继电保护 容 第十二章 其它元件保护
第十二章 其它元件保护
第一节 并联电抗器保护 第二节并联电力电容器组保护 第三节同步调相机保护
第一节 并联电抗器保护 第二节 并联电力电容器组保护 第三节 同步调相机保护
第一节并联电抗器保护 电抗器概述 电力系统中，根据接入方式的不同，电抗器有串联电抗器、并联电抗器 及接地电抗器等几种，本节中主要介绍有关并联电抗器保护的相关内容。常 用的并联电抗器有两大类：一类为330V及以上的超高压并联电抗器，另一 类为35V及以下的低压并联电抗器。 并联电抗器的结构形式有单相和三相两种，三相式并联电抗器比单相 式的原材料少、成本低，但由于磁路的相互关联，可能因电磁耦合引起谐 振及过电压等不良影响，此外，在单相重合闸过程中，另外两相的磁通也 有一部分通过断开相铁芯，使断开相的线圈感应一个电压，使故障点的潜 供电流增大而不利于灭弧因此，在220kV及以上电压等级电网中，当电抗器 采用三相式结构时，其铁芯应采用三相五柱式结构
第一节 并联电抗器保护 电力系统中，根据接入方式的不同，电抗器有串联电抗器、并联电抗器 及接地电抗器等几种，本节中主要介绍有关并联电抗器保护的相关内容。常 用的并联电抗器有两大类：一类为330kV及以上的超高压并联电抗器，另一 类为35kV及以下的低压并联电抗器。 一、电抗器概述 并联电抗器的结构形式有单相和三相两种，三相式并联电抗器比单相 式的原材料少、成本低，但由于磁路的相互关联，可能因电磁耦合引起谐 振及过电压等不良影响，此外，在单相重合闸过程中，另外两相的磁通也 有一部分通过断开相铁芯，使断开相的线圈感应一个电压，使故障点的潜 供电流增大而不利于灭弧因此，在220kV及以上电压等级电网中，当电抗器 采用三相式结构时，其铁芯应采用三相五柱式结构
第一节并联电抗器保护 、电抗器概述 并联电抗器接入系统的方式也有多种，目前我国较为普遍采用的有两种： (1)通过隔离开关或直接与线路相连。 这种接线方式的优点是：节省设备，减少投资，但运行方式欠灵活，当电抗 器故障或其保护误动时，线路随之停电：此外，在线路输送容量很大，电抗器需 退出运行时，线路也需短时停电。为此，可考虑通过放电间隙与系统相连，在电 压较高时放电间隙击穿，自动投入电抗器：而在电压较低时又能自动退出，采用 这种连接方式不仅投资省，还能减少正常运行时的有功功率和无功功率损失，但 也有技术要求高、可靠性低的缺点。 (2)采用专用断路器。采用这种接线虽然投资较大，但运行灵活。 接在变压器低压侧的并联电抗器，一般采用第二种接线方式与低压侧母线 相连；500kV并联电抗器则两种方式都可能采用
第一节 并联电抗器保护 一、电抗器概述 并联电抗器接入系统的方式也有多种，目前我国较为普遍采用的有两种： （1）通过隔离开关或直接与线路相连。 这种接线方式的优点是：节省设备，减少投资，但运行方式欠灵活，当电抗 器故障或其保护误动时，线路随之停电；此外，在线路输送容量很大，电抗器需 退出运行时，线路也需短时停电。为此，可考虑通过放电间隙与系统相连，在电 压较高时放电间隙击穿，自动投入电抗器；而在电压较低时又能自动退出，采用 这种连接方式不仅投资省，还能减少正常运行时的有功功率和无功功率损失，但 也有技术要求高、可靠性低的缺点。 （2）采用专用断路器。采用这种接线虽然投资较大，但运行灵活。 接在变压器低压侧的并联电抗器，一般采用第二种接线方式与低压侧母线 相连；500kV并联电抗器则两种方式都可能采用
第一节并联电抗器保护 二、 并联电抗器的故障和异常运行方式 并联电抗器的外型象变压器，但内部结构不同，变压器的磁路不带气 隙，绕组有一次、二次之分，而电抗器只是一个磁路带气隙的电感线圈， 带气隙的目的在于避免磁路饱和，使电抗器电抗在一定范围内保持恒定， 即使其伏安特性成线性关系。 油浸式并联电抗器在运行中可能发生的故障及异常运行方式如下： (1)线圈的相间短路、单相接地和匝间短路： (2)引出线的相间短路和单相接地短路： (3)由于过电压引起的过负荷： (4)油面降低： (5)温度升高和冷却系统故障等」
第一节 并联电抗器保护 并联电抗器的外型象变压器，但内部结构不同，变压器的磁路不带气 隙，绕组有一次、二次之分，而电抗器只是一个磁路带气隙的电感线圈， 带气隙的目的在于避免磁路饱和，使电抗器电抗在一定范围内保持恒定， 即使其伏安特性成线性关系。 二、并联电抗器的故障和异常运行方式 油浸式并联电抗器在运行中可能发生的故障及异常运行方式如下： （1）线圈的相间短路、单相接地和匝间短路； （2）引出线的相间短路和单相接地短路； （3）由于过电压引起的过负荷； （4）油面降低； （5）温度升高和冷却系统故障等
