CSC-330B可控高抗保护介绍

1、2004.042/6/2009的建设对限制过电压和无功平衡提出更高要的建设对限制过电压和无功平衡提出更高要求。求。存在一定局限，虽能够限制过电压存在一定局限，虽能够限制过电压水平，但会降低特高压线路输送能力。水平，但会降低特高压线路输送能力。是解决限制过电压和无功平衡之间是解决限制过电压和无功平衡之间矛盾的崭新技术，是最理想的方法。矛盾的崭新技术，是最理想的方法。 可控高抗的无功输出可以在动态过程中快速调可控高抗的无功输出可以在动态过程中快速调节，在系统中的作用如下：节，在系统中的作用如下： 无功调节和电压控制：无功调节和电压控制：很好地解决了小运行方式下很好地解决了小运行方式下电压偏高，大运

2、行方式下电压偏低的问题。电压偏高，大运行方式下电压偏低的问题。 有利于功角稳定：有利于功角稳定：故障后迅速起到无功支撑作用，故障后迅速起到无功支撑作用，提升系统动态电压。提升系统动态电压。 降低网损：降低网损：减少无功跨电压等级的流动。减少无功跨电压等级的流动。 节约低压无功补偿设备的投资。节约低压无功补偿设备的投资。 高阻抗原理高阻抗原理：（变压器式）：（变压器式）特点：交流控制方式，采用高漏抗的变压器特点：交流控制方式，采用高漏抗的变压器优点：原理成熟、调节的响应速度快、谐波含量相对少优点：原理成熟、调节的响应速度快、谐波含量相对少缺点：分级调节缺点：分级调节 磁饱和原理磁饱和原理：（磁阀

3、式）：（磁阀式）特点：直流控制方式特点：直流控制方式优点：可以连续调节优点：可以连续调节缺点：实现复杂、调节的响应速度慢、谐波含量相对多缺点：实现复杂、调节的响应速度慢、谐波含量相对多 20世纪世纪70年代，年代，BBC公司研制了变压器式可控电抗器，在公司研制了变压器式可控电抗器，在加拿大加拿大735 kV电网运行。但是电流谐波含量大，功率损耗电网运行。但是电流谐波含量大，功率损耗大，最终退出运行。大，最终退出运行。 前苏联制造了前苏联制造了500 kV可控电抗器，在可控电抗器，在500 kV电网运行。俄电网运行。俄罗斯对可控电抗器进行了深入研究，提出了相关理论，于罗斯对可控电抗器进行了深入研

4、究，提出了相关理论，于2001年年7月在印度生产了月在印度生产了400 kV可控可控电抗器。但采用分立元电抗器。但采用分立元件的保护。件的保护。 国家电网公司组织开展了国家电网公司组织开展了500kV可控并联电抗器研制工作。可控并联电抗器研制工作。 首台数字式可控高抗保护由四方公司研制成功，其控制系首台数字式可控高抗保护由四方公司研制成功，其控制系统由中国电科院研制成功。统由中国电科院研制成功。 控制绕组故障后的短路电流在多数情况下小于额定电控制绕组故障后的短路电流在多数情况下小于额定电流，保护实现困难，需解决的难点问题有：流，保护实现困难，需解决的难点问题有： 控制绕组的匝间故障保护。控制绕

5、组的匝间故障保护。 控制绕组的接地故障保护。控制绕组的接地故障保护。 负载电抗器与相关电缆的保护。负载电抗器与相关电缆的保护。 容量调节对原边保护的影响。容量调节对原边保护的影响。 在理论分析和大量在理论分析和大量RTDSRTDS实验基础上提出如下解决方案：实验基础上提出如下解决方案： 电抗器大差动保护方案电抗器大差动保护方案 控制绕组自产零流保护方案控制绕组自产零流保护方案 控制绕组外接零流保护方案控制绕组外接零流保护方案 改造原有的容错复判匝间保护改造原有的容错复判匝间保护 保护的出口方式调整保护的出口方式调整副边绕组的匝间故障和接地故障概率较大。副边绕组的匝间故障和接地故障概率较大。大差

6、动保护侧重于保护副边匝间和接地故障。大差动保护侧重于保护副边匝间和接地故障。RTDS仿真和动模实验都证明大差动保护方案是可行的。仿真和动模实验都证明大差动保护方案是可行的。高压交流可控型并联电抗器大差动保护方法已申请高压交流可控型并联电抗器大差动保护方法已申请专利专利，发明发明200610145567作为整个副边系统接地故障的快速保护。作为整个副边系统接地故障的快速保护。理论分析和实验都证明此保护对于副边绕组、负载电抗理论分析和实验都证明此保护对于副边绕组、负载电抗器和电缆的接地故障有很高的灵敏度。器和电缆的接地故障有很高的灵敏度。区外扰动中可靠不误动。区外扰动中可靠不误动。高压交流可控型并联

