WKB800A電抗器保護工作原理

1、1WKB800A電抗器保護工作原理2WKB800A電抗器保護介紹一、電抗器基本知識二、保護配置及范圍三、硬件組成及功能四、保護出口原則五、保護裝置操作說明六、調試大綱七、運行維護八、裝置參數整定九、專用調試工具 3電抗器保護原理串聯電抗器主要用來限制短路電流,也有在濾波器中與電容器串聯或并聯用來限制電網中的高次諧波。 并聯電抗器用來吸收電網中的容性無功、減少線損、改善長距離輸電線路的電壓分布4電抗器保護原理超高壓并聯電抗器的作用是改善電力系統(tǒng)無功功率有關運行狀況的功能，主要包括：（1）空載或輕負荷線路上的電容效應，以降低工頻暫態(tài)過電壓。（2）改善長輸電線路上的電壓分布。（3）使輕負荷時線路中的

2、無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動，同時也減輕了線路上的功率損失。（4）在大機組與系統(tǒng)并列時，降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機同期并列。（5）防止發(fā)電機帶長線路可能出現的自勵磁諧振現象。（6）當采用電抗器中性點經小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便于采用單相快速重合閘。 5保護配置及范圍WKB-801A保護配置WKB-802A保護配置6WKB-801A保護配置WKB-801A保護配置 WKB-801A裝置中可提供一臺電抗器所需要的全部電量保護 分相差動保護零序差動保護匝間保護主電抗過流保護主電抗零序過流保護小電抗過流保護另外還包括

3、以下異常告警功能：差流越限告警過負荷告警TA異常告警TV異常告警7WKB-801A保護配置WKB-801A保護配置8WKB-802A保護配置WKB-802A保護配置 WKB-802A裝置完成一臺電抗器所有的非電量保護。共有48路非電量保護，其中24路非電量保護可以通過CPU延時跳閘，延時可以投退。9保護范圍保護范圍 (1) 差動保護:保護電抗器繞組和套管的相間和接地故障。(2) 匝間保護:保護電抗器的匝間短路故障。(3) 瓦斯保護和溫度保護:保護電抗器內部各種故障、油面降低和溫度升高。(4) 過流保護:電抗器和引線的相間或接地故障引起的過電流。(5) 過負荷保護:保護電抗器繞組過負荷。(6)

4、中性點過流保護:保護電抗器外部接地故障引起中性點小電抗過電流(7) 中性點小電抗瓦斯保護和溫度保護:保護小電抗內部各種故障、油面降低和溫度升高。10定值整定11定值特點12內部固定定值113內部固定定值214分相差動保護原理 分相電流差動保護是電抗器內部相間故障的主保護，能反映電抗器內部相間短路故障和單相接地故障。分相電流差動保護采用電抗器首端和尾端相電流形成的差流作為判據。 1、高壓電抗器差動保護允許首尾兩端CT變比不一致，裝置自動計算平衡系數-以首端CT變比為基準。計算差流時尾端電流將乘以平衡系數再參與計算。 2、電抗器鐵芯由分段拼裝而成且各段之間有較大氣隙，剩磁較小，空投時穿越性的勵磁涌

5、流較小，所以差動保護中可不采用諧波制動，而電抗器在區(qū)外故障時短路電流很小，故也可不考慮區(qū)外故障的飽和判據 15TA斷線閉鎖差動 當差動電流大于0.15 倍的額定電流時，啟動TA 異常判別程序，滿足下列條件認為TA異常：a本側有一相電流為零；b本側有零序電流（門檻為0.5 倍電抗器二次額定電流），另一側有流（門檻為倍電抗器二次額定電流）但無零序電流（門檻為0.15 倍電抗器二次額定電流）；c最大相電流小于1.2 倍電抗器二次額定電流。 以上條件均滿足時，判為TA異常。通過定值“TA 異常閉鎖差動”控制TA 異常判別出后是否閉鎖差動保護。當“TA異常閉鎖差動”整定為“0”時，判別出TA 異常后不閉

