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1、 阻塞滤波器保护的配置与整定 张新（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古托克托010206）摘要： 本文针对阻塞滤波器这一特殊电气设备，根据其特殊运行方式，分析各种故障状态下电气量的变化情况，制定了电气量保护的配置方案，并详细计算整定各保护的动作值。为其它同类非常规设备提供了参考。关键词：阻塞滤波器保护配置保护整定零序差动保护不平衡保护LC 失谐保护TM621 ：A ：1003-9082 （2015） 12-0321-02引言随着串补技术在500kV 电网的推广应用，为提高现有输电通道的输送能力和稳定极限，通常采用在开闭站加装串联补偿电容器组的方法。由于补偿电容器组的存在，整个电网形成
2、了R-L-C 回路，使得次同步谐振问题变得突出，影响到电网、电厂的安全稳定运来自m行。次同步谐振是电力系统的一种运行状态，在这种状态下，电气系统与汽轮发电机组以低于同步频率的某个或多个机网联合系统的自然震荡频率交换能量。由次同步谐振导致的感应发电机效应，可能出现负阻尼，使次同步电气震荡不衰减或增强。当次同步电气震荡频率fe 与机组轴系某阶扭振固有频率fx 相互耦合。当fe+fx=fn（fn 为工频），将产生次同步机网谐振。为了抑制在投入串补之后的次同步谐振现象，某电厂在机组主变中性点处加装了阻塞滤波器。本文针对阻塞滤波器这一特殊电气设备，根据其特殊运行方式，分析各种故障状态下电气量的变化情况，
3、制定了电气量保护的配置方案，并详细计算整定各保护的动作值。一、阻塞滤波器结构及电路拓扑图某电厂机组安装了针对发电机轴系3 种模态的阻塞电路，见图1-1。二、阻塞滤波器保护的配置与整定1.差动保护作为阻塞滤波器设备内部故障的主保护，首先必须配置差动保护。差动保护取阻塞滤波器（BF）每相中性点侧电流为基准，取对应相的出线侧电流作为比对对象。1.1 差动保护的启动值1.2 差动保护斜率差动保护斜率的整定原则为：当外部出现短路故障，流过阻塞滤波器最大穿越短路电流时，差动保护不应误动。首先应计算区外故障时，阻塞滤波器可能流过的最大穿越电流。重点计算主变高压侧三相短路故障，发电机机端三相短路故障，以及阻塞
4、滤波器出现侧三相短路故障时的故障电流。2.2 零序差动保护斜率零序差动保护的斜率，应满足外部单相短路故障流过最大穿越短路电流时，保护不动作的要求。因此首先计算外部故障时可能出现的最大接地短路电流。将阻塞滤波器阻抗等效折算为主变短路阻抗的一部分，计算主变出线端单相接地故障，等值电路如下图2-2 所示：3.阻塞滤波器出线侧过流保护阻塞滤波器出线侧过流保护应按照其过流能力整定。因过流能力参数不详，这里只能按照躲过主变额定电流来整定，延时上应当躲过主变相间故障后备保护的最大动作时间。4.MOV 过流保护MOV 过流保护应按照其过电压特性进行整定。在不清楚MOV 过电压特性的情况下，应按躲过发电机组额定
5、运行时实测到的最大漏电流进行整定。5.零阶电抗器过流保护零阶电抗器过流保护应按其过流能力进行整定。因过流能力参数不详，因此按躲过主变额定电流进行整定，在延时上应当躲过主变相间故障后备保护的最大动作时间。6.电容器组不平衡保护当一个或两个电容器单元故障后，LC 滤波回路参数就会发生变化。按照阻塞滤波器原设计运行要求，主变输出额定电流时，当一个电容器单元的熔断器熔断，保护应发出报警；当两个电容器单元的熔断器熔断，保护应动作跳闸。以一阶电容器组为例，正常情况下，流过整个电容器组的合电流为： 7. LC 失谐保护按照阻塞滤波器原运行要求，主变输出额定电流时，当两个电容器单元的熔断器熔断，LC 滤波回路
6、参数就会发生变化，保护应动作跳闸。如果出现电容器组两个分支各有一个电容器单元故障，电容器组不平衡保护将不能感受到不平衡电流，保护不会动作，因此这里设置了LC 失谐保护。其原理为将正常运行时流过电抗器的电流与电容器组的电流比值作为一个参考值，当任意电容器单元出现故障时，LC 滤波回路参数发生变化，这一比值也将会发生变化。其针对不同两个电容器分支发生熔丝熔断或电抗器故障，通过计算同一阶电抗器电流和电容器组电流的比率，当超出正常范围时，处于失谐状态。正常情况下，流过一阶整个电容器组的电流为：三、结束语阻塞滤波器由于设备的特殊性，其保护的配置与整定也存在特殊性。第一，阻塞滤波器安装位置特殊，在主变中性
7、点侧。因此许多种故障状态下的电流都不会很大，这就导致常规的过电流保护在一定程度上不能满足其灵敏度的要求。第二，阻塞滤波器的运行方式特殊。阻塞滤波器设置的是旁路开关，且分相操作，当保护动作后出口方式却是合旁路开关。保护动作后设备并非出于隔离状态，而是出于并联旁路状态。第三，阻塞滤波器设备形式特殊。阻塞滤波器主要是由电抗器和电容器这一类储能设备构成。在任何情况下，都必须考虑储能释放和LC 谐振的问题。因此在保护时间的整定上，必须留有储能释放的时间。在保护的配置上，不平衡保护和LC 失谐保护也是针对其特殊设置的保护。保护整定导则上虽然仅对常规设备保护的配置与整定有明确要求和算法，但对于阻塞滤波器一类的特殊设备，我们应该吸取导则中通用的原则部分，将其灵活应用于不同类型的设备中。阻塞滤波器设备保护的配置与整定也为其它同类非常规设备提供了参考。作者简介：张新（1982），男，工程师，毕业于华北电力大学，现任内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司五期筹建处继保高级主管。-全文完-
