本实用新型专利技术公开一种干式空心电抗器匝间短路保护装置，包括模拟信号调理单元、A/D信号转换单元、中央处理单元、驱动单元、通讯接口电路和人机交互界面；模拟信号调理单元的输入端作为该保护装置的输入端，输入干式空心电抗器的相电压和相电流；模拟信号调理单元的输出端经由A/D信号转换单元连接中央处理单元的输入端，中央处理单元的输出端连接驱动单元的输入端，驱动单元的输出端作为保护装置的输出端，输出开关量；人机交互界面和通讯接口电路连接在中央处理单元上。本实用新型专利技术增设在现有使用干式空心电抗器的电网中，其提高了干式空心电抗器保护的灵敏度和可靠性，当电抗器发生匝间短路故障时能及时地正确动作，避免故障的进一步扩展。步扩展。步扩展。
【技术实现步骤摘要】
一种干式空心电抗器匝间短路保护装置
[0001]本技术涉及干式空心电抗器
，具体涉及一种干式空心电抗器匝间短路保护装置。
技术介绍
[0002]随着干式空心电抗器在电网中的投运越来越多，电抗器发生故障的情况也愈发增多，尤其是当电抗器发生匝间短路故障后，电抗器的保护并不能迅速动作切除故障相，致使故障相起火烧毁，直到匝间短路扩大发展成相对地或相间短路或电流巨变，电流增大到动作阈值后保护才能动作。本该动作的时候却不能动作而是滞后性动作，说明保护的灵敏度是不够的，究其原因，主要是，当电抗器发生匝间短路故障时，即使短路环的电流将变得非常大，但就目前的空心电抗器结构来讲，电抗器的相电流变化却微乎几微，而电抗器配置的二段过流保护，检测的是电抗器的相电流而不能检测短路环的电流，相电流变化值达不到保护的动作阈值，保护自然不能动作。除相电流变化小之外，干式空心电抗器的电压、电感、磁场等电气量，在匝间短路故障时其变化值都不明显，对它们进行监测难以达到预警的目的。
技术实现思路
[0003]本技术所要解决的是现有干式空心电抗器在使用过程中存在灵敏度和可靠性不高的问题，提供一种干式空心电抗器匝间短路保护装置。
[0004]为解决上述问题，本技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种干式空心电抗器匝间短路保护装置，包括模拟信号调理单元、A/D 信号转换单元、中央处理单元、驱动单元、通讯接口电路和人机交互界面；模拟信号调理单元的输入端作为该保护装置的输入端，输入干式空心电抗器的相电压和相电流；模拟信号调理单元的输出端经由A/D信号转换单元连接中央处理单元的输入端，中央处理单元的输出端连接驱动单元的输入端，驱动单元的输出端作为保护装置的输出端，输出开关量；人机交互界面和通讯接口电路连接在中央处理单元上。
[0006]上述方案中，通讯接口电路包括RS485接口电路、RS232接口电路和/ 或CAN接口电路。
[0007]上述方案中，人机交互界面为触摸屏。
[0008]上述方案中，通讯接口电路一端与中央处理单元相连，另一端与上位机相连。
[0009]与现有技术相比，本技术增设在现有使用干式空心电抗器的电网中，其提高了干式空心电抗器保护的灵敏度和可靠性，当电抗器发生匝间短路故障时能及时地正确动作，避免故障的进一步扩展。
附图说明
[0010]图1为一种干式空心电抗器匝间短路保护装置的原理框图。
具体实施方式
[0011]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。
[0012]一种干式空心电抗器匝间短路保护装置，如图1所示，包括模拟信号调理单元、A/D信号转换单元、中央处理单元、驱动单元、通讯接口电路和人机交互界面。在本实施例中，通讯接口电路包括RS485接口电路、RS232接口电路和/或CAN接口电路；人机交互界面为触摸屏。模拟信号调理单元的输入端作为该保护装置的输入端，输入干式空心电抗器的相电压和相电流。模拟信号调理单元的输出端经由A/D信号转换单元连接中央处理单元的输入端，中央处理单元的输出端连接驱动单元的输入端，驱动单元的输出端作为保护装置的输出端，输出开关量，驱动报警装置和/或开关执行机构。人机交互界面连接在中央处理单元上。通讯接口电路一端与中央处理单元相连，另一端与上位机相连。
