高壓電抗器匝間保護(hù)誤動原因分析

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1、2013年6月Jun．2013第41卷第3期(總第226期)Vo1．41No．3(Ser．No．226)取其中首端相電流、零序電流曲線及保護(hù)動作相關(guān)數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄時間至80ms，推算直流分量衰減持續(xù)至500ms左右。從圖1中可以看出：高壓電抗器充電過程中，首端相直流分量很大，特別是U相完全偏移，衰減時間長，至本次記錄最長時間80ms時直流分量仍平穩(wěn)在一等水平，推測直流分量衰減持續(xù)至500ms左右；空充過程中電流回路產(chǎn)生0．45A的零序電流．零序電流隨著直流分量衰減而減少。圖2匝問故障零序電壓分布從錄波結(jié)果可以看出系統(tǒng)并無故障，但充電過C．零序阻抗。高壓電抗器

2、的一次零序阻抗一般程中實際產(chǎn)生了持續(xù)的直流分量，其產(chǎn)生的原因不為幾千歐姆左右，而系統(tǒng)的一次零序阻抗一般為幾排除換流站或串補(bǔ)站引起低頻震蕩的可能性。本文十歐姆左右，保護(hù)裝置利用測量電抗器端口零序阻對直流分量導(dǎo)致匝間保護(hù)誤動的原因進(jìn)行分析并提抗大小判斷是否發(fā)生區(qū)內(nèi)故障。在電抗器發(fā)生匝間出修改措施。短路故障時，零序電壓和零序電流關(guān)系如圖3所示，此時U。一I?！X電抗器端口測量到的零序阻抗2匝間保護(hù)誤動原因分析是系統(tǒng)的零序阻抗。2．1匝間保護(hù)原理高壓電抗器的匝間短路是比較常見的故障，匝間短路的特點，一方面，當(dāng)內(nèi)部匝間短路數(shù)量較少時，引起其三相不平衡電流的可能性極小，繼

3、電保護(hù)裝置很難將其檢測出來；另一方面，不論短路匝數(shù)多少，其故障電流始終是穿越性的，所以縱差保護(hù)不能圖3匝間故障時￡，0和，0保護(hù)匝間短路故障。由于上述特點，實際運行過程匝間保護(hù)啟動邏輯圖如圖4所示。中，要求匝間保護(hù)在高壓電抗器匝問故障時靈敏度高，又能保證在外部故障以及任何非正常運行工況下不誤動]。本次事件高壓電抗器匝問保護(hù)啟動元件采用帶補(bǔ)償?shù)慕^對值比較式零序方向元件、負(fù)序方向元件及零序阻抗元件。a．零序電流判據(jù)。當(dāng)電抗器首端自產(chǎn)零序電流最大值大于主電抗零序過流啟動定值時動作；判據(jù)為：3I。>3，31通常為由廠家內(nèi)部定值。b．零序阻抗判據(jù)。帶補(bǔ)償?shù)慕^對值比較式的零

4、序方向元件，主要根據(jù)各種故障狀態(tài)下零序電壓幅值的分布實現(xiàn)電抗器的匝間保護(hù)。帶補(bǔ)償?shù)慕^對值圖4匝間保護(hù)啟動邏輯框圖比較式的零序方向元件判據(jù)如下：2．2誤動原因分析10一J0×0．9ZL0l>IoI本次事件高壓電抗器容量3×50Mvar，電流互式中：z。為電抗器包括小電抗在內(nèi)的零序阻抗。感器(TA)變比400／1，I一0．34A，TA特性為電抗器匝間故障如圖2所示。圖中x為系統(tǒng)阻5P20(表示20倍短路電流時誤差為5Yo)；從圖1的抗，x、X為電抗器零序阻抗，為零序電流，故障錄波圖中可以查出零序電流最大有效值?達(dá)為測量點零序電壓。從圖2中可以看出，在匝間故障到O．4

5、5A。時補(bǔ)償后的零序電壓幅值I。一J?！?．9Z。l遠(yuǎn)大于a．零序電流31。一／i。一1．3，保護(hù)的零序電測量點的零序電壓幅值，帶補(bǔ)償?shù)慕^對值比較式的流設(shè)置為0．081，故滿足匝間保護(hù)零序電流啟動零序方向元件動作。·10·2013年6月Jun．2013第41卷第3期(總第226期)Vo1．4lNo．3(Ser．No．226)條件；3．2防誤措施b．高壓電抗器由于某種原因?qū)е轮绷髌飘a(chǎn)a．采用帶補(bǔ)償?shù)慕^對值比較式零序方向元件和生零序電流等效于電流源由電抗器內(nèi)部產(chǎn)生，補(bǔ)償負(fù)序方向、零序阻抗元件保護(hù)啟動元件或帶自適補(bǔ)后的零序電壓幅值}。一J?！?．9Z。I遠(yuǎn)大于測量點

6、償?shù)牧阈蚬β史较蛟?、零序阻抗元件以及有工頻的零序電壓幅值，故滿足零序方向元件動作條件；變化量浮動門檻的啟動元件等，該措施既能提高匝C．高壓電抗器端口測量到的零序阻抗很小，滿問保護(hù)動作的靈敏度，又能保證在各種外部短路情足零序阻抗啟動條件。況下(如串聯(lián)補(bǔ)償線路、諧振、振蕩等因素)以及任何由上述分析可以確定，這起匝間保護(hù)誤動作的非正常運行工況(如非全相、TA二次回路短接工斷原因是開關(guān)站高壓電抗器空投充電時，出現(xiàn)直流分線等)下不會誤動作。量偏移，直流分量衰減很慢，造成三相電流不一致，b．將匝間保護(hù)定值適當(dāng)調(diào)大，時限調(diào)長，讓其電抗器內(nèi)部不平衡，導(dǎo)致首端產(chǎn)生零序電流，滿足

7、了躲過線路發(fā)生單相瞬時接地故障時，所流過保護(hù)裝匝間保護(hù)動作條件，保護(hù)出口跳閘。置的電流，或者在時限上讓線路重合閘成功后，匝間保護(hù)能自動返回。3匝間保護(hù)整定值的修改及防誤措施4結(jié)束語3．1匝間保護(hù)整定值的修改，目前我國500kV電力系統(tǒng)的時間常數(shù)為本次事件中，母線高壓電抗器的匝間保護(hù)雖然100ms，本次事件中開關(guān)站的高壓電抗器充電過程采用了帶補(bǔ)償?shù)慕^對值比較式零序方向元件和負(fù)序直流分量衰減時間持續(xù)500ms左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于超高方向元件及零序阻抗元件，但匝間保護(hù)在高壓電抗壓系統(tǒng)時間常數(shù)。在開關(guān)站一次系統(tǒng)參數(shù)無法改變器空投充電時仍然誤動，其主要原因為電抗器空投的情況下，

8、應(yīng)延長匝間保護(hù)動作時間，