一种抽能电抗器匝间保护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种抽能电抗器匝间保护方法及装置。该方法包括：采用抽能电抗器抽能绕组侧输出端负序电压和抽能电抗器抽能绕组侧输出端负序电流进行计算，得到负序阻抗测量值Z2.cn；将负序测量阻抗值Z2.cn与抽能绕组侧负序整定阻抗值Z2.set进行比较，判断是否闭锁抽能电抗器匝间保护，当Z2.cn大于Z2.set时，则判定故障发生的位置不在抽能电抗器抽能绕组侧区外；当Z2.cn小于Z2.set时，则判定故障发生的位置在抽能电抗器抽能绕组侧区外，闭锁匝间保护。本发明专利技术用于实时监测抽能电抗器不对称故障，其可以快速、准确地区分出抽能电抗器抽能侧区内和区外故障，在不降低常规匝间保护灵敏度的前提下，对抽能绕组侧区外故障可靠制动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统保护领域，尤其涉及一种基于抽能侧负序阻抗闭锁的抽能电抗器匝间保护方法及装置。
技术介绍
抽能电抗器与传统的电抗器和变压器存在较大差异，由于抽能绕组通常位于旁轭上，原副边耦合较弱，主电抗器侧额定容量和抽能绕组侧额定容量相差上百倍，电流纵联差动无法装设。传统的基于负序功率方向的匝间保护、零序功率方向匝间保护和带补偿电压的零序功率方向匝间保护使用范围为传统并联电抗器，并未考虑抽能电抗器与传统电抗器的差异性。在抽能侧区外发生不对称故障时，从电抗器高压侧保护安装处获取电压电流量进行计算，均有可能会被认为满足匝间故障判断区内所需的条件，而误切电抗器。综上所述存在问题，有必要对现有的抽能电抗器匝间保护判据进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种基于抽能侧负序阻抗闭锁的抽能电抗器匝间保护方法及装置，用来解决抽能电抗器匝间保护在抽能绕组侧区外发生故障会误动的问题，其方法通过抽能电抗器抽能绕组侧三相电压和三相电流计算所得负序阻抗，与设置的阻抗判据进行比较，不降低原有匝间保护灵敏度的前提下，提高了保护动作的可靠性。为实现上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种抽能电抗器匝间保护方法，该方法包括：测量抽能电抗器主电抗器高压侧输出端的三相电压及三相电流，判断出不对称故障发生在系统侧还是抽能电抗器侧，所述抽能电抗器侧包括电抗器一次绕组、抽能绕组、与抽能绕组连接的箱式变压器及站用负载侧；测量抽能电抗器抽能绕组侧输出端的三相电压及三相电流；根据抽能绕组侧输出端的三相电压及三相电流计算抽能绕组侧负序阻抗测量值Z2.cn；将负序测量阻抗值Z2.cn与抽能绕组侧负序整定阻抗值Z2.set进行比较，判断是否闭锁抽能电抗器匝间保护，其中：当Z2.cn大于Z2.set时，则判定故障发生的位置不在抽能电抗器抽能绕组侧区外，不闭锁匝间保护；当Z2.cn小于Z2.set时，则判定故障发生的位置在抽能电抗器抽能绕组侧区外，闭锁匝间保护，优选地，所述抽能绕组侧负序测量阻抗值Z2.cn通过如下公式计算得到：其中各符号的含义如下：分别为抽能绕组侧的三相带矢量的电压测量值；分别为抽能绕组侧的三相带矢量的电流测量值；a为转角因子，a代表逆时针120°转角，a2代表逆时针240°转角；为计算所得的负序电压；为计算所得的负序电流；Z2.cn为计算所得的负序阻抗。。优选地，所述抽能绕组侧负序整定阻抗值Z2.set为实际的抽能绕组侧二次负荷负序阻抗乘以一整定系数k，k的取值范围为0.3～0.5,其保护范围为以阻抗坐标轴原点为圆心、以Z2.set的模值为半径的全阻抗圆。优选地，所述计算所得的负序电流小于设定的阈值I2.set时，不进行对抽能电抗器匝间保护的闭锁处理，所述I2.set取值为0.06倍～0.2倍的抽能绕组侧参与负序阻抗判断的电流互感器二次额定电流。