一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护方法和装置与流程

本发明涉及继电保护技术领域，具体涉及一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护方法和装置。

背景技术：

随着我国电力工业的迅速发展，装机容量日益增长，电网规模越来越大。在超高压、特高压远距离输电线路中，如果沿线没有大的负荷，一般选择在线路中间建造开关站。在这种情况下寻求可靠的站用电源，不仅工程造价高，难度大，跨地区，涉及面广，而且又极不安全。应用含有抽能绕组的抽能电抗器即可解决在那些偏远而且又无可靠供电电网地区的开关站的站用电问题。

现有技术中的抽能电抗器包括高抗绕组和抽能绕组，抽能电抗器的匝间保护在抽能绕组匝间故障时灵敏度不足，为了能够快速的切除抽能绕组匝间故障，避免抽能绕组匝间故障发展损坏整个抽能电抗器，保证抽能电抗器安全运行，必须配置抽能绕组匝间保护予以补充。目前的抽能绕组匝间保护采用抽能绕组的零序电流构造保护判据，当抽能绕组的零序电流大于预设的零序电流整定值时，经延时动作，跳开抽能电抗器所连线路侧断路器。在抽能电抗器区外发生接地短路故障情况下，若抽能绕组的零序电流大于预设的零序电流整定值且持续时间超过抽能绕组匝间保护时间定值，造成抽能绕组匝间保护误动作，进而导致电力系统无法安全稳定运行。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中抽能绕组匝间保护误动作导致电力系统无法安全稳定运行的不足，本发明提供一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护方法和装置，先获取高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流，然后根据高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流确定抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据，最后根据抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据判断抽能绕组匝间零序差动保护是否动作，不仅避免了抽能绕组匝间保护的误动作，还能够保证电力系统的安全稳定运行。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护方法，抽能电抗器包括高抗绕组和抽能绕组，方法包括：

获取高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流；

根据高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流确定抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据；

根据抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据判断抽能绕组匝间零序差动保护是否动作。

所述获取高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流，包括：

在高抗绕组和抽能绕组上分别安装第一电流互感器和第二电流互感器；

通过第一电流互感器和第二电流互感器分别采集高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流。

所述获取高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流，包括：

采集高抗绕组的三相电流和抽能绕组的三相电流；

分别根据高抗绕组的三相电流和抽能绕组的三相电流确定高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流。

所述零序过电流启动判据包括高灵敏度零序过电流启动判据和低灵敏度零序过电流启动判据。

所述抽能绕组匝间零序差动保护判据按下式确定：

其中，表示高抗绕组的零序电流，表示抽能绕组的零序电流，I₀₁表示高抗绕组的零序电流幅值，k₂表示比率制定系数，k_f表示躲过区外接地短路故障时的零序电流分配系数，且X_0m表示抽能电抗器的励磁阻抗，X₀₂表示抽能绕组的漏抗。

所述高灵敏度零序过电流启动判据按下式确定：

3I₀₂＞I_0set

其中，I_0set表示零序过电流启动整定值。

所述低灵敏度零序过电流启动判据按下式确定：

3I₀₂＞2I_0set。

所述根据抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据判断抽能绕组匝间零序差动保护是否动作，包括：

1)若高抗绕组的零序电流不满足抽能绕组匝间零序差动保护判据，抽能绕组匝间零序差动保护不动作；

2)若高抗绕组的零序电流同时满足抽能绕组匝间零序差动保护判据和高灵敏度零序过电流启动判据，抽能绕组匝间零序差动保护经预设延时后动作；

3)若高抗绕组的零序电流同时满足抽能绕组匝间零序差动保护判据和低灵敏度零序过电流启动判据，抽能绕组匝间零序差动保护无延时动作。

另一方面，本发明还提供一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护装置，所述抽能电抗器包括高抗绕组和抽能绕组，所述装置包括：

获取模块，用于获取高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流；

确定模块，用于根据高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流确定抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据；

判断模块，用于根据抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据判断抽能绕组匝间零序差动保护是否动作。

所述获取模块包括：

安装单元，用于在高抗绕组和抽能绕组上分别安装第一电流互感器和第二电流互感器；

第一采集单元，用于通过第一电流互感器和第二电流互感器分别采集高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流。

所述获取模块包括：

第二采集单元，用于采集高抗绕组的三相电流和抽能绕组的三相电流；

第一确定单元，用于分别根据高抗绕组的三相电流和抽能绕组的三相电流确定高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流。