7、电抗器控制绕组零序电流保护方法高压交流可控型并联电抗器控制绕组零序电流保护方法已申请已申请专利专利，发明，发明200610145566区外不对称接地故障区外不对称接地故障或非全相运行时的零序等值电路或非全相运行时的零序等值电路副边负载电抗器副边负载电抗器或阀接地故障时的零序等值电路或阀接地故障时的零序等值电路零压闭锁高灵敏零流保护。零压闭锁高灵敏零流保护。副边三相电流的测量系统不考虑副边三相电流的测量系统不考虑20倍短路倍数，采用高倍短路倍数，采用高精度的小精度的小CT。作为高抗内部故障后备保护，侧重于其它保护灵敏度不作为高抗内部故障后备保护，侧重于其它保护灵敏度不够的副边绕组、负载电抗器以及

8、原边绕组的小匝比匝间够的副边绕组、负载电抗器以及原边绕组的小匝比匝间短路。短路。原边零压大时闭锁保护。原边零压大时闭锁保护。对原边匝间故障有较高灵敏度。对原边匝间故障有较高灵敏度。当可控电抗器三相容量不一致时匝间保护可能误动。因当可控电抗器三相容量不一致时匝间保护可能误动。因此，调整了出口方式。此，调整了出口方式。控制系统三相不一致时控制系统三相不一致时会导致原边和副边出现会导致原边和副边出现零序电流。零序电流。故三相不平衡时第一时故三相不平衡时第一时限强合副边的旁路断路限强合副边的旁路断路器，切到器，切到100%容量容量。若故障仍存在第二时限若故障仍存在第二时限再跳高压侧断路器。再跳高压侧断

9、路器。包括匝间保护，副边自包括匝间保护，副边自产零流，外接零流保护产零流，外接零流保护可控高抗保护配置可控高抗保护配置原边引线的接地故障原边引线的接地故障纵差保护、零差保护纵差保护、零差保护、大差保护、过流保护、零序、大差保护、过流保护、零序过流保护过流保护原边引线的相间故障原边引线的相间故障纵差保护纵差保护、大差保护、过流保护、大差保护、过流保护原边绕组的接地故障原边绕组的接地故障纵差保护、零差保护纵差保护、零差保护、大差保护、过流保护、零序、大差保护、过流保护、零序过流保护过流保护原边绕组的匝间故障原边绕组的匝间故障匝间保护匝间保护、大差保护、副边自产零序电流保护、过、大差保护、副边自产零

10、序电流保护、过流保护、零序过流保护流保护、零序过流保护副边绕组的匝间故障副边绕组的匝间故障大差保护大差保护、副边自产零序电流保护、副边自产零序电流保护副边绕组的接地故障副边绕组的接地故障大差保护大差保护、副边外接零序电流保护、副边自产零序、副边外接零序电流保护、副边自产零序电流保护电流保护副边电缆的接地故障副边电缆的接地故障副边外接零序电流保护副边外接零序电流保护、副边自产零序电流保护、副边自产零序电流保护负载电抗器的短路故障负载电抗器的短路故障 副边自产零序电流保护副边自产零序电流保护负载电抗器的断线故障负载电抗器的断线故障 副边自产零序电流保护副边自产零序电流保护原边接地电抗器故障原边接地

11、电抗器故障接地电抗器过流保护接地电抗器过流保护“国家电网公司国家电网公司500500千伏可控并联电抗器关键技术研究及挂千伏可控并联电抗器关键技术研究及挂网试运行项目网试运行项目”CSC-330BCSC-330B电抗器保护装置电抗器保护装置已顺利通过系统试验，并已在山西已顺利通过系统试验，并已在山西忻都忻都500kV500kV开关站挂网稳定运行二年多。开关站挂网稳定运行二年多。 CSC-330B于2006年8月9月顺利通过国网公司的验收和系统试验，试验内容包括： 母线可控高抗试验：母线可控高抗试验：空充试验、容量切换试验、相邻线路和对侧变压器空充试验 线路可控高抗试验：线路可控高抗试验：空充试验

