阻塞滤波器保护设备的制作方法

本发明属于电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种阻塞滤波器保护设备。

背景技术：

对于长距离输电并在输电线路中配置串联电容补偿等设备的输电模式，当参数不当时，可能发生发电机组1(图1)的次同步振荡现象，严重时可能会损伤发电机组大轴，造成大轴扭伤。为抑制次同步振荡，如图1所示，在主变压器2高压侧可安装多相阻塞滤波器3(图中示出了A、B、C三相阻塞滤波器)，增大电力输电网络的次同步阻尼，防止并抑制次同步振荡的发生。比如，我国内蒙古大唐托克托电厂，装机容量为8×600MW，经托源四回线输送至浑源变电站，再经源安双回线、源霸双回线向京津唐电网送电。在浑源变电站的线路上安装了8套固定电容串补，在发电机主变压器的高压侧装设了静态阻塞滤波器。

阻塞滤波器可安装在主变压器中性点侧，可设置为多相，且每相阻塞滤波器具有一个旁路开关。当正常运行时，旁路开关断开，阻塞滤波器投入运行；当某相阻塞滤波器出现故障时，保护装置动作出口，闭合旁路开关，使有故障的这一相阻塞滤波器退出运行。根据运行规程，为防止次同步振荡损坏发电机组，要求当出现两相或多相阻塞滤波器退出运行的情况时(即对应的旁路开关闭合时)，发电机组必须解列。

在现有技术中，如图2所示，保护装置对阻塞滤波器按阶进行保护，即多相阻塞滤波器某一阶电路由同一个保护装置进行保护。这种保护组屏存在风险，例如现场运行的保护装置曾经出现这样的情况：保护装置本身出现异常，保护误动作，使多相阻塞滤波器的旁路开关全部闭合，即多相阻塞滤波器同时退出运行，最终导致发电机组解列停机，造成不必要的发电损失。对于一台600MW火电机组，停机后重新启动，因点炉暖炉的过程较长，直接费用可能高达100万元。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新型的阻塞滤波器保护设备，克服现有技术中存在的上上述问题，实现多相阻塞滤波器保护彼此解耦，减少发电机组运行的风险。

为实现以上目的，本发明提出一种阻塞滤波器保护设备，该设备包括：多相阻塞滤波器，多个旁路开关，多个继电保护装置以及保护屏柜，其中：所述多相阻塞滤波器、所述多个旁路开关以及所述多个继电保护装置的数量相同；所述多相阻塞滤波器中的每一相阻塞滤波器都并联至一个不同的旁路开关以作为该相阻塞滤波器的旁路开关；每一相阻塞滤波器都耦合至一个不同的继电保护装置以作为该相阻塞滤波器的继电保护装置；每一相阻塞滤波器的旁路开关耦合至该相阻塞滤波器的继电保护装置；并且所述每一相阻塞滤波器都包括耦合至该相阻塞滤波器的继电保护装置的电流互感器；以及所述多个继电保护装置安装在所述保护屏柜中。

根据本发明的一个方面，所述每一相阻塞滤波器包括：串联在一起的0阶电路、1阶电路、2阶电路以及3阶电路，其中0阶电路为0阶电抗器L0；1阶电路包括第1组并联的电容器C1和电抗器L1以及分别与电容器C1、电抗器L1串联的电流互感器CTC1、CTL1；2阶电路包括第2组并联的电容器C2和电抗器L2以及分别与电容器C2、电抗器L2串联的电流互感器CTC2、CTL2；3阶电路包括第3组并联的电容器C3和电抗器L3以及分别与电容器C3、电抗器L3串联的电流互感器CTC3、CTL3，其中，CTC1、CTC2、CTC3分别是C1、C2、C3的电流互感器，CTL1、CTL2、CTL3分别是L1、L2、L3的电流互感器；此外，每一相阻塞滤波器还包括与0阶电路、1阶电路、2阶电路以及3阶电路串联的电流互感器CTSBF，该电流互感器CTSBF是整个阻塞滤波器的电流互感器；每一相阻塞滤波器的各电流互感器均耦合至该相阻塞滤波器的继电保护装置。

根据本发明的一个方面，所述多相阻塞滤波器为多相静态阻塞滤波器，该多相静态阻塞滤波器串联在输电线路的主变压器高压侧与地之间。

根据本发明的一个方面，所述多相阻塞滤波器为三相阻塞滤波器，分别为A相阻塞滤波器、B相阻塞滤波器以及C相阻塞滤波器；所述多个继电保护装置分别为耦合至A相阻塞滤波器的第一继电保护装置、耦合至B相阻塞滤波器的第二继电保护装置以及耦合至C相阻塞滤波器的第三继电保护装置。