6、鎖差動保護，整定為“1”時，判別出TA 異常后閉鎖差動保護。16零序差動 零序電流差動保護能反映電抗器內部單相接地短路故障。零序電流差動保護采用電抗器首端和尾端自產零序電流形成的差流作為判據。動作方程：17差流速斷和差流越限1、 內部嚴重故障時差流速斷保護能更快切除故障，當任一相差動電流大于差流速斷定值，瞬時動作于跳閘。2、 當任一相差動電流大于0.5 倍分相電流差動最小動作電流定值，延時5s 報差流越限信號。18匝間保護高壓并聯電抗器大多采用分相式結構，電抗器的主要故障形式為匝間短路或單相接地。但是，當短路匝數很少時，一相匝間短路引起的三相電流不平衡有可能很小，很難被保護裝置檢測出；由于差動

7、保護從原理上不反應匝間短路故障，電抗器保護的重點和難點問題就是解決匝間保護的速動性和靈敏性問題。本裝置采用新原理的的匝間保護，能靈敏地反映電抗器的匝間短路及單相接地故障。 -以比幅式零序方向原理匝間保護19匝間保護動作方程：故障分析： K1內部匝間短路，K2內部接地，K3外部接地故障20匝間保護 內部匝間短路或接地時，零序源在電抗器內部，電抗器向系統(tǒng)送出零序功率。如圖：測量零序電壓：動作量：制動量：動作量很大，制動量為零，方向繼電器動作最靈敏。21匝間保護 外部接地故障時，零序源在電抗器外部，零序功率由外部流進電抗器，如圖測量零序電壓：動作量：制動量：動作量為零，制動量很大，方向繼電器可靠不動

8、。22匝間保護輔助判據電抗器匝間故障后電抗器本身的相阻抗參數將降低，為了保證匝間短路保護在一些暫態(tài)過程中不誤動，例如：非全相運行，線路（或串補線路）發(fā)生接地故障后重合閘以及重合于故障再跳閘，開關非同期、線路兩側開關跳開后的LC 振蕩、區(qū)外故障與非全相伴隨系統(tǒng)振蕩等，利用電抗器的測量阻抗變化的特性作為匝間保護的輔助判據：23匝間保護本原理方向繼電器本質是電壓模值的比較，即使3Uo、3Io很小，但由于 很大，公式中的動作量很大，方向元件可靠動作。試驗證明在電抗器內部小于2匝間短路時，保護仍能靈敏動作。動作時間不大于30ms。利用相阻抗輔助判據可以保證在暫態(tài)過程中不誤動。24主電抗過流保護主電抗器過

9、流保護作為電抗器內部故障的后備保護。電流輸入量取電抗器首端TA三相電流。當電抗器首端任一相電流大于動作電流整定值時，帶時限動作于跳閘（裝置內部設定一段延時為，二段延時為）25主電抗零序過流零序過流保護作為并聯電抗器內部匝間短路及單相接地故障的后備保護。電流輸入量取電抗器首端TA 三相電流，零序電流由保護裝置自產。當電抗器自產零序電流3Io 大于動作電流整定值時，帶時限動作于跳閘（裝置內部設定一段延時為，二段延時為）26主電抗過負荷并聯電抗器所接系統(tǒng)如果電壓異常升高，可造成電抗器過負荷，應裝設過負荷保護。電流輸入量取電抗器首端TA 三相電流。當電抗器首端任一相電流大于動作電流整定值時，動作于告警

10、（裝置內部設定延時為）27小電抗后備保護為限制單相重合閘時的潛供電流，提高單相重合閘的成功率，三相并聯電抗器的中性點經一小電抗器接地。小電抗器過流和過負荷保護作為此電抗器的過流和過負荷保護。電流輸入量取電抗器中性點側零序TA 電流，當電抗器中性點側無零序TA 時，則取電抗器尾端自產零序電流。當小電抗器零序電流大于過流保護的動作電流時，帶時限動作于跳閘（裝置內部設定延時為）當小電抗器零序電流大于過負荷保護的動作電流時，帶時限動作于告警（裝置內部設定延時為）28TV異常判別TV異常后閉鎖匝間保護29保護裝置面板說明面板中指示燈說明如下： 信號燈名稱顏色含 義點亮條件CPU1綠監(jiān)視CPU1的運行情況

