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220kV数字化变电站光纤纵差保护论文

浅析220kV数字化变电站光纤纵差保护摘要：目前，伴随着智能开关、电子式互感器的出现，变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。数字化变电站彻底解决ct饱和问题以及二次电缆的交直流串扰问题、具有避免重复建设以及管理自动化等优势，是变电站自动化的趋势。本文重点结合220kv数字化变电站系统方案详细说明了光纤纵差保护优越性。

关键词：数字化变电站；光纤纵差保护；环境；数据；问题；性能

1 光纤纵差保护的应用环境

数字化变电站内线路保护、主变保护、母线保护通过过程层间隔局域网，实现数据源和智能操作机构的共享。数字化变电站之间的一对光纤纵差保护通过租用的光纤通道实现数据的共享和采样

时钟的同步。光纤纵差保护的应用环境如图1所示。数字化变电站的数据源来自合并单元(mu)，mu的采样采用全站统一的时钟源syn。各站的线路差动保护也采用同一时钟源。mu数据通过过程层交换机给间隔的继电保护设备，包括线路保护、母差保护等。线路差动保护的数据来自2个不同的变电站，在系统内无统一时钟信号时，两站mu的采样不同步。差动保护需要解决两侧采样数据同步问题。

图1光纤纵差保护的应用环境

2 数字化变电站对数据采集的要求

数字化变电站每个线路间隔的mu提供线路保护需要的ia，ib，ic，ua，ub，uc，3uo，3io，以及一相母线电压数据，线路保护、

KV线路光纤差动保护原理

首先，光纤差动保护的原理和一般的纵联差动保护原理基本上是一样的，都是保护装置通过计算三相电流的变化，判断三相电流的向量和是否为零来确定是否动作，当接在电流互感器的二次侧的电流继电器（包括零序电流）中有电流流过达到保护动作整定值是，保护就动作，跳开故障线路的开关。即使是微机保护装置，其原理也是这样的。但是，光纤差动保护采用分相电流差动元件作为快速主保护，并采用PCM光纤或光缆作为通道，使其动作速度更快，因而是短线路的主保护！另外，光纤差动保护和其它差动保护的不同之处，还在于所采用的通道形式不同。纵联保护的通道一般有以下几种类型： 1.电力线载波纵联保护，也就是常说的高频保护，利用电力输电线路作为通道传输高频信号； 2.微波纵联保护，简称微波保护，利用无线通道，需要天线无线传输； 3.光纤纵联保护，简称光纤保护，利用光纤光缆作为通道； 4.导引线纵联保护，简称导引线保护，利用导引线直接比较线路两端电流的幅值和相位，以判别区内、区外故障。差动保护差动保护是输入CT（电流互感器）的两端电流矢量差，当达到设定的动作值时启动动作元件。保护范围在输入CT的两端之间的设备（可以是线路，发电机，电动机，变压器等电气设备）。

中文名差动保护外文名 Differential protection 目录 1.1概述 2.2原理 3.3技术参数 4.?环境条件 1.?工作电源 2.?控制电源 3.?交流电流回路 4.?交流电压回路 5.?开关量输入回路 1.?继电器输出回路 2.4功能 3.5主要措施 4.6缺点概述编辑

电流差动保护是继电保护中的一种保护。正相序是A超前B,B超前C各是120度。反相序（即是逆相序）是 A 超前C,C超前B各是120度。有功方向变反只是电压和电流的之间的角加上180度，就是反相功率，而不是逆相序[1]。差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点，那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零。当设备出现故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，差动电流大于零。当差动电流大于差动保护装置的整定值时，上位机报警保护出口动作，将被保护设备的各侧断路器跳开，使故障设备断开电源。原理编辑差动保护

110kV光纤纵差线路保护

风电场110kV升压站 110kV光纤纵差微机保护调试报告变电站名：风力发电场 110kV升压站设备名称： 110kV利风房线微机保护装置型号： RCS-943AM 直流电压： DC220V 交流电压： 57.7V 交流电流： 1A 校验类型：整组试验调试日期：

