SGR751數字式電抗器匝間保護原理與調試

周守強,蔣璇,周金剛

(1.國網湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙410004；2.國網湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000)

SGR751數字式電抗器匝間保護原理與調試

周守強1,蔣璇2,周金剛1

(1.國網湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙410004；2.國網湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000)

SGR751 digital electric reactor inter-turn protection principle and debugging

針對并聯電抗器故障時內部與外部零序電路對比分析，敘述SGR751數字式電抗器保護裝置匝間保護的原理與特點，通過動作方程、動作邏輯的分析介紹，根據SGR751數字式電抗器保護裝置匝間保護動作條件；提出零序電流動作邊界校驗、阻抗邊界校驗及調試過程中的一些算法。

匝間保護；電抗器；零序阻抗；動作邊界；調試

匝間保護是并聯高壓電抗器的主保護之一。由某公司生產的SGR751數字式電抗器保護裝置廣泛應用于湖南500 kV輸電線路中,其匝間保護采用由電抗器高壓側零序電流、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匝間保護原理及邏輯

1.1 SGR751匝間保護的原理

SGR751數字式電抗器保護裝置采用由電抗器高壓側零序電流、零序電壓組成的零序阻抗繼電器作為匝間保護元件。并聯電抗器的零序回路如圖1所示。為保護安裝處測得的零序電壓,此處測得零序電流,j Xs0為系統側等效零序阻抗。

假定系統在K1處發生匝間短路故障；在K2處發生電抗器內部接地故障；在K3處發生區外接地故障。零序回路分別如圖2,3所示。ΔE0′為故障處零序電動勢。

上述3類故障的等效零序方程依次如式 (1)、(2)、(3)所示:

系統發生上述故障時零序電氣量具有以下特點:電抗器匝間短路時及內部單相接地時,電抗器向系統送出零序功率,零序電壓滯后零序電流90°；電抗器外部單相接地故障時,系統電抗器送出零序功率,零序電流滯后零序電壓90°。系統零序回路零序源的所在位置反映了故障發生位置,零序阻抗繼電器可以很靈敏的判斷故障發生在電抗器內部還是在系統側〔2〕。

1.2 電抗器匝間保護的動作方程與動作邏輯圖

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

電抗器匝間保護邏輯框圖如圖4所示,匝間保護的判據主要包括零序電流和零序阻抗。在電抗器匝間保護的調試時,需要固定其中一項,以驗證另一項的動作邊界值。另外,保護裝置在TA斷線或TV斷線時閉鎖匝間保護,以防誤動。

2 SGR751匝間保護的調試

2.1 SGR751匝間保護零序監控電流

電抗器匝間保護動作判別,前提條件是低端零序電流必須大于零序監控電流〔1〕。故調試時要保證電抗器的高端與低端零序電流均應大于零序監控電流,否則匝間保護只啟動不出口,故在調試時必須在高壓側和低壓側同時加入穿越性零序電流。

SGR751匝間保護零序監控電流通常整定為主電抗器TA二次側額定電流的0.2倍,即:

主電抗器TA二次側額定相電流可由式 (7)求得:

2.2 SGR751匝間保護阻抗圓繪制

2.2.1 SGR751匝間保護阻抗圓原理

SGR751數字式保護裝置匝間保護零序阻抗圓如圖5所示。其中,ZO為阻抗特性圓圓心,Z0L為零序阻抗動作邊界,Zr為零序阻抗圓半徑。

SGR751數字式電抗器保護采用如下整定原則進行整定計算:

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TV變比值。

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

2.2.2 SGR751匝間保護阻抗圓

對阻抗圓心Z0每間隔30°掃描測點,以找到匝間保護零序阻抗特性圓的動作邊界。根據圖5可知,阻抗動作邊界的計算如式 (14)所示:

根據具體應用,將上述數據與表達式編入EXCEL表格自動算出動作特性圓的標準邊界值〔3〕。將理論值與測試值進行比較,就可以判斷保護裝置是否正確動作。

3 結論

SGR751采用零序阻抗保護作為并聯電抗器的匝間保護,對匝間故障反應方向靈敏,動作可靠。本文詳細介紹了SGR751數字式電抗器匝間保護的零序電流動作邊界校驗和阻抗邊界校驗以及調試過程中的一些算法。

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

〔2〕陳海軍,李君宏.750 kV電抗器匝間保護原理及試驗方法〔J〕.電子設計工程,18(1):118-119.

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

〔4〕國電南自股份有限公司.SGR751技術使用說明書 〔R〕.

〔5〕國家電力調度通信中心.繼電保護實用技術問答 〔M〕.北京:中國電力出版社,2000.

TM47

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1008-0198(2014)01-0054-02

周守強(1983),男,碩士,工程師,主要從事繼電保護調試工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.01.017

2013-06-17