11、正常運行時平亮CPU2綠監(jiān)視CPU2的運行情況正常運行時平亮啟 動黃監(jiān)視保護的啟動情況保護啟動時點亮信 號紅指示告警保護的動作情況任一告警保護動作時點亮跳 閘紅指示跳閘保護的動作情況任一跳閘保護動作時點亮裝置故障紅指示裝置有異常情況發(fā)生裝置軟硬件告警信息，如程序自檢錯；AD出錯；RAM出錯；5V出錯；EEPROM出錯；FLASH出錯；CPU個數出錯；開出回路斷線；開出回路擊穿；擴展開出錯；定值自檢錯；裝置內部通訊告警30保護裝置面板說明31調試大綱系統(tǒng)定值設置方法 進入【瀏覽】【定值】菜單，可以瀏覽計算出的額定電流等參數。 現通過一實例具體介紹系統(tǒng)定值方法。以下保護試驗中的實例如無特殊說明，皆

12、利用以下參數。在現場檢驗時，也可根據定值清單，推導相應試驗結果。根據以上參數，整定系統(tǒng)定值如下：32調試大綱序號定值名稱定值步長備注1TV變比500012主電抗器首端TA變比30013主電抗器尾端TA變比30014主電抗器一次額定電抗20000.15主電抗器一次額定電流300A0.16小電抗器TA變比10017小電抗器一次額定電抗5000.18小電抗器一次額定電流100A0.133調試大綱系統(tǒng)定值設置方法根據系統(tǒng)定值，在【定值】菜單中得到的計算定值為： 序號名稱值量綱1主電抗器二次額定電流1.0A2小電抗器二次額定電流1.0A3分相差動最小動作電流0.4A4分相差動最小制動電流0.8A5分相差

13、流速斷動作電流3.0A6零序差動最小動作電流0.4A7匝間零序啟動電流0.2A8主電抗相電流一段過流2.0 A9主電抗相電流二段過流1.5A10主電抗零序一段過流2.0A11主電抗零序二段過流1.5A12主電抗過負荷1.25A13小電抗過流2.0A14小電抗過負荷1.25A34分相差動保護試驗試驗項目注：試驗項目僅為廠家建議項目。對建議選做或免試驗的試驗項目，廠家可保證其邏輯正確性。但是否需要試驗請依據各地不同檢驗規(guī)程。序號試驗項目（建議）說明1最小動作電流2制動特性斜率可選做3TA異常閉鎖差動免試驗4差速斷動作電流5差流越限動作電流6動作時間試驗35分相差動保護試驗試驗要點分相差動保護制動電

14、流 ，比率制動系數固定為；差流越限的動作電流固定為差動最小動作電流的倍，固定延時為5s。36最小動作電流試驗最小動作電流試驗 利用單相電流作試驗時試驗公式：式中：I 調試時施加電流值； 最小動作電流整定值 37最小動作電流試驗實例說明（A相為例） 分相差動保護最小動作電流定值=0.4A ，施加電流時分相差動保護可靠不動作，施加電流時分相差動保護可靠動作。 38比率制動系數試驗 比率制動系數試驗（即制動特性斜率） 比率制動系數試驗時，按首尾側之間進行試驗。首尾兩側電流反相位輸入，在制動區(qū)找出兩個動作點來試驗比率制動系數。比率制動系數為：其中: I、I為動作點1的動作電流和制動電流 I、I為動作點

15、2的動作電流和制動電流39比率制動系數試驗 首端對尾端單相試驗以A相比率制動系數試驗為例 首端A相施加電流0，尾端A相施加電流180，初始制動電流大于最小制動電流整定值。固定I1 (或I2)，改變I2(或I1)，逐點測動作點，再計算制動特性斜率S，其誤差應符合技術條件要求。 動作電流和制動電流值可通過瀏覽保護動作報告得到。40速斷與越限試驗差流速斷動作電流試驗動作方程為： 差流越限電流試驗 施加單側單相電流等待5s至面板指示燈亮，差流越限動作值為最小動作電流整定值的一半，誤差應符合技術條件要求。動作時間試驗 施加單側單相電流使最大差流為最小動作電流的2倍，以毫秒計(或微機試驗儀的時間試驗功能)