[0013]模拟信号调理单元采集干式空心电抗器的相电压和相电流。A/D信号转换单元将模拟信号调理单元所采集到的干式空心电抗器的相电压和相电流进行模数转换后送至中央处理单元。中央处理单元利用模拟相电压和相电流进行匝间短路故障判别，并在出现匝间短路故障时输出开关量以驱动报警装置和/或开关执行机构。人机交互界面用于设定系统参数和显示运行参数。通讯接口电路用于实现保护装置与上位机的通信，让两者进行数据发送和接收。
[0014]上述干式空心电抗器匝间短路保护装置的工作过程如下：
[0015]步骤1、在干式空心电抗器投入运行后，在一个周期内同时采集干式空心电抗器的相电压和相电流，并利用模拟信号调理单元进行调理和利用A/D 信号转换单元进行模数转换后送至中央处理单元；中央处理单元先利用获取的相电压和相电流计算出有功电流，再存储该有功电流和相电压作为当前有功电流基准值和当前相电压基准值；
[0016]步骤2、连续间隔若干周期后，再在一个周期内同时采集干式空心电抗器的相电压和相电流，并利用模拟信号调理单元进行调理和利用A/D信号转换单元进行模数转换后送至中央处理单元；中央处理单元先利用获取的相电压和相电流计算出有功电流，再将该有功电流和相电压作为当前有功电流和当前相电压；
[0017]步骤3、中央处理单元计算当前有功电流与当前有功电流基准值的比值，并作为当前有功电流比值；同时，计算当前相电压与当前相电压基准值的比值，并作为当前相电压比值；
[0018]步骤4、如果当前有功电流比值大于设定的有功电流的比值阈值，且当前相电压比值小于设定的相电压的比值阈值，则中央处理单元判断干式空心电抗器发生了匝间短路故障，并通过驱动单元发出相应的告警信号和/或切除信号；如果有功电流的比值小于设定的有功电流的比值阈值，且当前相电压相对于上一采样周期的相电压发生了变化，则中央处理单元将当前有功电流去替换当前有功电流基准值，并将当前相电压去替换当前相电压基准值；否则，中央处理单元保持当前有功电流基准值和当前相电压基准值不变；
[0019]步骤5、在干式空心电抗器的运行过程中，重复步骤2-步骤4。
[0020]上述有功电流I
p
的计算公式为：
[0021][0022]其中：
[0023][0024][0025][0026]式中，式中，一个采样周期内相电压的采样间隔与一个采样周期内相电流的采样间隔相同，两者均为Δt，T表示一个采样周期的时间长度，N表示一个采样周期内相电压和相电流的采样点数；u(kΔt)表示一个采样周期内的第k个采样点的相电压；i(kΔt)表示一个采样周期内的第k个采样点的相电流；ω表示工频角频率。
[0027]在保护装置投入使用前，根据不同的干式空心电抗器模拟计算出该干式空心电抗器不同匝间短路后的有功电流，并选取其中有功电流变化量最小的情况，参照此情况下的有功电流对短路前的有功电流的比值，并充分考虑到匝间短路的发展过程，综合设定合适的两次采样周期之间的所间隔的周期个数和有功电流的比值阈值和相电压的比值阈值。在本实施例中，两次采样周期之间的所间隔的周期个数至少50个以上，即两个周期至少间隔1秒以上。有功电流的比值阈值和相电压的比值阈值不大于1.5。
[0028]需要说明的是，尽管以上本技术所述的实施例是说明性的，但这并非是对本技术的限制，因此本技术并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本技术原理的情况下，凡是本领域技术人员在本技术的启示下获得的其它实施方式，均视为在本技术的保护之内。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种干式空心电抗器匝间短路保护装置，其特征是，包括模拟信号调理单元、A/D信号转换单元、中央处理单元、驱动单元、通讯接口电路和人机交互界面；模拟信号调理单元的输入端作为该保护装置的输入端，输入干式空心电抗器的相电压和相电流；模拟信号调理单元的输出端经由A/D信号转换单元连接中央处理单元的输入端，中央处理单元的输出端连接驱动单元的输入端，驱动...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗兵，潘勇，黄柳艳，
申请(专利权)人：桂林五环电器制造有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。