[发明专利]一种干式空心电抗器匝间短路保护方法

说明书

一种干式空心电抗器匝间短路保护方法，涉及一种短路保护方法。干式空心电抗器二段式过流保护存在较大的死区，当电抗器保护动作时，电抗器的烧损情况已非常严重。本发明包括以下步骤：采集干式空心电抗器相电流、线电压；根据额定相电流、额定线电压及采集获得的干式空心电抗器相电流、线电压，计算实时的剩余电抗比；根据实时的剩余电抗比，判断干式空心电抗器是否出现了匝间短路、匝间短路严重程度。本技术方案相比与目前的过流保护，保护死区可大大缩小，缩短了干式空心电抗器匝间短路的发现时间，提高了干式空心电抗器及其邻近设备的安全运行能力。

技术领域

本发明涉及一种短路保护方法，尤其指一种干式空心电抗器匝间短路保护方法。

背景技术

干式空心电抗器作为重要的调压设备，在电力系统中得到大量应用，对于断路器在首端的干式空心电抗器，其保护一般配置两段式过流保护。理论分析和仿真验证发现二段式过流保护存在较大的死区，当电抗器保护动作时，电抗器的烧损情况已非常严重。当电抗器一相由两台干式空心电抗器串联组成时，可能出现单台完全烧毁但保护不动的情况。在额定电压下，匝间短路50％以上，保护才会动作去切除故障，此时电抗器已烧损严重，不利于事故原因分析，当电抗器额定电压为110kV时，单相由两台电抗串联的结构使得单台电抗完全烧毁，保护也可能不动作。过流Ⅱ段定值越大，保护死区越大、保护动作时电抗器烧损程度越严重。

例某一交流特高压变电站，其每台主变下设有两台电抗器，长期运行数据显示：当投入一台时，110kV母线电压在额定电压105kV附近；而当投入两台时，110kV母线电压在101kV附近，低于电抗器额定运行电压105kV。若此时发生匝间短路，短路电流应小于额定电压时的短路电流。而电抗器保护的最小动作定值为1.5Ie，当2台电抗器同时投入或系统原因导致110kV母线电压偏低时，某相电抗器的一台发生匝间短路，即使100％匝间短路，故障电流也小于1.5Ie，即保护不会动作！严重影响工作的稳定性、安全性与可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种干式空心电抗器匝间短路保护方法，以达到保护电抗器的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种干式空心电抗器匝间短路保护方法，包括以下步骤：

1)采集干式空心电抗器相电流、线电压；

2)根据额定相电流、额定线电压及采集获得的干式空心电抗器相电流、线电压，计算实时的剩余电抗比；

3)根据实时的剩余电抗比，判断干式空心电抗器是否出现了匝间短路、匝间短路严重程度。

其中，剩余电抗比为：当电抗器匝间短路时，故障相未被短路的电抗值与额定电抗值之比。当电抗器未出现匝间短路时，剩余电抗比为1。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

进一步的，C相剩余电抗比的计算公式为：

式中：I_C为C相实时电流，I_CN为C相额定电流；U_AB为AB相实时线电压，U_ABN为AB相额定线电压。其他相的剩余电抗比计算方式与C相相同。

进一步的，在步骤3)中，当剩余电抗比小于第一阈值时，进行保护发信；当剩余电抗比小于第二阈值时，进行保护跳闸，其中第一阈值大于第二阈值。

进一步的，第一阈值为0.92～0.82；第二阈值为0.82～0.72。