所述零序过电流启动判据包括高灵敏度零序过电流启动判据和低灵敏度零序过电流启动判据。

所述确定模块包括第二确定单元，所述第二确定单元用于按下式确定抽能绕组匝间零序差动保护判据：

其中，表示高抗绕组的零序电流，表示抽能绕组的零序电流，I₀₁表示高抗绕组的零序电流幅值，k₂表示比率制定系数，k_f表示躲过区外接地短路故障时的零序电流分配系数，且X_0m表示抽能电抗器的励磁阻抗，X₀₂表示抽能绕组的漏抗。

所述确定模块包括第三确定单元，所述第三确定单元用于按下式确定高灵敏度零序过电流启动判据按下式确定：

3I₀₂＞I_0set

其中，I_0set表示零序过电流启动整定值。

所述确定模块包括第四确定单元，所述第四确定单元用于按下式确定低灵敏度零序过电流启动判据：

3I₀₂＞2I_0set。

所述判断模块具体用于：

若高抗绕组的零序电流不满足抽能绕组匝间零序差动保护判据，抽能绕组匝间零序差动保护不动作；

若高抗绕组的零序电流同时满足抽能绕组匝间零序差动保护判据和高灵敏度零序过电流启动判据，抽能绕组匝间零序差动保护经预设延时后动作；

若高抗绕组的零序电流同时满足抽能绕组匝间零序差动保护判据和低灵敏度零序过电流启动判据，抽能绕组匝间零序差动保护无延时动作。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护方法中，先获取高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流，然后根据高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流确定抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据，最后根据抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据判断抽能绕组匝间零序差动保护是否动作，不仅避免了抽能绕组匝间保护的误动作，还能够保证电力系统的安全稳定运行；

本发明提供的抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护装置包括获取模块、确定模块和判断模块，其中的获取模块用于获取高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流，其中的确定模块用于根据高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流确定抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据，其中的判断模块用于根据抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据判断抽能绕组匝间零序差动保护是否动作，不仅避免了抽能绕组匝间保护的误动作，还能够保证电力系统的安全稳定运行；

本发明提供的技术方案中只采用高抗绕组和抽能绕组的零序电流，抽能绕组匝间零序差动保护判据与抽能电抗器参数相关，与电力系统参数无关，具体是抽能绕组匝间零序差动保护判据中的躲过区外接地短路故障时的零序电流分配系数与抽能电抗器的励磁阻抗相关，大大提高了抽能绕组匝间零序差动保护的可靠性和灵敏性，抽能绕组匝间零序差动保护动作速度快。

附图说明

图1是本发明实施例中抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护方法流程图；

图2是本发明实施例中抽能电抗器零序等值回路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供了一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护方法，该方法的具体流程图如图1所示，本发明实施例中的抽能电抗器包括高抗绕组和抽能绕组，抽能电抗器零序等值回路示意图如图2所示，图2中，X_0m表示抽能电抗器的励磁阻抗，X₀₁表示高抗绕组的漏抗，X₀₂表示抽能绕组的漏抗，表示高抗绕组的零序电流，表示抽能绕组的零序电流，本发明实施例提供的抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护方法具体过程如下：

本发明实施例提供了一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护方法，抽能电抗器包括高抗绕组和抽能绕组，方法包括：

S101：获取高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流；

S102：根据S101获取的高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流确定抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据；

S103：根据S102确定的抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据判断抽能绕组匝间零序差动保护是否动作。

上述S101中，获取高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流有以下两种途径：

途径一：

1)在高抗绕组和抽能绕组上分别安装第一电流互感器和第二电流互感器；

2)通过第一电流互感器和第二电流互感器分别采集高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流。

途径二：

1)采集高抗绕组的三相电流和抽能绕组的三相电流；

2)分别根据高抗绕组的三相电流和抽能绕组的三相电流确定高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流。

上述S102中，零序过电流启动判据包括高灵敏度零序过电流启动判据和低灵敏度零序过电流启动判据。

上述S102中的抽能绕组匝间零序差动保护判据按下式确定：

其中，表示高抗绕组的零序电流，表示抽能绕组的零序电流，I₀₁表示高抗绕组的零序电流幅值，k₂表示比率制定系数，k_f表示躲过区外接地短路故障时的零序电流分配系数，且X_0m表示抽能电抗器的励磁阻抗，X₀₂表示抽能绕组的漏抗。

