阻塞滤波器失谐故障的加速保护方法和装置的制造方法_2

文档序号:9813256阅读:来源:国知局
[0032] 采用上述方案后,本发明保留了原有失谐保护电流比率越限保护方法一一电流比 率越限长延时保护,增加了阻塞滤波器总电流的工频变化量判别和电流比率越限短延时保 护,通过工频变化量判据识别出电网系统出现大扰动时,闭锁短延时保护,否则就开放短延 时保护;本发明兼顾了保护的可靠性与快速性。
【附图说明】
[0033] 图1是发电机、主变压器及阻塞滤波器的电路示意图;其中:a是发电机,b是主变压 器,C是阻塞滤波器。
[0034] 图2是A相阻塞滤波器内部电路及电流互感器接线示意图;其中,LO是0阶电抗器, Ll是1阶电抗器,Cl是1阶电容器,L2是2阶电抗器,C2是2阶电容器,L3是3阶电抗器,C3是3阶 电容器,PSWl是旁路开关,CTli是1阶电抗器的电流互感器,CTci是1阶电容器的电流互感器, CTbf是阻塞滤波器总电流的电流互感器。
[0035] 图3是本发明实施例的保护逻辑图;其中,a是电流比率低于下限的判据,b是电流 比率高于上限的判据,C是阻塞滤波器总电流足够大的判据,d是工频变化量超过设定口槛 的判据,e是"逻辑或|'了'运算,f是"逻辑与|'了'运算,g是瞬时置位、延时清零的运算,h是延时 置位、瞬时返回的运算,i是失谐保护报警或保护动作。
[0036] 图4是本发明实施例的装置结构图。
【具体实施方式】
[0037] W下将结合附图及具体实施例,对本发明的技术方案进行详细说明。
[0038] 本发明实施例提供一种阻塞滤波器失谐故障的加速保护方法,包括如下步骤:
[0039] (1)继电保护装置对阻塞滤波器并联电抗器和电容器的电流进行采样,对流过整 个阻塞滤波器的总电流进行采样;
[0040] (2)分别计算电抗器电流、电容器电流和总电流的基波幅值;
[0041] (3)计算电抗器电流基波幅值和电容器电流基波幅值的电流比率;
[0042] (4)计算阻塞滤波器总电流的工频变化量;当工频变化量超过设定的口槛时,将闭 锁短延时保护的标志置为"r,否则经延时Tl将该标志置为%";
[0043] (5)当总电流幅值足够大,如果电流比率超出预先整定的上限、下限范围时,经长 延时T2发出报警信号或跳闽信号及输出继电器空接点;
[0044] (6)当总电流幅值足够大,如果电流比率超出预先整定的上限、下限范围,同时闭 锁短延时保护的标志为"0"时,经短延时T3发出报警信号或跳闽信号及输出继电器空接点。
[0045] W下用一个实施例来具体说明上述方法和步骤:一台600MW发电机组,额定功率为 600MW,额定电压22kV,额定功率因数0.9;主变压器额定容量750MVA,额定电压变比500kV/ 22kV,Yd-11接线方式,短路阻抗13.5 % ;如图1所示,其中,a.发电机。b.主变压器。C. A相阻 塞滤波器。B相、C相阻塞滤波器与A相阻塞滤波器的电路相同。
[0046] 主变高压侧中性点打开,串接S相阻塞滤波器BF之后接地,BF由电感和电容相互 串并联而成。电路拓扑如图2所示。其中图帥:
[0047] PSWl是旁路开关,LO为0阶电抗器,CULl为第1组并联电容器和电抗器,C2、L2为第 2组并联电容器和电抗器,C3、L3为第3组并联电容器和电抗器,CTci是Cl的电流互感器,CTli 是Ll的电流互感器,CTbf是整个阻塞滤波器的电流互感器。图中省略了 C2、L2、C3、L3的电流 互感器,未画出。
[004引 BF的基本参数如下:
[0049] LO的阻抗孔0 = 28.25 Q,第1组并联电抗器Ll的阻抗Zli = 9.457 Q,第1组并联电容 器Cl的容抗Xci = 5.272 Q,第2组并联电抗器L2的阻抗孔2 = 39.578 Q,第2组并联电容器C2 的容抗Xc2 = 9.326 Q,第3组并联电抗器L3的阻抗Zl3 = 20.054Q,第3组并联电容器C3的容 抗Xc3 = 3.368 Q,电流互感器CTli的电流变比为ncT,Li = 1200A/5A,电流互感器CTci的电流变 比为ncT,ci = 2500A/5A,电流互感器CTbf的电流变比为ncT,BF=1000A/5A。^图2中的第1组并 联电抗器、电容器为例,说明本发明的失谐故障的加速保护方法的具体实施内容。第2组、第 3组的并联电抗器、电容器失谐保护的实施方法与此相同,B相、C相的失谐保护与A相失谐保 护的实施方法相同。
