浅谈输电线路的光纤电流纵差保护

Ｉｌｊ２ｊ｛ｌ２Ｉ《Ｉ４ｌ２蠲　．２Ｉ０。１＿３￣。　。ＯＮ。　．２　７　。。　。．。　．　。　。　。　。　。．　工业技术　浅谈输电线路的光纤电流纵差保护①　鲍帅孙彦亮　（河北兴泰发电有限责任公司河北邢台０５４０００）　摘　要：输电线路光纤电流纵差保护利用光纤通道的优点实现全线速动，输电线路保护的可靠性大大提高。该文在分析高压输电线路光纤电流　纵差保护原理的基础上，分析了影响输电线路光纤电流纵差保护正确动作的主要因素及解决方法。着重通过案倒对输电线路光纤电流差动保护　事故进行了分析。　关键词：光纤纵差保护ＴＡ误动采样　中图分类号：ＴＭ７３　文献标识码：Ａ　文章编号：ｌ６７４—０９８ｘ（２０ｌ３）０９（ｃ）一００７４—０１　光纤纵联差动保护是高压输电线路纵　联保护最简单的一种，它是用光导纤维作为　通信信道的纵联差动保护，对于整定配合　比较困难的短线路优越性更明显。光纤因　为其抵御高压和雷电电磁干扰、频带宽　电　绝缘等性能方面的优点而被用作输电线路　继电保护的通道介质。由于光纤通道为数　字通道，传输信号为成帧的数字信息，适合　于ＣＲＣ码校验方法以确保传输信息的正确　性，使得基于光纤通道的纵联保护避免了　载波通道的诸多不可靠因素，降低了拒动、　误动的几率，维护也更为方便。光纤纵联保　护的优异性能皆源于其光纤通道，充分发　挥光纤通道的高带宽、高可靠性优点，最终　使超高压成套线路保护装置发生很大的变　化，而性能得以更加完善。　和　＝ｌ，　一，　ｌ，方向是电流从母线流向被保　运行或故障区域以外，输电线路两端电流　护输电线路的方向。　当短路发生在线路内部时，动作电流的　变化量相等，纵差保护不发生动作。这种方　法有效地提高了纵差保护的灵敏度和可靠　性。　大小　∞＝　＋，Ⅳｌ＝Ｉ　ｌ，而制动电流的大　保护动作。凡是在线路内部有流出的电流，　都成为动作电流。输电线路发生内部短路　小』　＝ｆ　一，　｛，由于，ｒ　＞＞ＩＲ，这是总差　３光纤纵差保护误动事故分析　２２０　ｋＶ的Ｉ段母线的Ｃ相故障，母线差　动保护动作跳闸正常。但２２０　ｋＶ的ＣＳＣ一　如图２所示。　１０３Ａ光纤纵差保护在故障范围之外发生误　动，导致线路Ｃ相的相关开关跳闸，重合闸　２影响光纤纵联差动保护正确动作的　成功。本次误动的原因经查是因为２　２０ｋＶ　因素　变压器户外端子箱中的３３３１开关Ｉ　Ｈ和３３３０　（１）不平衡电流的影响。电流互感器　开关的零线回路间的短接线断裂，图４中的　本身的原因，测量出的电流的幅值和相位都　虚线部分表示短接线的断裂点。发生故障　会产生误差，导致电流互感器副边的测量　时，纵差电流变大，导致光纤纵差保护误　电流之和不为零，从而纵差保护会产生动　动。而短接线断裂的原因是设备施工过程　作，线路开路。当发生短路时，由于电流互　中不慎损伤了线路，再经过长时间的户外运　感器励磁电流不等会导致互感器铁芯磁化　行，空气氧化造成连接线连接面积减小，最　特性饱和，此时的不平衡电流也会影响光　终使短接线受损处断裂。而当２２０　ｋＶ母线　纤纵差保护的正确动作。　Ｉ段故障时，对于输电线路纵差保护来说是　（２）输电线路分布电容电流的影响。　区域范围之外的故障，如果不考虑负载电　因为分布电容的存在，输电线路的两端电流　流，两端电流的大小相等方向相反，流过线　之和正常运行和外部短路时不为零，这就　路保护的电流应该为了。但是，因为短接线　是线路的电容电流。如果线路长度较短，输　断线，全电流等于线路一端的电流，发生光　电线路两端的电容电流很小，也会影响到　纤纵差保护误动事故。　