优选地，所述判断出不对称故障发生在系统侧还是抽能电抗器侧是通过下列方式中的一种而实现：基于负序功率方向的匝间保护、基于零序功率方向匝间保护和带补偿电压的零序功率方向匝间保护。在第二方面，本专利技术提供了一种基于抽能侧负序阻抗闭锁的抽能电抗器匝间保护装置。该装置包括采样模块、计算模块、判断模块，所述采样模块与所述计算模块相连，用于采集抽能电抗器主电抗器高压侧输出端及抽能绕组侧输出端的三相电压和三相电流；所述计算模块与所述判断模块相连，用于根据抽能电抗器抽能绕组侧输出端的三相电压和三相电流进行计算，计算出抽能电抗器抽能绕组侧负序测量阻抗Z2.cn；所述判断模块，用于根据抽能电抗器主电抗器高压侧输出端的三相电压和三相电流判断出不对称故障发生在系统侧还是抽能电抗器侧，以及将负序测量阻抗值Z2.cn与抽能绕组侧负序整定阻抗值Z2.set进行比较，判断是否应该闭锁抽能电抗器匝间保护，其中：当Z2.cn大于Z2.set时，则判定故障发生的位置不在抽能电抗器抽能绕组侧区外，不闭锁匝间保护；当Z2.cn小于Z2.set时，则判定故障发生的位置在抽能电抗器抽能绕组侧区外，闭锁匝间保护。优选地，所述采样模块根据工程实际要求可支持模拟量输入和光纤数字量信号，对于常规工程，所述采样模块包括模拟量输入模块和模数转换模块；对于数字化工程，所述采样模块包括光信号处理模块。优选地，所述计算模块通过如下公式计算得到抽能绕组侧负序测量阻抗值Z2.cn：其中各符号的含义如下：分别为抽能绕组侧的三相带矢量的电压测量值；分别为抽能绕组侧的三相带矢量的电流测量值；a为转角因子，a代表逆时针120°转角，a2代表逆时针240°转角；为计算所得的负序电压；为计算所得的负序电流；Z2.cn为计算所得的负序阻抗。优选地，所述抽能绕组侧负序整定阻抗值Z2.set为实际的抽能绕组侧二次负荷负序阻抗乘以一整定系数k，k的取值范围为0.3～0.5,其保护范围为以阻抗坐标轴原点为圆心、以Z2.set的模值为半径的全阻抗圆。优选地，所述计算所得的负序电流小于设定的阈值I2.set时，不进行对抽能电抗器匝间保护的闭锁处理，所述I2.set取值为0.06倍～0.2倍的抽能绕组侧参与负序阻抗判断的电流互感器二次额定电流。本专利技术通过利用抽能电抗器抽能绕组侧三相电压和三相电流计算所得负序阻抗，与设置的阻抗判据进行比较以判断是否进行闭锁匝间保护，避免了小电气量的方向判别困难，根据在不同的位置发生故障，其负序测量阻抗的巨大差异性来判断区内和区外。在不降低原有匝间保护灵敏度的前提下，提高了保护动作的可靠性。附图说明图1是本专利技术实施例的抽能电抗器与保护装置的连接示意图；图2是本专利技术实施例的保护判断逻辑示意图；图3是本专利技术实施例的保护装置的结构框图。附图标记说明：a-保护装置抽能电抗器高压侧匝间判别逻辑，b-保护装置抽能电抗器抽能绕组侧负序阻抗判别逻辑，CT-Ha-抽能电抗器高压侧a相电流互感器，CT-Hb-抽能电抗器高压侧b相电流互感器，CT-Hc-抽能电抗器高压侧c相电流互感器，CT-La-为抽能电抗器抽能绕组侧a相电流互感器，CT-Lb-为抽能电抗器抽能绕组侧b相电流互感器，CT-Lc-为抽能电抗器抽能绕组侧c相电流互感器，PT-H-抽能电抗器高压侧电压互感器，PT-L为抽能电抗器抽能侧电压互感器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。需要说明的是，附图仅为示例性说明，并未按照严格比例绘制，而且其中可能有为描述便利而进行的局部放大、缩小，对于公知部分结构亦可能有一定缺省。图1是本专利技术实施例的抽能电抗器与保护装置的连接示意图。如图1所示，本专利技术的抽能电抗器高压侧设有抽能电抗器高压侧a相电流互感器CT-Ha、抽能电抗器高压侧b相电流互感器CT-Hb、抽能电抗器高压侧c相电流互感器CT-Hc和抽能电抗器高压侧电压互感器PT-H。