[发明专利]判别并联电抗器匝间短路、两相短路和单相短路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种判别并联电抗器匝间短路、两相短路和单相短路的方法，属于电力系统主设备继电保护领域。

背景技术

当前国内外继电保护领域中的方向继电器(或称方向元件、方向判据)有以下几种：

(1)90°接线的功率方向继电器

广泛应用于输电线路、发电机、变压器的继电保护；

其基本动作方程为：

α为继电器内角，为最灵敏角

α(或)值可整定，如α＝30°或45°，或45°；

因为该种方法反映的是电抗器首端的功率I_AU_BC、I_BU_CA、I_CU_AB，当电抗器匝间短路时，这些功率值变化极小，无法检测，所以这种功率方向继电器不能用于判别匝间短路。

(2)零序功率方向继电器

广泛应用于输电线路、变压器的继电保护：

其基本动作方程为：

为继电器测量的零序电压、零序电流；

α(或)值可整定，如变压器、输电线路的零序功率方向继电器整定内角α＝110°，即最灵敏角

(3)故障分量的负序功率方向继电器

应用于发电机匝间短路的继电器保护，参见许继电气公司的WFB-800发变组保护的技术说明书；

其基本动作方程为：

ε_p为一个小门坎功率值

式中，为继电器测量的发电机机端的负序故障分量电压；

为的共轭向量，而为继电器测量的发电机机端的负序故障分量电流；

为继电器的最灵敏角，按发电机负序阻抗角整定，一般整定

由于该种判别方法反映的是电抗器首端的负序功率(ΔU₂ΔI₂)，当电抗器匝间短路的匝数少时，ΔU₂及ΔI₂都小，二者乘积的负序功率小，又继电器整定的门坎值ε_p是一个固定的常数，致使负序功率方向继电器拒动或者灵敏度低。

(4)电压绝对值比较式零序方向继电器

这种继电器能判别出并联电抗器的匝间短路及单相接地短路故障，见中国专利申请公开说明书CN101071151A，公开日为2007年11月14日，其基本动作方程为：

|U·0-jI·0XL0|≥|U·0+jI·0XS0|]]>

式中，——继电器测量的并联电抗器首端的零序电压；

——继电器测量的并联电抗器首端的零序电流；

X_L0——并联电抗器的零序电抗；

X_S0——系统的零序电抗。

但该种判别方法对于中性点不接地的并联电抗器灵敏度较低，例如当并联电抗器的匝间短路匝数与每相总匝数之比β＝3％的情况下：(1)、对于中性点不接地的并联电抗器，由于故判别不出电抗器匝间短路故障；(2)当中性点经过小电抗器接地时，由于所以灵敏度比较差，其中(I_n为电抗器的额定电流，I₀为电抗器的零序电流)

发明内容