12、、容量切换试验、相邻线路和对侧变压器空充试验、非全相运行试验 人工短路人工短路试验试验：实际系统人工A相瞬时性接地故障试验，线路保护正确跳开A相，且重合成功在以上所有试验中可控高抗保护表现优良。 首次提出了高压交流可控型并联电抗器大差动保护方首次提出了高压交流可控型并联电抗器大差动保护方案，取控制绕组和原边绕组首端电流组成分相差动保护，案，取控制绕组和原边绕组首端电流组成分相差动保护，作为可控并联电抗器内部故障主保护作为可控并联电抗器内部故障主保护。该技术得到。该技术得到已经已经授授权的专利保护，专利权的专利保护，专利号：发明号：发明200610145567200610145567。 首次提出

13、了高压交流可控型并联电抗器控制绕组零序首次提出了高压交流可控型并联电抗器控制绕组零序电流保护方案侧重于完成控制绕组的接地故障保护和匝间电流保护方案侧重于完成控制绕组的接地故障保护和匝间故障保护故障保护。该技术得到已经授权的专利保护，该技术得到已经授权的专利保护，专利专利号：发号：发明明200610145566200610145566。 首次提出了合控制绕组旁路断路器的出口方式，首次提出了合控制绕组旁路断路器的出口方式，容错复判自适应可控高压并联电抗器匝间保护、高压容错复判自适应可控高压并联电抗器匝间保护、高压交流可控型并联电抗器控制绕组零序电流保护第一时交流可控型并联电抗器控制绕组零序电流保护

14、第一时限强合控制绕组的旁路开关，第二时限跳原边断路器，限强合控制绕组的旁路开关，第二时限跳原边断路器，可减少原边断路器不必要的跳闸。可减少原边断路器不必要的跳闸。 根据电抗器的运行特点，主保护和后备保护的定值根据电抗器的运行特点，主保护和后备保护的定值可以由其自身的参数决定，因此提供自动整定的功能。可以由其自身的参数决定，因此提供自动整定的功能。 为使装置具备灵活的调整定值的功能，装置提供用为使装置具备灵活的调整定值的功能，装置提供用户手动整定定值的功能。户手动整定定值的功能。 能够自动识别故障的严重情况，智能地调整保护的出能够自动识别故障的严重情况，智能地调整保护的出口时间。口时间。 硬件模

15、块化、硬件模块化、智能化设计，实智能化设计，实现现“积木式积木式”结结构。构。 有利于提高有利于提高硬件的可靠性、硬件的可靠性、灵活性和可扩展灵活性和可扩展性。性。结合了前插拔和后插拔的优点，强弱电分离，维护方便结合了前插拔和后插拔的优点，强弱电分离，维护方便。 采用采用MCUMCU与与DSPDSP合一的合一的3232位单片机，保持总位单片机，保持总 线不出芯片的优点，程序存储、运行于片内。线不出芯片的优点，程序存储、运行于片内。 大容量内存，内部大容量内存，内部FlashFlash：1M1M字节；字节； 内部内部RAMRAM： 64k64k字节。字节。 5 5级流水线处理，包括浮点乘法在内的

16、绝大多级流水线处理，包括浮点乘法在内的绝大多 数指令在一个指令周期（数指令在一个指令周期（12.5ns12.5ns）执行完成。）执行完成。抗干扰性能优良抗干扰性能优良 满足电力系统典型应用的试验等级要求。其中，满足电力系统典型应用的试验等级要求。其中，有有 9 9 项通过了最严酷等级的试验，比电力系统典型应项通过了最严酷等级的试验，比电力系统典型应用高用高 1 1 个试验等级。个试验等级。 满足满足1000kV1000kV系统对系统对保护的要求。保护的要求。 双双CPUCPU和双和双A/DA/D冗余设计，可靠防止硬件任一元器冗余设计，可靠防止硬件任一元器件损坏导致保护误动。件损坏导致保护误动。

17、 大容量的故障录波，储存容量达大容量的故障录波，储存容量达4Mbyte4Mbyte，全过程，全过程记录故障数据。记录故障数据。 将保护内部的测量元件、动作行为和逻辑过程完将保护内部的测量元件、动作行为和逻辑过程完整地记录下来，使动作过程整地记录下来，使动作过程“透明化透明化”，十分有利，十分有利于事故的分析，克服了原有微机保护只能知道模拟于事故的分析，克服了原有微机保护只能知道模拟量和最终动作结果的弊端。量和最终动作结果的弊端。 支持支持IEC61850IEC61850通讯规约通讯规约 提供可靠的提供可靠的RS-485RS-485通讯接口、通讯接口、LonWorksLonWorks现场总现场总线接口和光