相電流有效值、綜合諧波含量和特定次諧波，比較各相電流有效值和綜合諧波含量之間的關系，并根據比較結果選擇閉鎖匝間保護或者開放匝間保護。本發明提供的技術方案不僅可以保證電抗器在空充飽和時不發生誤動作，同時又可以在電抗器空充于匝間或區內故障時，可靠開放匝間保護隔離故障，提高了并聯電抗器匝間保護的穩定性，保證了電力系統安全。

技術領域

本發明涉及電力系統故障檢測技術領域，尤其涉及一種并聯電抗器保護方法及裝置。

背景技術

近海風電并網由于輸電距離較短，往往采用電纜直接將風電輸送到近海城市的負荷中心或用于并網輸電。由于電纜線路的容性過壓問題以及考慮到電抗器安裝空間問題，大都采用體積較小的三相一體式結構設計，三相電抗器之間存在緊密的磁聯系，在空充電抗器時易發生鐵芯飽和，出現涌流特征。雖然電抗器繞組鐵芯中含有大量氣隙，這樣雖然可以抑制飽和程度，但是也抑制了繞組中諧波含量，往往電抗器相電流中的諧波含量會低于經驗值，造成傳統的涌流識別判據失效，導致傳統的基于測量阻抗的判據和方向比較的匝間保護出現誤動，導致線路充電投運失敗。

發明內容

基于現有技術的上述情況，本發明的目的在于提供一種并聯電抗器保護方法及裝置，針對并聯電抗器匝間保護空充飽和運行工況下的一種并聯電抗器空充飽和匝間保護防誤動方法，不僅可以保證電抗器在空充飽和時不發生誤動作，同時又可以在電抗器空充于匝間或區內故障時，可靠開放匝間保護隔離故障，提高了并聯電抗器匝間保護的穩定性，保證了電力系統安全。

為達到上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種并聯電抗器保護方法，包括：

采集并聯電抗器首端的三相電流，并分別計算三相電流的相電流有效值、綜合諧波含量和特定次諧波；

比較各相電流有效值和綜合諧波含量之間的關系，并根據比較結果選擇閉鎖匝間保護或者開放匝間保護。

進一步的，采用以下公式計算綜合諧波含量：

其中，I_aZ、I_bZ、I_cZ分別為三相電流的綜合諧波含量；i表示各相電流采樣值序列；I_ai、I_bi、I_ci分別為三相電流采樣值；n為一個全周數據窗的總采集點數；I_a、I_b、I_c分別為三相電流的相電流有效值。

進一步的，采用以下公式計算特定次諧波：

其中，I_aT、I_bT、I_cT分別為三相電流的特定次諧波；I_a2、I_b2、I_c2分別為三相電流的二次諧波；I_a3、I_b3、I_c3分別為三相電流的三次諧波。

進一步的，比較各相電流有效值和綜合諧波含量之間的關系，并根據比較結果選擇閉鎖匝間保護或者開放匝間保護，包括：

比較各相電流有效值和綜合諧波含量是否滿足以下公式：

其中，為a、b或c；I_set1為第一比較閾值；

若a、b、c中任意一相電流的綜合諧波含量滿足上述公式，則閉鎖匝間保護；否則，開放匝間保護。

進一步的，當匝間保護閉鎖時，判斷各相電流有效值是否滿足以下公式：