一、外观检查：装置外观无破损、划伤，机箱及面板表面处理，喷涂均匀，字符清晰，紧固件无破损，安装牢固。各回路对地及相互间绝缘电阻≥20MΩ。二、上电检查： 1.各插件外观焊接良好，所有芯片插接紧。 2.液晶显示正常，按键灵活，版本号： 3.00，校验码：EF51。 3.装置外形端正，无损坏和变形现象。 4.保护装置的各部件固定良好，无松动现象。三、零漂及采样线性度检查： 1.零漂： IA IB IC I0 UA UB UC UX 0.001 0.003 0.002 0.002 0.001 0.001 0.001 0.002 2.采样线性度： IA IB IC I0 UA UB UC UX 外加量0.2A 0.2A 0.2A 0.2A 11.5V 11.5V 11.5V 11.5V 330 0 210 0 90 0 330 0 0 0 240 0 120 0 0 0 显示值0.203A 0.201A 0.199A 0.202A 11.52V 11.52V 11.51V 11.51V 330 0 210 0 90 0 330 0 0 0 240 0 120 0 0 0 外加量0.6A 0.6A 0.6A 0.6A 28.5V 28.5V 28.5V 28.5V 330 0 210 0 90 0 330 0 0 0 240 0 120 0 0 0 显示值0.599A 0.599A 0.601A 0.599A 28.49V 28.51V 28.49V 28.49V 330 0 210 0 90 0 330 0 0 0 240 0 120 0 0 0 外加量 1A 1A 1A 1A 57.7V 57.7V 57.7V 57.7V 330 0 210 0 90 0 330 0 0 0 240 0 120 0 0 0 显示 1.003A 1.004A 1.002A 1.004A 57.75V 57.73V 57.73V 57.74V

DMP317微机光纤纵差保护测控装置

DMP—300 变电站、发电厂综合自动化系统DMP317线路光纤纵差保护测控装置技术使用说明书曲阜华能电气制造有限公司 2003年10月

目录 1 适用范围 1 2 主要功能 1 2.1保护功能 1 2.2远动功能 1 2.3录波功能 1 3 技术指标 1 3.1额定数据 1 3.2功率消耗 1 3.3过载能力 2 3.4测量误差 2 3.5温度影响 2 3.6安全与电磁兼容 2 3.7绝缘耐压 3 3.8光纤接口指标 3 4 保护逻辑原理 3 4.1线路差动保护 3 4.2差流越限告警 5 4.2 PT断线告警 5 5 整定说明 5 5.1整定清单 5 5.2整定说明 6 6 厂家设置 6 7 CT接线方式 6 8 通讯设置 6 附图1. DMP317微机线路光纤纵差保护装置背板端子图 7附图2. DMP317微机线路光纤纵差保护装置原理图 8

南瑞RCS-931B光纤差动保护浅析

南瑞RCS-931B光纤差动保护浅析一、光纤差动保护的原理和一般的纵联差动保护原理基本上是一样的，都是保护装置通过计算三相电流的变化，判断三相电流的向量和是否为零来确定是否动作，当接在CT（电流互感器）的二次侧的电流继电器（包括零序电流）中有电流流过达到保护动作整定值是，保护就动作，跳开故障线路的开关。即使是微机保护装置，其原理也是这样的。★★★但是，光纤差动保护采用分相电流差动元件作为快速主保护，并采用PCM光纤或光缆作为通道，使其动作速度更快，因而是短线路的主保护！ RCS-931B保护装置包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备保护。正常和外部故障时：Im＝－In，制动量≥动作量，保护可靠不动作，内部故障时：Im＝In时，制动量为零，动作最灵敏。动作判据如下式（1）、（2），两式同时满足程序规定的次数即跳闸。 | Im + In | > ICD（1）| Im + In | > k | Im - In | （2）式（1）为基本判据，ICD 表示线路电容电流，式（2）为主判据。式（1）、（2）的动作特性如图1 所示，制动量随两侧电流大小、相位而改变，Im = In 时，制动量为零，动作最灵敏，区外故障，Im = - In，制动量》动作量，保护可靠不动作。

二、整组动作时间：1.工频变化量距离元件：近处3～10ms 末端＜20ms222 2.差动保护全线路跳闸时间：＜25ms（差流＞1.5 倍差动电流高定值） 3.距离保护Ⅰ段：≈20ms 三、保护程序结构及跳闸逻辑：

