SGR751數(shù)字式電抗器匝間保護(hù)原理與調(diào)試

周守強(qiáng),蔣璇,周金剛

(1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司，湖南長(zhǎng)沙410004；2.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司益陽(yáng)供電分公司，湖南益陽(yáng)413000)

SGR751數(shù)字式電抗器匝間保護(hù)原理與調(diào)試

周守強(qiáng)1,蔣璇2,周金剛1

(1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司，湖南長(zhǎng)沙410004；2.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司益陽(yáng)供電分公司，湖南益陽(yáng)413000)

SGR751 digital electric reactor inter-turn protection principle and debugging

針對(duì)并聯(lián)電抗器故障時(shí)內(nèi)部與外部零序電路對(duì)比分析，敘述SGR751數(shù)字式電抗器保護(hù)裝置匝間保護(hù)的原理與特點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)作方程、動(dòng)作邏輯的分析介紹，根據(jù)SGR751數(shù)字式電抗器保護(hù)裝置匝間保護(hù)動(dòng)作條件；提出零序電流動(dòng)作邊界校驗(yàn)、阻抗邊界校驗(yàn)及調(diào)試過(guò)程中的一些算法。

匝間保護(hù)；電抗器；零序阻抗；動(dòng)作邊界；調(diào)試

匝間保護(hù)是并聯(lián)高壓電抗器的主保護(hù)之一。由某公司生產(chǎn)的SGR751數(shù)字式電抗器保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用于湖南500 kV輸電線路中,其匝間保護(hù)采用由電抗器高壓側(cè)零序電流、零序電壓組成的零序阻抗繼電器,具有較高的靈敏度和可靠性〔1〕。

1 SGR751匝間保護(hù)原理及邏輯

1.1 SGR751匝間保護(hù)的原理

SGR751數(shù)字式電抗器保護(hù)裝置采用由電抗器高壓側(cè)零序電流、零序電壓組成的零序阻抗繼電器作為匝間保護(hù)元件。并聯(lián)電抗器的零序回路如圖1所示。為保護(hù)安裝處測(cè)得的零序電壓,此處測(cè)得零序電流,j Xs0為系統(tǒng)側(cè)等效零序阻抗。

假定系統(tǒng)在K1處發(fā)生匝間短路故障；在K2處發(fā)生電抗器內(nèi)部接地故障；在K3處發(fā)生區(qū)外接地故障。零序回路分別如圖2,3所示。ΔE0′為故障處零序電動(dòng)勢(shì)。

上述3類(lèi)故障的等效零序方程依次如式 (1)、(2)、(3)所示:

系統(tǒng)發(fā)生上述故障時(shí)零序電氣量具有以下特點(diǎn):電抗器匝間短路時(shí)及內(nèi)部單相接地時(shí),電抗器向系統(tǒng)送出零序功率,零序電壓滯后零序電流90°；電抗器外部單相接地故障時(shí),系統(tǒng)電抗器送出零序功率,零序電流滯后零序電壓90°。系統(tǒng)零序回路零序源的所在位置反映了故障發(fā)生位置,零序阻抗繼電器可以很靈敏的判斷故障發(fā)生在電抗器內(nèi)部還是在系統(tǒng)側(cè)〔2〕。

1.2 電抗器匝間保護(hù)的動(dòng)作方程與動(dòng)作邏輯圖

電抗器匝間保護(hù)的動(dòng)作方程如式 (4)和 (5)所示,式中:Z0為電抗器高壓端測(cè)量阻抗；Z0L為阻抗動(dòng)作區(qū)邊界；I0為零序電流；I0dz為零序啟動(dòng)電流整定值。

電抗器匝間保護(hù)邏輯框圖如圖4所示,匝間保護(hù)的判據(jù)主要包括零序電流和零序阻抗。在電抗器匝間保護(hù)的調(diào)試時(shí),需要固定其中一項(xiàng),以驗(yàn)證另一項(xiàng)的動(dòng)作邊界值。另外,保護(hù)裝置在TA斷線或TV斷線時(shí)閉鎖匝間保護(hù),以防誤動(dòng)。