本发明提出的技术方案中，三相或多相阻塞滤波器采用不同的保护装置进行保护，彼此不相关联，这种保护组屏方案解决了原有保护组屏方案的缺点——存在保护装置异常导致三相阻塞滤波器同时退出运行、进而导致机组解列停机的问题。根据本发明的方案，即使有保护装置出现异常，最多也只是导致一相阻塞滤波器退出运行，发电机组可以继续运行，无需解列停机。

附图说明

图1是阻塞滤波器安装位置示意图；

图2是现有的保护组屏方式的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的阻塞滤波器电路结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的阻塞滤波器保护装置电路结构的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的阻塞滤波器保护设备的保护屏柜的结构图。

具体实施方式

以下所述为本发明的较佳实施实例，并不因此而限定本发明的保护范围。

本发明涉及一台实际的发电机组1，发电机额定功率为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，采用Yd-11接线方式，短路阻抗13.5％；如附图1所示，主变2高压侧中性点打开，串接三相(或多相)静态阻塞滤波器3之后接地。

下面参照图3描述根据本发明一个实施例的阻塞滤波器的电路结构。图3示出了一相阻塞滤波器的电路结构，其他相的阻塞滤波器与图3所示的电路结构相同。其中，阻塞滤波器包括串联在一起的0阶电路、1阶电路、2阶电路以及3阶电路，PSW1是旁路开关，该旁路开关与阻塞滤波器并联，当旁路开关闭合时，阻塞滤波器被旁路。0阶电路为0阶电抗器L0；1阶电路包括第1组并联的电容器C1和电抗器L1以及分别与电容器C1、电抗器L1串联的电流互感器CTC1、CTL1；2阶电路包括第2组并联的电容器C2和电抗器L2以及分别与电容器C2、电抗器L2串联的电流互感器CTC2、CTL2；3阶电路包括第3组并联的电容器C3和电抗器L3以及分别与电容器C3、电抗器L3串联的电流互感器CTC3、CTL3，其中，CTC1、CTC2、CTC3分别是C1、C2、C3的电流互感器，CTL1、CTL2、CTL3分别是L1、L2、L3的电流互感器；此外，阻塞滤波器还包括与0阶电路、1阶电路、2阶电路以及3阶电路串联的电流互感器CTSBF，该电流互感器CTSBF是整个阻塞滤波器的电流互感器。

下面参照图4描述根据本发明一个实施例的阻塞滤波器保护装置的电路结构。与图3相同，图4仅示出了一相阻塞滤波器保护装置的电路结构，其他相的保护装置与图4所示的电路结构相同。如图4所示，A相阻塞滤波器保护装置包括A相阻塞滤波器4、与A相阻塞滤波器耦合的相应继电保护装置。根据一个实施例，每个继电保护装置对相应的一相阻塞滤波器中各电流互感器(CT)的电流进行采样，并根据各CT电流的幅值，完成延时过流等保护功能，当该保护装置保护动作出口时，只闭合本相阻塞滤波器的旁路开关，使本相阻塞滤波器退出运行；本相保护装置动作出口，不影响其他相的阻塞滤波器运行。所述延时过流保护功能，就是当检测的电流幅值超过保护定值后，开始计时，在确定的延时内，如果检测的电流幅值始终超过保护定值，则保护动作出口，去闭合本相阻塞滤波器的旁路开关，使本相阻塞滤波器退出运行。根据上述实施例中所述的保护原理，所述阻塞滤波器保护装置的电路结构中，每个保护装置耦合至相应的一相阻塞滤波器的各个电流互感器以及与该相阻塞滤波器并联的旁路开关。

根据本发明的一个实施例，所述阻塞滤波器保护设备共包括三相阻塞滤波器以及三个继电保护装置，每相阻塞滤波器与相应的一个继电保护装置耦合，从而实现保护功能按相配置，每个保护装置动作出口只闭合与该保护装置相应的阻塞滤波器的旁路开关，不影响其他相的旁路开关。

根据本发明的一个实施例，如图5所述，所述阻塞滤波器保护设备还包括保护屏柜，所述保护屏柜内安装有所述三个继电保护装置。例如当两个或三个保护装置动作时，连锁动作机组解列停机。

应注意，本发明所提出的具体实施方式及应用领域仅为说明的目的，并不作为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员可对本发明的具体实施方式进行修改以满足实际需要。