光纤保护的基本方式及其特点

光纤保护的基本方式及其特点光纤保护目前已在国内部分地区得到较为广泛的使用，对已投入运行的光纤保护，按 3.1光纤电流差动保护光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护的这些优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。差动保护的优点有：原理简单，基于基尔霍夫定律；具有天然的选相功能，同杆双回线跨线故障；弱电源,保护自动投入,自适应系统运行方式；不受振荡影响,任何故障快速动作；不受PT断线影响，优于方向保护；耐受过渡电阻能力强；不受功率倒向影响；适应于串补线路；适用于短线路。差动保护的缺点有：对光纤通道的依赖性强，要求通道不中断、误码率要低；不同光纤差动保护需要不同的通道；只能和同型号的光纤差动构成整套主保护，用旁路开关代线路开关时不易配合；一个半接线方式，CT饱和，有原理上的缺陷，解决办法：引入两组CT的电流。时间同步和误码校验问题是光纤电流差动保护面临的主要技术问题。同步方式有数值同步、硬件采样同步、模型同步、GPS同步。在复用通道的光纤保护上，保护与复用装置时间同步的问题对于光纤电流差动保护的正确运行起到关键的作用，因此目前光纤差动电流保护都采用主从方式，以保证时钟的同步，以国电南京自动化股份有限公司的PSL603差动保护为例介绍基于主从方式的时钟同步，如图2所示：

光纤差动保护

光纤差动保护光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护的这些优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧 1 原理介绍光纤分相电流差动保护借助于线路光纤通道，实时地向对侧传递采样数据，同时接收对侧的采样数据，各侧保护利用本地和对侧电流数据按相进行差动电流计算。根据电流差动保护的制动特性方程进行判别，判为区内故障时动作跳闸，判为区外故障时保护不动作。光纤电流差动保护系统的典型构成如图1所示。当线路在正常运行或发生区外故障时，线路两侧电流相位是反向的。如图所示，假设M侧为送电端，N侧为受电端，则，M侧电流为母线流向线路，N侧电流为线路流向母线，两侧电流大小相等方向相反，此时线路两侧的差电流为零；当线路发生区内故障时，故障电流都是由母线流向线路，方向相同，线路两侧电流的差电流不再为零，当其满足电流差动保护的动作特性方程时，保护装置发出跳闸令快速将故障相切除。 2 对通信系统的要求光纤电流差动保护借助于通信通道双向传输电流数据，供两侧保护进行实时计算。其一般采用两种通信方式：一种是保护装置以64Kbps／2Mbps速率，按

ITU-T建议G.703规定于数字通信系统复用器的64Kbps／2Mbps数据通道同向接口，即复用PCM方式；另一种是保护装置的数据通信以64Kbps／2Mbps速率采用专用光纤芯进行双向传输，即专用光纤方式。(详见图3) 光纤电流差动保护要求线路两侧的保护装置的采样同时、同步，因此时钟同步对光纤电流差动保护至关重要。当电流差动保护采用专用光纤通道时，保护装置的同步时钟一般采用"主-从"方式，即两侧保护中一侧采用内部时钟作为主时钟，另一侧保护则应设置成从时钟方式。设置为从时钟侧的保护装置，其时钟信号从对侧保护传来的信息编码中提取，从而保证与对侧的时钟同步。当采用复用PCM方式时，复用数字通信系统的数据通道作为主时钟，两侧保护装置均应设置为从时钟方式，即均从复用数字通信系统中提取同步时钟信号：否则保护装置将无法与通信系统数据通道进行复接。

纵联保护原理

纵联保护原理线路的纵联保护是指反应线路两侧电量的保护，它可以实现全线路速动。而普通的反应线路一侧电量的保护不能做到全线速动。纵联差动是直接将对侧电流的相位信息传送到本侧，本侧的电流相位信息也传送到对侧，每侧保护对两侧电流相位就行比较，从而判断出区内外故障。是属于直接比较两侧电量对纵联保护。目前电力系统中运行对这类保护有：高频相差保护、导引线差动保护、光纤纵差保护、微波电流分相差动保护。纵联方向保护：反应线路故障的测量元件为各种不同原理的方向元件，属于间接比较两侧电量的纵联保护。包括高频距离保护、高频负序方向保护、高频零序方向保护、高频突变量方向保护。先了解一下纵联差动保护：为实现线路全长范围内故障无时限切除所以必须采用纵联保护原理作为输电线保护。输电线路的纵联差动保护（习惯简称纵差保护）就是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向连

接起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端,将两端的电气量比较,以判断故障在本线路范围内还是在线路外,从而决定是否切断被保护回路. 纵联差动保护的基本原理是基于比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位原理构成的。高频保护的工作原理：将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后，利用输电线路本身构成高频电流通道，将此信号送至对端，以比较两端电流的相位或功率方向的一总保护装置。安工作原理的不同可分为两大类：方向高频保护和相差高频保护。光纤保护也是高频保护的一总原理是一样的只是高频的通道不一样一个事利用输电线路的载波构成通道一个是利用光纤的高频电缆构成光纤通道。光纤通信广泛采用PCM调制方式。这总保护发展很快现在一般的变电站全是光纤的了经济又安全。