2 SGR751匝間保護(hù)的調(diào)試

2.1 SGR751匝間保護(hù)零序監(jiān)控電流

電抗器匝間保護(hù)動(dòng)作判別,前提條件是低端零序電流必須大于零序監(jiān)控電流〔1〕。故調(diào)試時(shí)要保證電抗器的高端與低端零序電流均應(yīng)大于零序監(jiān)控電流,否則匝間保護(hù)只啟動(dòng)不出口,故在調(diào)試時(shí)必須在高壓側(cè)和低壓側(cè)同時(shí)加入穿越性零序電流。

SGR751匝間保護(hù)零序監(jiān)控電流通常整定為主電抗器TA二次側(cè)額定電流的0.2倍,即:

主電抗器TA二次側(cè)額定相電流可由式 (7)求得:

2.2 SGR751匝間保護(hù)阻抗圓繪制

2.2.1 SGR751匝間保護(hù)阻抗圓原理

SGR751數(shù)字式保護(hù)裝置匝間保護(hù)零序阻抗圓如圖5所示。其中,ZO為阻抗特性圓圓心,Z0L為零序阻抗動(dòng)作邊界,Zr為零序阻抗圓半徑。

SGR751數(shù)字式電抗器保護(hù)采用如下整定原則進(jìn)行整定計(jì)算:

式中 Zn.s為主電抗器一次阻抗；Zn.n為小電抗器一次阻抗值；Na.s為主電抗器TA變比值；NV為T(mén)V變比值。

TA二次額定電流為1 A時(shí),固定1 A,相角為0°,則阻抗圓上任意一點(diǎn)的Z0＝U0。

2.2.2 SGR751匝間保護(hù)阻抗圓

對(duì)阻抗圓心Z0每間隔30°掃描測(cè)點(diǎn),以找到匝間保護(hù)零序阻抗特性圓的動(dòng)作邊界。根據(jù)圖5可知,阻抗動(dòng)作邊界的計(jì)算如式 (14)所示:

根據(jù)具體應(yīng)用,將上述數(shù)據(jù)與表達(dá)式編入EXCEL表格自動(dòng)算出動(dòng)作特性圓的標(biāo)準(zhǔn)邊界值〔3〕。將理論值與測(cè)試值進(jìn)行比較,就可以判斷保護(hù)裝置是否正確動(dòng)作。

3 結(jié)論

SGR751采用零序阻抗保護(hù)作為并聯(lián)電抗器的匝間保護(hù),對(duì)匝間故障反應(yīng)方向靈敏,動(dòng)作可靠。本文詳細(xì)介紹了SGR751數(shù)字式電抗器匝間保護(hù)的零序電流動(dòng)作邊界校驗(yàn)和阻抗邊界校驗(yàn)以及調(diào)試過(guò)程中的一些算法。

〔1〕王維儉,黃潤(rùn)鏗.500 kV并聯(lián)電抗器零序功率方向保護(hù)的運(yùn)行分析 〔J〕.繼電器,1995,23(4):3-5.

〔2〕陳海軍,李君宏.750 kV電抗器匝間保護(hù)原理及試驗(yàn)方法〔J〕.電子設(shè)計(jì)工程,18(1):118-119.

〔3〕馬立群.WDK－600微機(jī)電抗器匝間保護(hù)原理及調(diào)試 〔J〕.上海電力,2010(Z1):321-323.

〔4〕國(guó)電南自股份有限公司.SGR751技術(shù)使用說(shuō)明書(shū) 〔R〕.

〔5〕國(guó)家電力調(diào)度通信中心.繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答 〔M〕.北京:中國(guó)電力出版社,2000.

TM47

B

1008-0198(2014)01-0054-02

周守強(qiáng)(1983),男,碩士,工程師,主要從事繼電保護(hù)調(diào)試工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.01.017

2013-06-17