[0050] A相第1组并联电抗器、电容器失谐保护的具体实施步骤如下:
[0051] (1)步骤一,继电保护装置对第1组对并联电抗器的电流进行采样得到电流iL;对 并联电容器的电流进行采样得到电流ic,对流过LC并联电路的总电流进行采样得到电流 iBF。默认的采样频率f S = 1200化。
[0052] (2)步骤二,经过全周波、短数据窗傅立叶数值算法,或者采用窄带带通滤波后正 弦波峰值检测算法,计算电抗器电流iL、电容器电流ic和总电流iBF的基波幅值,分别为Il、Ic 和Ibf,本实施例采用全周波傅立叶数值算法,公式如下:
[0054] 其中,下标m = L,C,BF表示"电抗器"、"电容器"、"阻塞滤波器";Il、Ic、Ibf分别表示 电抗器电流iL、电容器电流ic、流过阻塞滤波器的总电流iBF的幅值;N为傅氏滤波计算时的 数据窗长度,默认值取N=24;本实例中,N=24; k表示采样序列号。
[0055] (3)步骤=,计算电抗器电流基波幅值Il和电容器电流基波幅值Ic的电流比率入LC, 采用下面的公式:
或2
[0057]其中,e是继电保护装置内部程序设定的一个小值口槛,防止除数为〇。6的取值范 围是电容器电流互感器额定二次值幅值的0.5%~2%,默认情况下取幅值1%作为e的默认 值。比如,电流互感器CTq的二次值有效值为5A,可取5A对应幅值的1 %,即0.0707A作为e的 默认值。
[005引(4)步骤四,阻塞滤波器总电流的工频变化量Al,采用下面的公式:
式3
[0060] 其中,iBF是流过阻塞滤波器的总电流;A iBF是阻塞滤波器总电流的工频变化量瞬 时值;N为傅氏滤波计算时的数据窗长度,默认值取N= 24。本实例中,N= 24; k表示采样序列 号;
[0061] 进一步地,按下述判据判别是否出现电网系统大扰动:
[0062] A I〉A Iset 式4
[0063] 其中,A Iset为设定的口槛,n槛A Iset的取值范围是0.2In~2.OIn,运里的In是电 流互感器CTci的二次额定值5A,口槛A Iset的默认值取1 .OIn;
[0064] 当上述式4满足时,认为出现了电网系统大扰动,将闭锁短延时保护的标志置为 "r;当上述式4不满足时,认为没有出现电网系统大扰动,或者电网系统大扰动已消失,经 过一个长延时Tl,将闭锁短延时保护的标志置为"0";所述延时Tl的取值是Ti = T2+AT,其 中,T2是原有失谐保护电流比率判据的长延时保护的延时定值,T2的取值范围是Is~60s,默 认值取15s; A T是时间级差,A T的取值范围是0.3s~0.5s,A T默认值取0.3s。
[0065] (5)步骤五,采用下面的判据判别电流比率Alc是否越限:
[006引 IbF〉Ibf'setJIIL [入IX〉入LC'set.〈入LC'set.min]式5
[0067] 其中,IbF.set是电流开放定值,心.set.max是电流比率保护定值上限,人IX.set.min是电流 比率保护定值下限;定值整定的方法如下;
[0068] (a)计算额定运行工况下,流过阻塞滤波器的总电流幅值,得iBF.rated,取该幅值的 10%~40%整定保护定值iBF.set;对于本实例,发电机额定运行时,流过阻塞滤波器的电流 是:
[0070] 比如取20%进行整定,计算结果为:
[0071] lBF.set = 20% X3.849A = 0.770A
[0072] (b)根据LC参数,计算正常运行时Il与Ic的电流比率Anrml,对于本实例,
,式中,是电流互感 器CTli的一次值(即流过电抗器Ll的一次电流值),I'c是电流互感器CTci的一次值(即流过电 容器Cl的一次电流值);取比率P %,P取值范围2~10,按Annul下降P %整定心.set.min,按VthI 上升P%整定?:.set.max;比如P = 5时,计算结果为:
[007;3] XLC'set'
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