光纤纵差保护远传远跳功能的应用分析

光纤线路保护远传远跳功能的应用分析摘要：光纤通道具有传输速度快，抗干扰能力突出，稳定可靠的优点，越来越多地应用到线路保护中。本文分析比较了光纤线路保护中的远传、远跳功能，同时给出具体的应用范例，并结合实际工程设计中容易出现的问题，进行讨论分析，有利于技术人员深刻理解线路保护中的远传、远跳功能。关键词：光纤、远传、远跳引言由于光纤通道独立于输电线路，采用纤芯传输信号，其信号传输速度快，抗干扰能力突出，故障概率低，并且调试成功后比较稳定可靠，因此越来越多继电保护设备采用光纤通道传输保护信号。目前，220kV及以上变电站绝大多数输电线路采用了具有光纤通道的数字式线路保护。采用数字光纤通道，不仅可以交换两侧电流数据，同时也可以交换开关量信息，实现一些辅助功能，其中就包括远传、远跳功能。目前，大多数厂家在远传、远跳信号传输实现上采用类似的原理：保护装置在采样得到远传、远跳开入为高电平时，经过编码， CRC校验，作为开关量，连同电流采样数据及CRC校验码等，打包成完整的一帧信息，通过数字通道，传送到对侧保护装置。同样，接收到对侧数据后，经过CRC校验，解码提取出远传、远跳信号。唯一的区别在于：保护装置确认收到对端远跳信号后，经由可选择的本侧装置启动判据，驱动出口继电器出口跳闸。保护装置在收到对侧远传信号后，并不作用于本装置的跳闸出口，而只是如实的将对侧装置的开入节点反映到本侧装置对应的开出接点上，其接点反映开出并开入开入 M N 910 914 916 918 } 909 913 915 917 }远传2（开出）远传1 （开出）图1 远传功能示意图不经装置启动闭锁。以RCS-900系列保护装置为例，远传功能实现方式如图1所示。一、远跳功能应用对于如图2所示典型220kV系统接线，当母线K2 发生故障，本侧断路器失灵或者K1发生故障时，母差保护虽动作切除本侧开关，故障依然没有切除，由于故障点不在线路纵联差动保护范围之内，故障不能快速切除，只能通过线路后备保护经延时跳开对侧开关来切除故障，这将延长故障切除时间，对系统造成很大冲击。侧图2 典型220kV系统接线 220kV系统通常借助远跳功能，瞬时跳开对侧断路器，减小故障对系统稳定的影响。具体实现逻辑如图3所示，利用母差或失灵保护动作启动本侧断路器的TJR永跳重动继电器，当TJR触发后，在跳开本侧断路器的同时， TJR重动接点开入本侧线路保护的远跳端子，经光纤通道，对侧保护装置收远跳开入后，经可选择的本地启动判据，远跳开入图3 远跳功能通过保护跳闸出口接点，瞬时跳开对侧断路