纵差保护的灵敏度。对于长度较大的线路，　可以用集中参数来表示该线路。　（３）负载电流的影响。通常情况下，　通过比较输电线路两端的全电流可以满足　纵联差动保护的需要，该全电流是正常状　态下的负载电流和故障时电流之和。但故　障范围内如果经过较大的过渡电阻短路，　故障电流部分与正常负载电流大小相当，　对于输电线路两端全电流的影响较大，也　会影响纵差保护的灵敏度。为了减小负载　电流的干扰，提高纵差保护的灵敏度和可　靠性，可以根据故障电流建立纵差保护判　１输电线路光纤电流纵差保护原理　１．１基本光纤通信系统　光纤通信系统由发送调制、光源、光纤　接收器和接收解调四部分组成。（１）发送　调制。发送调制就是将保护信号进行转换，　转换成光纤通道能够传输的信号。保护中　采用ＰＣＭ（脉冲编码调制）调制器，ＰＣＭ　调制器是将保护采样得到的并行数字脉冲　信号、编码了的开关量信号、同步码信号经　并、串转换后按一定顺序排列的一帧串行编　码信号。（２）光源。继电保护频带较窄（最多　速率为６４ｋｂ／ｓ），继电保护装置选用光源器　件为光电二极管ＬＥＤ，当有电流流过光源　器件时，光源器件受激发射出特定波长的光　束。（３）光纤接收器。光纤接收器是将光纤　中耦合的光信号转换为电信号。（４）接收解　调。接收解调即将接收到的ＰＣＭ串行码转　换成并行码，并解调出各路采样信号和开　关量信号。　１．２光纤电流纵差保护原理　光纤电流纵差保护如图１所示。动作电　４结语　输电线路的光纤电流纵差保护能够准　确地区分内部与外部故障，不需要相邻线　路在保护上配合，可以实现全线速动。简单　可靠、选择性和可靠性同时满足要求。但也　受到电容电流、采样不同步、ＴＡ暂态特性　等因素的影响。如何更好的解决ＴＡ断线误　动也是今后急需解决的问题之一。　参考文献　［１］董杏丽，徐瑞东，薄志谦，等．分布式母　线保护技术及实现【Ｊ】．继电器，２００　５，　３３（１４）：１９－２２．　据，也就是Ｉ△Ｉｍ＋ＡｌｎＩ＞ＫＩＡＩｍ—Ａ／ｎＩ和　ｌ△ｈｎ＋＆ＩｎＩ＞Ｉｓｅｔ。其中△Ｉｍ　口＆Ｉｎ分另Ｕ　流和制动电流的大小分别为　ｃＤ　『』＂＋』Ⅳｌ　Ｍ　ｌｖ　ｌｗ　Ｎ　＠—　＝——＿＝　—＠　图１光纤电流纵差保护原理图　是线路两侧的相电流工频故障分量，Ｋ为　【２】尤旦峰，何雪峰，李力，等．ＲＣＳ一９１５系列　制动系数。通过选择ＩＳｅｔ值和Ｋ值可以是　微机母差保护中失灵保护及其双重化　输电线路全电流能够在设定的过渡电阻　方案［Ｊ］．电力系统自动化，２００１，２５（２１）：　的限界以下满足纵差保护对灵敏度的要　５８－６０．　Ｍ　ｉ　ｉ　Ｎ　３］陈建玉，孟宪民，张振旗，等．电流互感器　求。ｌ△Ｉｍ＋ＡｌｎＩ＞ＫｌＡＩｍ—ＡｌｎＩ是主判据，而　【『△Ｉｍ＋ＡｌｎＩ＞１ｓｅｔ是辅判据。当线路条件同　时满足两个式子时，纵差保护动作。在故障　图２线路内部短路　饱和对继电器保护影响的分析及对策　【Ｊ］．电力系统自动化，２０Ｏ０，２４（６）：５４—　５６．　范围内，纵差保护的动作与负载电流没有　关系，保护的灵敏度相应提高了。系统正常　①作者简介：鲍帅（１９８４一），男，河北邢台人，学士，工程师，主要从事继电保护相关工作。　孙彦亮（１９８２一），男，河北邢台人，学士，工程师，主要从事继电保护相关工作。　７４　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｅｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