第五章 电抗器保护.docx
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第五章电抗器保护
第五章电抗器保护
目前,国内生产及应用的微机型并联电抗器保护装置,主要是WDK—600型微机电抗器保护装置。
该装置适用于220kV~500kV各种电压等级的各类型的并联电抗器。
该装置主要提供的保护功能有分相差动保护、零差保护、匝间保护、零序过流保护和过流及过负荷保护。
第一节分相纵差保护
一、基本概念
电抗器纵差保护不需要考虑涌流问题。
另外,为了使在区内严重故障时能快速而可靠的切除故障,装置提供有差动保护及差动速断保护。
1动作方程
电抗器差动保护的差流为:
。
式中:
I1及I2分别为电抗器两侧的电流(TA二次值)。
而保护的制动电流为:
差动保护和差动速断的动作方程为:
式中:
Idzh—差动速断定值;
Idzo——差动保护的初始动作电流;
Izdo——拐点电流;
Izd—制动电流;
Id-差动电流;
Kz——比率制动系数。
2逻辑框图
在WDK—600电抗器保护装置中,差动保护和差动速断保护的逻辑框图如图5—1所示。
图5—1电抗器分相差动保护逻辑框图
在图5—1中:
Idz—差动定值(是个变数,为动作特性的边界线)。
3动作特性
与其它主设备保护相同,电抗器差动保护的动作特性,为具有二段折线式的比率制动特性。
动作特性曲线如图5—2所示。
图5—2差动元件的比率制动特性曲线
二调整试验
1通道平衡状况检查
(1)试验接线
检查电抗器差动元件两侧通道平衡状况的试验接线如图5—3所示。
图5—3通道平衡检查试验接线
在图5—3中:
a1、b1、c1、N及a2、b2、c2、n分别为电抗器两侧TA二次三相电流的接入端子。
(2)试验操作步骤
操作界面键盘,调出“幅值测试”菜单。
通过用“←”、“↑”、“→”和“↓”键的操作,调出差动保护差流显示界面。
操作试验仪,使输出电流分别为Ie及5Ie(Ie—TA二次标称额定电流:
5A或1A)时,观察并记录界面上显示的A相差流。
然后,将图5—3中接在端子a1及a2的线分别改接在b1及b2、c1及c2端子上,重复上述试验操作、观察并记录B相差流及C相差流。
将上述数据列入表5—1
表5—1差动保护两侧通道平衡检查记录
通入电流
及相别
Ie
5Ie
A
B
C
A
B
C
显示差流
不平衡度
要求:
当Ie为5A时最大不平衡电流(即差流)应小于0.1A,最大不平衡度(差流/通入电流*100%)应小于3%。
2初始动作电流的校验
将图5—3接a2端子的线固定接在n端子上。
操作界面键盘,调出“基波测试”菜单,并点击“确认”键,然后再选择差动保护通道显示菜单。
将差流越限启动定值暂调到较小值。
操作试验仪,缓慢增加电流至差动保护动作,观察并记录保护刚刚动作时外加电流及界面显示的差流。
将图5—3中接a1端子的线分别改接在b1、c1、a2、b2及c2端子上,重复上述试验操作、观察及记录。
并将试验结果列于表5—2中。
表5—2差动保护初始动作电流
侧及相别
高压侧
低压侧
A
B
C
A
B
C
整定值
测量值
(外加电流值)
界面显示值
要求:
通入的各电流值应等于显示的差流值,并等于整定值。
最大误差应小于5%。
3比率制动特性的录制
(1)试验接线
录制电抗器差动保护比率制动特性曲线的试验接线如图5—4所示。
图5—4录制比率制动特性试验接线
在图5-4中:
A—电流表;
a1、b1、c1、n1及a2、b2、c2、n2分别为电抗器两侧TA二次三相电流的接入端子。
(2)试验操作