第一节并联电抗器保护 三、超高压并联电抗器保护 (一)纵联差动保护：纵差动保护是一种既灵敏又可靠的保护方式，因而在电 力系统中应用广泛，但当所保护的设备不同时，保护所具有的特点也不同。 (二)非电量保护：油浸式电抗器的非电量保护装置包括瓦斯保护、油温高保 护、压力释放保护及油位降低保护等，其原理、功能均与油浸式变压器的相同 ，这些非电量保护是反应电抗器油箱内部各种短路故障及异常运行状态的最有 效措施。 (三)后备保护：并联电抗器相间短路和接地短路的后备保护一般采用三相三 继电器式接线的过电流保护实现，为了与电抗器的发热特性相配合，保护宜采 用反时限特性
第一节 并联电抗器保护 三、超高压并联电抗器保护 （一）纵联差动保护：纵差动保护是一种既灵敏又可靠的保护方式，因而在电 力系统中应用广泛，但当所保护的设备不同时，保护所具有的特点也不同。 （二）非电量保护：油浸式电抗器的非电量保护装置包括瓦斯保护、油温高保 护、压力释放保护及油位降低保护等，其原理、功能均与油浸式变压器的相同 ，这些非电量保护是反应电抗器油箱内部各种短路故障及异常运行状态的最有 效措施。 （三）后备保护：并联电抗器相间短路和接地短路的后备保护一般采用三相三 继电器式接线的过电流保护实现，为了与电抗器的发热特性相配合，保护宜采 用反时限特性
第一节并联电抗器保护 三、超高压并联电抗器保护 (四)匝间短路保护：并联电抗器的电抗与其匝数平方成正比，当电抗器线 圈匝间短路时，该相的电抗值下降，电流上升，即电抗器的三相不再对称， 出现了零序及负序分量，根据此特点可构成电抗器的匝间短路保护。 (五)过负荷保护：如果并联电抗器所接系统电压升高时可能造成电抗器过负荷 运行，即应装设单相式的过负荷保护，延时动作于发信，且保护也宜采用反时限 特性。 (六)接地电抗器保护：装设差动保护是防御接地电抗器内部故障的最有效方法 ,但在实际中，由于线路的零序过流保护、断路器的非全相保护，均对中性点接 地电抗器有保护作用
第一节 并联电抗器保护 三、超高压并联电抗器保护 （四）匝间短路保护 ：并联电抗器的电抗与其匝数平方成正比，当电抗器线 圈匝间短路时，该相的电抗值下降，电流上升，即电抗器的三相不再对称， 出现了零序及负序分量，根据此特点可构成电抗器的匝间短路保护。 （五）过负荷保护：如果并联电抗器所接系统电压升高时可能造成电抗器过负荷 运行，即应装设单相式的过负荷保护，延时动作于发信，且保护也宜采用反时限 特性。 （六）接地电抗器保护：装设差动保护是防御接地电抗器内部故障的最有效方法 ，但在实际中，由于线路的零序过流保护、断路器的非全相保护，均对中性点接 地电抗器有保护作用
第一节并联电抗器保护 三、 超高压并联电抗器保护 (七)500kV线路电抗器保护配置举例：目前，500kV线路并联电抗器保护类 型很多，下面以ABB公司生产的保护为例说明。其保护由两大部分组成，其 是非电量保护，包括高压电抗器、接地电抗器本体的瓦斯保护、温度保护、压 力释放保护及高/低油位报警等；其二是电量保护，配置情况如图12-2所示
第一节 并联电抗器保护 三、超高压并联电抗器保护 （七）500kV线路电抗器保护配置举例：目前，500kV线路并联电抗器保护类 型很多，下面以ABB公司生产的保护为例说明。其保护由两大部分组成，其一 是非电量保护，包括高压电抗器、接地电抗器本体的瓦斯保护、温度保护、压 力释放保护及高/低油位报警等；其二是电量保护，配置情况如图12-2所示
第一节并联电抗器保护 四、低压并联电抗器的保护 35kV及以下电压等级的并联电抗器，其结构有油浸自冷和干式两种，前 者多为三相式结构，后者则大部分为单相结构，保护的配置大致如下： (1)对于电抗器线圈、套管及引出线短路故障，容量在1OMVA及以上的并联电 抗器，宜装设两相式的纵差动保护；容量在10OMVA以下的并联电抗器，则装设 电流速断保护，保护的动作电流按躲过电抗器外部三相短路时的反馈电流整定， 但这种电流速断的保护范围很小，故实际上一般不装设，而直接装设动作时间为 1.5s的过电流保护
（1）对于电抗器线圈、套管及引出线短路故障，容量在10MVA及以上的并联电 抗器，宜装设两相式的纵差动保护；容量在10MVA以下的并联电抗器，则装设 电流速断保护，保护的动作电流按躲过电抗器外部三相短路时的反馈电流整定， 但这种电流速断的保护范围很小，故实际上一般不装设，而直接装设动作时间为 1.5s的过电流保护。 第一节 并联电抗器保护 四、低压并联电抗器的保护 35kV及以下电压等级的并联电抗器，其结构有油浸自冷和干式两种，前 者多为三相式结构，后者则大部分为单相结构，保护的配置大致如下：
第一节并联电抗器保护 四、低压并联电抗器的保护 (2)装设差动保护的电抗器，应装设两相三继电器式接线的过流保护作为相 间后备。 (3)油浸式并联电抗器，应装设非电量保护，以反应油箱内部的各种故障及 异常运行状态。 (4)在母线电压升高时，若可能引起电抗器过负荷，即应装设过负荷保护
（2）装设差动保护的电抗器，应装设两相三继电器式接线的过流保护作为相 间后备。 （3）油浸式并联电抗器，应装设非电量保护，以反应油箱内部的各种故障及 异常运行状态。 （4）在母线电压升高时，若可能引起电抗器过负荷，即应装设过负荷保护。 第一节 并联电抗器保护 四、低压并联电抗器的保护