高压电抗器匝间保护误动原因分析

高压电抗器匝间保护误动原因分析

石自信

山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿 山东 莱州 261442

摘要：高压电抗器是电力系统不可缺少的一部分，高压电抗器的匝间保护对于电力系统而言有着重要的意义。但是在我国某地的开关站，却出现了匝间保护快速动作出口跳闸的事故，为了有效的解决这一问题，工作人员对调查结果进行深入的分析，发现造成这一事故的主要原因是，在试验过程中由于产生直流分量导致零序电流。导致高压电抗器匝间保护出现误动的原因有很多，还需工作人员结合实际情况对此进行全面的分析，从而对事故发生的原因做出准确的判断。为了保障电力系统的顺利运行，本文结合了高压电抗器的实际状况，对其匝间保护产生误动的原因进行了深入的探讨，并提出了一些有效的解决措施以供参考。

关键词：高压电抗器；匝间保护；误动原因；分析

引言：由于我国的经济水平在高速发展，对于电力资源也有着更大的需求，电压等级也有所提高，而输电线路也越来越长，电抗器在电力系统中的作用就是为了对电路中的电压进行稳定，限制潜供电流并对成功完成重合闸的可能性进行提升。因此，避免高压电抗器的匝间保护在运行的过程中出现误动的情况具有重大的意义。本文以我国某地的开关站为案例，简单的阐述了其发生匝间保护误动的现象，并对其发生原因进行了深入的探讨，希望能够对电力事业的发展起到帮助的作用。

1.某地开关站高压电抗器匝间保护产生误动的原因

本文以我国某地开关站为案例，以开关站高压电抗器匝间保护动作的报文和故障录波为依据对其产生误动的原因进行了深入的探讨，得出以下结论：当高压电抗器处于空充的状态下，首端某一相的电流发生了改变，产生了直流分量的情况，并且其速度在逐渐减小，从而对首端三相电流传递的一致性进行破坏，形成零序的电流从而出现三相断路器跳开的现象。结合实际情况对其进行计算，得知直流分量的减小持续至500ms左右。据调查结果显示可以得知，当工作人员对高压电抗器进行充电时，会产生很大的首端相直流分量，与原先的状态有很大的区别，并且衰减持续的时间较长，并且在空充状态下产生的零序电流的大小为0.45A，并且其大小与直流分量的衰减程度成正向关系。从录波结果可以得知高压电抗器处于充电状态时一直有直流分量的产生，其产生的原因有很多种，但造成电压抗电器匝间保护误动的原因则是直流分量。

2.对匝间保护误动原因进行分析

2.1匝间保护的基本概念

高压电抗器出现匝间短路的次数较为频繁，也是较为常见的故障之一，并且其具备以下几点特征：第一，若内部匝间短路数量较少，则发生其三相不平衡电流这一现象的困难程度较大，并且不易被人们察觉。第二，故障电流的穿越性并不会受到匝间短路数量的影响，故障电流始终具备穿越性，因此匝间短路故障并不受到匝间的保护。在实际的工作过程中，对于高压电抗器有着严格的要求。不仅需要确保匝间保护在高压电抗器出现匝间故障时具有较高的灵敏度，还要确保其处于异常运行状态下不产生误动的现象。工作人员可以通过以下几个方面对零序电流、阻抗进行有效的判断：第一，对零序电流判断的依据。当主电抗零序过流启动定置时动作小于电抗器首端产生的零序电流最大值，工作人员还需以厂家内部的定值为依据，对其运行状态进行准确的判断。第二，对零序阻抗进行判断的依据。若零序方向元件的绝对值比较式带补偿，则要根据异常状态下零序电压幅值的分布对电抗器进行匝间保护，同时还需结合特定的依据来对这类零序方向元件进行有效的判断。第三，零序阻抗的相关内容。通常来讲，高压电抗器一次零序的大小要比系统的一次零序阻抗大许多，为几千欧姆左右，若要正确判断保护装置是否在正常运行，还需工作人员准确测得电抗器端口零序阻抗的大小，以此为依据来对其进行判断。

2.2对匝间保护产生误动的原因进行深入的分析

以我国某地开关站为案例，对高压电抗器的相关属性进行详细的记录，该地开关站的高压电抗器容量为3x50Mvar，电流互感器的变比为400/1，I_E等于0.35A,TA的特性为处于20倍短路电流时误差为6%，据调查结果显示零序电流的最大有效值为0.5A。第一，若将保护零序电流的设置调整为0.08I，可以达到匝间保护零序电流的启动要求。第二，在某种特定的情况下，高压电抗器在直流偏移的情况下产生的零序电流和电流源中因电抗器内部原因所产生零序电流的大小相同，并且测量点的零序电压幅值要明显小于零序电压幅值，也能达到零序方向元件动作的相关要求。第三，若高压电抗器端口产生很小的零序阻抗，也能达到零序阻抗启动的相关条件。据上述调查显示，当工作人员对开关站的高压电抗器进行空投充电时，确实会出现直流分量偏移的情况，并且其速度会缓慢的下降，使三相电流存在差异，无法维持电抗器内部的平衡，使首端产生零序电流，而这也会导致匝间保护出现误动的情况。

3.对匝间保护误动进行有效的解决

3.1对匝间保护整定值进行调整

我国某地开关站发生匝间保护误动直流分量衰减时间为501ms左右，正常情况下超高压系统时间常数并不会达到这个数值，因此，开关站的运行状态十分异常。若工作人员无法将开关站一次系统参数调整到正常的区间，则应适当的增加匝间保护动作所花费的时间，使其符合相关标准。然而实际测量的零序电流超出了零序电流的定值，所以，还必须对保护装置的整定值进行有效的调整。当工作人员对高压电抗器进行空投充电时，可以通过提升零序电流启动门槛值，增加保护动作时间等方式来对其整定制进行调整。若高压电抗器处于正常的运行状态时，还需对其整定值进行切换，切换成规定的整定值。

3.2采取有效的防误措施

在高压电抗器的使用过程中，工作人员可以通过以下两种有效的防误方式来对高压电抗器匝间保护的误动现象进行避免。第一，严格按照相关要求选择最为合适的相关元件，例如呆补偿的绝对值比较式的零序方向元件等，并在确保相关元件质量的前提下，还需对元件的采购成本进行节约，而所采购的元件质量必须经过测验，符合相关要求后才能对其进行使用，这样不仅能确保高压电抗器匝间保护动作要足够灵敏，还能在高压电抗器处于异常运行状态时对误动现象进行避免，从而对高压电抗器的顺利运行进行保障。第二，可以对匝间保护的定制进行适当的提高，并且适当的延长其保护时间，避免其线路出现单相瞬时接地故障，保护装置中的电流或者是线路完成重合闸之后，匝间保护自动复原。

4.结束语

虽然在高压电抗器的匝间保护种对带补偿的绝对值比较零序方向等元件进行了运用，但是在其处于空投充电状态下还会会出现误动的现象，造成这一现象的主要原因就是电抗器在空投状态下产生直流分量，并对电抗器内部的平衡进行破坏.若工作人员要想对此现象进行有效的解决，还需结合高压电抗器运行的实际状况，对其产生误动原因进行深入的分析，来选择科学的方式对其进行有效的解决。当然，还要对可能影响其运行状态的因素进行全面的考虑，平时也要做好相关的防误工作。相关单位则应建立有效的管理机制来对开关站相关的运行设备进行有效的管理，确保其具有良好的性能。也只有这样，才能促进我国电力事业的发展。该地的高压电抗器经过有效的维修之后，至今仍未出现匝间保护误动的现象，具有良好的维修效果。

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