16、測分相差動動作時間,其值應不大于25 ms。 施加差流為速斷動作電流的倍，以毫秒計(或微機試驗儀的時間試驗功能)測差流速斷動作時間，其值應不大于20 ms。 41TA異常試驗TA異常試驗退出其它所有保護的硬壓板和軟壓板。 當差動電流大于倍的額定電流時，啟動TA異常判別程序，滿足下列條件認為TA異常： a本側有一相電流為零； b本側有零序電流，另一側無零序電流； c最大相電流小于倍額定電流。 以上條件均滿足時，判為TA異常。試驗要點： 試驗時，在首尾兩側的A、B、C電流通道施加三相對稱電流，使差流為零，模擬正常運行的情況，然后突然使任一相電流降為零，模擬TA異常； 電抗器正常運行時兩側的負荷電流

17、均為額定負荷電流，故要求所施加相電流均大于倍額定電流； TA異常判據屬于正常運行情況下投入，當保護啟動進入故障處理程序后，異常判別自動退出，故要求所施加相電流均小于倍額定電流。 42零序差動保護試驗試驗項目試驗要點： 零序差動保護采用電抗器首端和尾端自產零序電流形成的差流作為判據； 零序差動保護動作曲線為一條過原點的直線，比率制動系數固定為； 零序差動保護制動電流 。 序號試驗項目（建議）說明1最小動作電流2制動特性斜率可選做3TA異常閉鎖差動免試驗43零序差動保護試驗最小動作電流試驗 利用單相電流作試驗時試驗公式：式中： 調試時施加電流值； 最小動作電流整定值 實例說明（A相為例） 零序差動

18、保護最小動作電流定值=0.4A ，施加電流時零序差動保護可靠不動作，施加電流時零序差動保護可靠動作。 44零序差動保護試驗比率制動系數試驗（即制動特性斜率） 比率制動系數試驗時，按首尾側之間進行試驗。首尾兩側電流反相位輸入，在制動區(qū)找出兩個動作點來試驗比率制動系數。比率制動系數為：其中: I、I為動作點1的動作電流和制動電流 I、I為動作點2的動作電流和制動電流 首端A相施加零序電流 (即I1)，尾端A相施加零序電流 (即I2)， 、 反相位輸入。固定 (或 ),改變 (或 ),逐點測動作點，再計算制動特性斜率S，其誤差應符合技術條件要求。45匝間保護試驗試驗要點：匝間保護為TV自產零序電壓，

19、為電抗器首端TA自產零序電流。驗證零序啟動電流46 動作方程： 保護測量零序電壓保護測量零序電流電抗器零序電抗系統(tǒng)零序電抗匝間保護試驗47 內部匝間短路分析： 測量零序電壓：動作量：制動量：動作量很大，制動量為零，方向繼電器動作最靈敏。匝間保護試驗48 內部單相接地短路分析： 測量零序電壓：動作量：制動量：動作量很大，制動量為零，方向繼電器動作最靈敏。匝間保護試驗49 外部單相接地短路分析： 測量零序電壓：動作量：制動量：動作量為零，制動量很大，方向繼電器可靠不動。匝間保護試驗50匝間保護試驗匝間零序啟動電流試驗 施加A相電壓和首端A相電流至保護裝置，A相電壓幅值為50V，電壓超前電流270度

20、，即模擬區(qū)內故障的情況，施加A相電流至面板指示燈亮，施加值應等于匝間保護零序啟動電流定值，其誤差應符合技術條件要求。 動作時間試驗 施加A相電壓和首端A相電流至保護裝置，A相電壓幅值為50V，電壓超前電流270度，施加A相電流幅值大于2倍匝間保護零序啟動電流定值，以毫秒計(或微機試驗儀的時間試驗功能)測匝間保護動作時間，其值應不大于30ms。 51后備保護試驗主電抗器過流保護試驗項目試驗要點：主電抗器過流保護電流輸入量取電抗器首端TA三相電流。 主電抗零流保護試驗項目試驗要點：主電抗器零序過流保護電流輸入量取電抗器首端TA三相電流，由保護裝置自產。 序號試驗項目（建議）說明1過流一段動作電流2