其中的高灵敏度零序过电流启动判据按下式确定：

3I₀₂＞I_0set

其中，I_0set表示零序过电流启动整定值。

其中的低灵敏度零序过电流启动判据按下式确定：

3I₀₂＞2I_0set。

上述S103中，根据抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据判断抽能绕组匝间零序差动保护是否动作，具体分为以下3种情况：

1)若高抗绕组的零序电流不满足抽能绕组匝间零序差动保护判据，表明抽能绕组发生区外故障，抽能绕组匝间零序差动保护不动作；

2)若高抗绕组的零序电流同时满足抽能绕组匝间零序差动保护判据和高灵敏度零序过电流启动判据，表明抽能绕组发生区内故障，抽能绕组匝间零序差动保护需要经预设延时后动作；

3)若高抗绕组的零序电流同时满足抽能绕组匝间零序差动保护判据和低灵敏度零序过电流启动判据，表明抽能绕组发生区内故障，抽能绕组匝间零序差动保护无延时动作。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种抽能电抗器抽能绕组匝间零序差动保护装置，其中的抽能电抗器包括高抗绕组和抽能绕组，抽能电抗器零序等值回路示意图如图2所示，图2中，X_0m表示抽能电抗器的励磁阻抗，X₀₁表示高抗绕组的漏抗，X₀₂表示抽能绕组的漏抗，表示高抗绕组的零序电流，表示抽能绕组的零序电流，本发明实施例提供的抽能绕组匝间零序差动保护装置包括获取模块、确定模块和判断模块，下面分别对上述模块的功能进行详细说明：

其中的获取模块，用于获取高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流；

其中的确定模块，用于根据高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流确定抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据；

其中的判断模块，用于根据抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据判断抽能绕组匝间零序差动保护是否动作。

一方面，上述的获取模块可以包括安装单元和第一采集单元，具体如下：

其中的安装单元，用于在高抗绕组和抽能绕组上分别安装第一电流互感器和第二电流互感器；

其中的第一采集单元，用于通过第一电流互感器和第二电流互感器分别采集高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流。

另一方面，上述的获取模块还可以包括第二采集单元和第一确定单元，具体如下：

其中的第二采集单元，用于采集高抗绕组的三相电流和抽能绕组的三相电流；

其中的第一确定单元，用于分别根据高抗绕组的三相电流和抽能绕组的三相电流确定高抗绕组的零序电流和抽能绕组的零序电流。

上述的确定模块确定的零序过电流启动判据包括高灵敏度零序过电流启动判据和低灵敏度零序过电流启动判据。

上述的确定模块包括第二确定单元，第二确定单元用于按下式确定抽能绕组匝间零序差动保护判据：

其中，表示高抗绕组的零序电流，表示抽能绕组的零序电流，I₀₁表示高抗绕组的零序电流幅值，k₂表示比率制定系数，k_f表示躲过区外接地短路故障时的零序电流分配系数，且X_0m表示抽能电抗器的励磁阻抗，X₀₂表示抽能绕组的漏抗。

上述的确定模块还包括第三确定单元，第三确定单元用于按下式确定高灵敏度零序过电流启动判据按下式确定：

3I₀₂＞I_0set

其中，I_0set表示零序过电流启动整定值。

上述的确定模块还包括第四确定单元，第四确定单元用于按下式确定低灵敏度零序过电流启动判据：

3I₀₂＞2I_0set。

上述的判断模块根据抽能绕组匝间零序差动保护判据和零序过电流启动判据判断抽能绕组匝间零序差动保护是否动作，具体过程如下：

1)若高抗绕组的零序电流不满足抽能绕组匝间零序差动保护判据，表明抽能绕组发生区外故障，抽能绕组匝间零序差动保护不动作；

2)若高抗绕组的零序电流同时满足抽能绕组匝间零序差动保护判据和高灵敏度零序过电流启动判据，表明抽能绕组发生区内故障，抽能绕组匝间零序差动保护需要经预设延时后动作；

3)若高抗绕组的零序电流同时满足抽能绕组匝间零序差动保护判据和低灵敏度零序过电流启动判据，表明抽能绕组发生区内故障，抽能绕组匝间零序差动保护无延时动作。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。