抽能电抗器抽能绕组侧设有抽能电抗器抽能绕组侧a相电流互感器CT-La、抽能电抗器抽能绕组侧b相电流互感器CT-Lb，抽能电抗器抽能绕组侧c相电流互感器CT-Lc和抽能电抗器抽能侧电压互感器PT-L。保护装置分别通过CT-Ha、CT-Hb、CT-Hc和PT-H与抽能电抗器的高压侧相连，分别通过CT-La、CT-Lb、CT-Lc和PT-L与抽能电抗器的抽能绕组侧相连。其中，C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽能电抗器匝间保护方法，其特征在于，包括：测量抽能电抗器主电抗器高压侧输出端的三相电压及三相电流，判断出不对称故障发生在系统侧还是抽能电抗器侧，所述抽能电抗器侧包括电抗器一次绕组、抽能绕组、与抽能绕组连接的箱式变压器及站用负载侧；测量抽能电抗器抽能绕组侧输出端的三相电压及三相电流；根据抽能绕组侧输出端的三相电压及三相电流计算抽能绕组侧负序阻抗测量值Z2.cn；将负序测量阻抗值Z2.cn与抽能绕组侧负序整定阻抗值Z2.set进行比较，判断是否闭锁抽能电抗器匝间保护，其中：当Z2.cn大于Z2.set时，则判定故障发生的位置不在抽能电抗器抽能绕组侧区外，不闭锁匝间保护；当Z2.cn小于Z2.set时，则判定故障发生的位置在抽能电抗器抽能绕组侧区外，闭锁匝间保护。

【技术特征摘要】
1.一种抽能电抗器匝间保护方法，其特征在于，包括：测量抽能电抗器主电抗器高压侧输出端的三相电压及三相电流，判断出不对称故障发生在系统侧还是抽能电抗器侧，所述抽能电抗器侧包括电抗器一次绕组、抽能绕组、与抽能绕组连接的箱式变压器及站用负载侧；测量抽能电抗器抽能绕组侧输出端的三相电压及三相电流；根据抽能绕组侧输出端的三相电压及三相电流计算抽能绕组侧负序阻抗测量值Z2.cn；将负序测量阻抗值Z2.cn与抽能绕组侧负序整定阻抗值Z2.set进行比较，判断是否闭锁抽能电抗器匝间保护，其中：当Z2.cn大于Z2.set时，则判定故障发生的位置不在抽能电抗器抽能绕组侧区外，不闭锁匝间保护；当Z2.cn小于Z2.set时，则判定故障发生的位置在抽能电抗器抽能绕组侧区外，闭锁匝间保护。2.根据权利要求1所述的一种抽能电抗器匝间保护方法，其特征在于，所述抽能绕组侧负序测量阻抗值Z2.cn通过如下公式计算得到：其中各符号的含义如下：分别为抽能绕组侧的三相带矢量的电压测量值；分别为抽能绕组侧的三相带矢量的电流测量值；a为转角因子，a代表逆时针120°转角，a2代表逆时针240°转角；为计算所得的负序电压；为计算所得的负序电流；Z2.cn为计算所得的负序阻抗。3.根据权利要求1所述的一种抽能电抗器匝间保护方法，其特征在于，所述抽能绕组侧负序整定阻抗值Z2.set为实际的抽能绕组侧二次负荷负序阻抗乘以一整定系数k，k的取值范围为0.3～0.5,其保护范围为以阻抗坐标轴原点为圆心、以Z2.set的模值为半径的全阻抗圆。4.根据权利要求2所述的一种抽能电抗器匝间保护方法，其特征在于，所述计算所得的负序电流小于设定的阈值I2.set时，不进行对抽能电抗器匝间保护的闭锁处理，所述I2.set取值为0.06～0.2倍的抽能绕组侧参与负序阻抗判断的电流互感器二次额定电流。5.根据权利要求1所述的一种抽能电抗器匝间保护方法，其特征在于，所述判断出不对称故障发生在系统侧还是抽能电抗器侧是通过下列保护方式中的一种而实现：基于负序功率方向的匝间保护、基于零序功率方向匝间保护和带补偿电压的零序功率方向匝间保护。6.一种基于抽能侧负序阻抗闭锁的抽能电抗器匝间保护装置，其特征在于，包括采样模块、计...

【专利技术属性】
技术研发人员：任善荣，陈晓明，施志晖，李聪，储海兵，张斌，
申请(专利权)人：特变电工南京智能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32