21、過流一段延時3過流二段動作電流4過流二段延時序號試驗項目（建議）說明1零序過流一段動作電流2零序過流一段延時3零序過流二段動作電流4零序過流二段延時52后備保護試驗小電抗器過流保護試驗項目試驗要點：小電抗器過流保護電流輸入量取電抗器中性點側零序TA電流。過負荷保護試驗項目試驗要點：過負荷的返回系數為。主電抗器過負荷按電抗器首端三相分別試驗；小電抗器過負荷按中性點零序電流試驗。 序號試驗項目（建議）說明1過流動作電流2過流延時序號試驗項目（建議）說明1動作電流值試驗2延時試驗53后備保護試驗TV異常試驗試驗要點：當TV斷線條件滿足時，需延時10s后從才會有相應報文彈出，TV斷線滿足返回條件后也將

22、延時10s后返回；TV檢修壓板需退出，否則退出TV斷線判別。TV異常告警信號發(fā)出后閉鎖匝間保護。a正序電壓小于30V，任一相電流大于。（Ie為電抗器二次額定電流值） b負序電壓大于4V。 滿足上述任一條件，延時發(fā)TV異常告警信號。54輸出接點檢查輸出接點檢查保護跳閘觸點檢查 投入檢修壓板，進入裝置【調試】【傳動】，可選【保護傳動】或【通道傳動】兩種傳動方式。保護信號觸點檢查 保護信號開出在裝置內部已經固定，不能進行整定。 進入裝置【調試】【傳動】，按【通道傳動】進行信號觸點檢查。觀察到面板上的啟動燈（黃色）點亮后立即熄滅，信號燈或跳閘燈（紅色）點亮并保持，同時用通燈或萬用表測量相應觸點閉合，可

23、通過面板復歸鍵將信號復歸掉。失電告警觸點檢查 切斷裝置電源，用通燈或萬用表測量電源插件上兩對直流消失觸點，分別為nF07-nF08和nF09-nF10，兩觸點應閉合。裝置上電后上述兩觸點均斷開。 55輸出接點檢查打印機電源觸點檢查 進入裝置菜單【打印】選擇打印任一項內容，同時用通燈或萬用表測量通訊插件上打印機電源控制觸點，為nE01-nE02，觸點應閉合；無打印任務時，打印機電源控制觸點（nE01-nE02）應處于斷開狀態(tài)。裝置故障觸點檢查 切斷裝置電源后拔出裝置采保插件，然后再給裝置通電。此時面板裝置故障燈（紅色）點亮，同時用通燈或萬用表測量開入開出插件裝置故障觸點（nC01-nC10，nC

24、12-nC21，nC23-nC32 ），這些觸點應閉合。裝置恢復正常，無裝置故障告警時，這些觸點應斷開。56帶開關傳動試驗帶開關傳動試驗帶開關傳動試驗前將保護壓板和出口跳閘壓板投上由于所有跳閘類保護的出口方式相同，只需選擇一個跳閘類保護進行保護功能試驗。也可以直接使用保護裝置的“傳動”功能對相應的斷路器進行傳動。57帶負荷檢查帶負荷檢查三相電壓、電流相序及相位檢查 系統(tǒng)工頻電壓、電流加入保護屏后，對所有加入保護屏的三相電流、電壓進行相序及相位檢查。差動保護差流檢查 系統(tǒng)工頻電壓、電流加入保護屏后，通過管理機選擇實時參數顯示或打印實時參數，差動保護差流值小于3%Ie（Ie為二次額定電流值）為正常，若差流值過大，應仔細檢查回路是否正確，如有問題應立即解決。58投運前打印存檔信息投運前打印存檔信息打印裝置的軟件版本及CRC校驗碼。打印保護裝置定值，與繼電保護部門下發(fā)的整定書進行核對。打印保護裝置軟壓板，與繼電保護部門下發(fā)的整定書進行核對。打印CPU實時參數，包括主保護模擬量、后備保護模擬量。以上檢查均無問題后，裝置進入正式運行狀態(tài)。59保護裝置的正常年檢內容保護裝置的正常年檢內容檢驗項目檢 驗 內 容1 外觀及接線檢查2 檢驗逆變電源的自啟動性能 3開關量輸