操作界面键盘,调出各相差流显示通道。
暂将差流越限启动定值调至较小值。
操作试验仪,使I1和I2之间的相位相差180º。
(Ⅰ)操作试验仪,使I1等于零,由零缓慢升高I2至差动保护刚刚动作,记录保护动作时外加电流I2(0)及屏幕显示的差流。
(Ⅱ)使I1=0.5Ie(Ie—差动TA二次标称额定电流,等于5A或1A),此时屏幕上的差流应等于0.5Ie。
差动保护动作。
由零缓慢升高I2至差动保护返回,然后再降低I2至差动保护刚刚动作。
记录保护动作时外加电流I2
(1)及屏幕显示差流。
(Ⅲ)使I1=Ie,由零缓慢升高I2至差动保护动作返回,再降低I2至差动保护刚刚动作。
记录保护动作时外加电流I2
(2)及屏幕显示差流。
(Ⅳ)使I1=2Ie,由升高I2至差动保护动作返回,再降低I2至差动保护刚刚动作。
记录保护动作时外加电流I2(3)及屏幕显示差流。
(Ⅴ)使I1=4Ie,由升高I2至差动保护动作返回,再降低I2至差动保护刚刚动作。
记录保护动作时外加电流I2(4)及屏幕显示差流。
将接在a1、a2端子的线分别接在b1、b2及c1、c2端子上,重复上述(Ⅰ)~(V)试验操作、观察并记录外加各电流及屏幕显示的差流。
将以上试验所得数据列于表5—3。
表5—3各相差动保护比率制动特性
A
相
I1电流
0
0.5Ie
Ie
2Ie
4Ie
动作电流
外加电流
I2(0)
I2
(1)
I2
(2)
I2(3)
I2(4)
显示差流
B相
I1电流
0
0.5Ie
Ie
2Ie
4Ie
动作电流
外加电流
I2(0)
I2
(1)
I2
(2)
I2(3)
I2(4)
显示差流
C相
I1电流
0
0.5Ie
Ie
2Ie
4Ie
动作电流
外加电流
I2(0)
I2
(1)
I2
(2)
I2(3)
I2(4)
显示差流
要求:
(1)在上表中,各动作点的外加电流I1与外加电流I2之差,应等于此时屏幕上显示的差流;
(2)各相的比率制动系数
应等于整定值,最大误差小于5%。
(3)各特性曲线的拐点电流
应等于整定值,最大误差小于5%。
(4)表中各相的I2(0)应等于各相差动保护的初始动作电流Idzo,与整定值只差应小于5%
4差动速断定值的整定
(1)试验条件
用控制字暂将差动保护退出运行。
也可通过改变整定值将差动退出运行。
由改变定值退出差动保护的方法是:
将制动系数KZ整定为1,将初始动作电流Idzo的整定值暂提高到大于拐点电流。
(2)试验操作
试验接线如图5—4所示。
操作试验仪,使I1=0升高I2至差动保护刚刚动作,记录A相差动速断动作电流。
再将图5—4中接在a1端子的线分别改接在b1和c1端子上,重复上述试验操作,记录B相差动速断及C相差动速断的动作电流。
将试验数据列于表5—4中。
表5—4差动速断保护动作值
相别
A相
B相
C相
整定电流
动作电流
要求:
各动作电流等于整定电流。
最大误差小于5%。
5校验汇综表
将对差动保护校验结果汇综于表5—5。
表5—5差动保护校验汇综表
项目
初始动作电流
拐点电流
制动系数
速断电流
整定值
实测值
第二节零序差动保护
在电抗器内部或低端出线发生接地故障时,其零序差动保护具有较高的动作灵敏度。
零序差动元件两侧的零序电流均系装置自产,即
。
一基本概念
1动作方程
零序差动保护的动作方程为
零序差流:
…………(5—6)
零序制动电流:
…………(5—7)
以上各式中:
Ido—零序电流;
Iozd—零序制动电流;
Iodzo—零序初始动作电流;
Iozdo—零序拐点电流;
I1a、I1b、I1c为电抗器高压端TA二次三相电流;
I2a、I2b、I2c为电抗器低压端TA二次三相电流。
2逻辑框图
电抗器零序差动保护逻辑框图如图5—5所示。
图5-5零差保护的逻辑框图
3动作特性
在WDK-600型电抗器保护装置中,电抗器零差保护的动作特性,为具有二段折线式比率制动特性的曲线。
动作特性曲线,如图5—6所示。
图5—6零差保护动作特性
在图5—6及图5-5中:
Iodzo—零差初始动作电流;
Iohdz—零差速断电流整定值;
Iozdo—零差拐点电流;
Kz=tg2比率制动系数。
二调整试验
1通道平衡状况的检查。
试验接线如图5—7所示。
在图5-7中:
a1、b1、c1、n1及a2、b2、c2、n2分别为零差保护两侧TA二次三相电流的接入端子。
操作界面键盘,调出零序差流显示通道。
将a1、b1、c1端子及a2、b2、c2端子分别短接起来(如图5—7所示)。
图5—7通道平衡检查试验
操作试验仪,使输出电流分别为Ie及5Ie(Ie—TA二次标称额定电流:
5A或1A)时,观察并记录相应屏幕上显示的差流值。
要求:
差流值应很小,其与输入电流之比应小于5%。
若零序差流值较大,应着重检查两侧通道的幅值及相位是否已调平衡。
2初始动作电流及零差速断电流的测量
(Ⅰ)初始动作电流测量及零序电流计算正确性检查
试验接线如图5—8所示。
图5—8动作电流试验接线
在图5-8中:
端子a1、b1、c1、n1及a2、b2、c2、n2的物理意义同图5—7;
1、2为零差保护出口继电器的一对接点的输出端子;
X、Y为试验仪停止记时返回接点的接入端子。
操作界面键盘,暂将零序电流越限启动值调到最小,调出零序差流显示界面。
操作试验仪,缓慢升高电流至零差保护动作,记录保护刚刚动作时的外加电流及界面显示的零序差流。
再将图中接a1端子上的线,分别改接在b1、c1端子上。
重复上述试验并记录。
(Ⅱ)零差速断电流的测量
用控制字或改变整定值(将比率制动系数整定为1,将初始动作电流的整定值暂提高到大于拐点电流)退出零差保护。
试验接线同图5—8所示。
操作试验仪,缓慢增大输出电流至保护动作。
记录动作电流及界面显示的零序差流。
然后,再将图中接a1端子的线,分别改接在b1、c1、a2、b2、c2端子上。
重复上述试验及记录。
将各测量数据列于表5—6。
表5—6零差保护初始动作电流及速断定值的测量值
侧及
相别
高压端侧
低压端侧
A
B
C
A
B
C
动作电流
零差
外加电流
界面显示差流
零差速断
外加电流
界面显示差流
整定电流
零差
零差速断
要求:
相应各动作电流(即外加电流)的1/3应等于相应界面显示的零序差流,并且等于相应的整定值,最大误差小于5%。
3动作时间的测量
将图5—8中的1、2端子与试验仪的X、Y端子连接起来。
暂将零差保护退出运行,只投零差速断保护。
操作试验仪,使其输出电流为1.5倍速断的定值。
突加电流测时间。
记录动作时间,该时间应不大于25ms。
投入零差保护,操作试验仪,使其输出电流为1.5倍零差初始动作电流值。
突加电流测时间。
记录动作时间,该时间应不大于40ms。
4比率制动特性的录制
试验接线如图5—4所示。
操作界面键盘,调出零差电流显示界面。
退出TA断线闭锁。
操作试验仪,使电流I1与I2相位相反(即相位差180º)。
使I1=0。
由零缓慢升高I2至保护刚刚动作,记录动作电流I2(0)及屏幕
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- 第五章 电抗器保护 第五 电抗 保护