110KV短线路光纤纵差保护

110KV短线路光纤纵差保护【摘要】本文介绍了某污水处理厂110KV主变电站由于与电源侧220KV 变电站相距过近，其110KV进线属于超短联络线，而导致的相应的继电保护配置方面与常规线路保护的一些不同之处。【关键词】继电保护；超短线路；光纤；保护配置引言随着电力系统的发展和对城市电网的优化和改造工程的进行，几公里及十几公里的中低压线路和短线路群的出现，这些短线路若选用传统的电流保护或距离保护，在整定值与动作时间上都难以配合，因此选择光纤纵差保护成为一种必然，其原理简单、运行可靠、动作快速准确且不需要与相邻线路的保护进行配合等诸多优点，使其在线路保护中得到广泛应用。 1 保护配置方案 2000年重庆市第一大污水处理厂开始建设，其承担电源任务的两个110KV 主变电所有两回电源进线，其中一回电源进线来自重庆市电力公司下属城区供电局220KV某变电站。该线路长度不超过1KM，属于超短线路，根据《继电保护和安全自动装置技术规程》（DL400-91）规定：“如电力网的某些主要线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网的保护性能，应装设一套全线速动保护”。在为该线路配置保护时不宜选用高频闭锁式纵联保护。110KV超短线路采用高频闭锁式纵联保护，开设电力线载波通信时，高频信号可能产生差拍，导致收信不正确而误动作。虽然在理论上可采用人为接入固定衰耗的方法来消除频拍，但目前这种设备尚无成熟产品。参照《规程》的2.6.5节，该线路也可考虑采用短引线差动保护或导引线为通道的纵联差动保护，但是短引线差动保护二次回路由于引线较长，TA的二次负载较大，从而引起线路两侧的TA特性不匹配，并且TA的二次回路接线也较复杂，这些都将直接影响差动保护的动作特性和安全性。而以导引线为通道的纵联差动保护，其导引线通道易受外界干扰，抗干扰能力差，易受线路故障影响，影响差动保护的安全可靠运行。目前，光纤通道技术已逐渐成熟，由于光纤传输不受电磁干扰的影响，通信误码率低，工作稳定，在安全性和可靠性方面与导引线通道相比有显著优势。同时，光纤通道频带宽，容量大，可以缓解电力系统的通道拥挤问题。因此，利用光纤传输的微机线路纵联差动保护得到了越来越广泛的研究和应用。与此同时，由重庆电力调度通信中心在对相关电力系统网络进行周密细致的分析计算后得出的结论是在两变电站之间线路：在电源侧装一套带失灵启动微机线路保护和光纤线路纵差保护。”综合以上意见，本工程的110KV线路保护采用了由国家电力自动化研究院南瑞继保所开发生产的RCS-943A型高压输电线路成套保护装置。 2 保护装置及保护通道 RCS-943A型保护装置包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由三段相间和接地距离保护、四段零序方向过流保护构成的全套后备保护；装置配有三相一次重合闸功能、过负荷告警功能；装置还带有跳合闸操作回路和交流电压切换回路，具有全线速跳功能。数字差动保护的关键是线路两侧差动保护之间电流数据的交换，本装置中的数据采用64Kb/s高速数据通道、同步通信

南瑞RCS-9613CS线路光纤纵差保护装置操作指

南瑞RCS-9613CS线路光纤纵差保护装置操作指导书一：应用范围： RCS-9613CS适用于110kV以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中的线路光纤纵差和电流保护及测控装置。在大庆石化公司范围内6kV变电所进线普遍使用，化工区光差改造项目涉及10个二级单位的36个变电所175套综保装置。二、使用说明： 2.1装置的正面面板布置图。

2.2指示灯说明 “运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮。 “报警”灯为黄色，当发生报警时点亮。 “跳闸”灯为红色，当保护跳闸时点亮，在信号复归后熄灭。 “合闸”灯为红色，当保护合闸时点亮，在信号复归后熄灭。 “跳位”灯为绿色，当开关在分位时点亮。 “合位”灯为红色，当开关在合位时点亮。 2.3键盘说明： “△”光标上移一行或上翻一页 “ “”光标左移动一格，或启动装置，启动打印 “”光标右移一格，或启动装置，或启动打印 “＋”修改,增加数值 “－”修改,减小数值 “确定”进入下一级菜单或确认当前修改,执行当前操作 “取消”返回上一级菜单或取消当前修改,取消当前操作 “复位”系统重新启动,正常运行时请勿随意触按 2.4液晶显示说明 2.4.1主画面液晶显示说明装置上电后，正常运行时液晶屏幕将显示主画面，格式如下：

2.4.2保护动作时液晶显示说明本装置能存储64次动作报告，当保护动作时，液晶屏幕自动显示最新一次保护动作报告，当一次动作报告中有多个动作元件时，所有动作元件将滚屏显示，格式如下： 2.4.3运行异常时液晶显示说明本装置能存储64次运行报告，保护装置运行中检测到系统运行异常则立即显示运行报告，当一次运行报告中有多个异常信息时，所小数点前三位为整组动作的序号，由装置启动到装置返回为一次整组动作。小数点后两位为在一次整组中各动作（返回）元件的排列次序，在跳闸报告显示中仅显示动作元件。 □□□·□□ □□ □□ □□ □□ □□ □□ □□□□ □□□ □□□·□□A □□□□□□ 动作元件的动作时刻年、月、日时、分、秒、毫秒前三个方框为故障相显示(ABC)，后五个方框为最大故障相电流（以过流保护动作为例）保护动作元件系统频率显示装置当前运行的定值区号实时保护CT 的 A 、C 相电流平均值实时线电压平均值保护实时时钟，年、月、日、时、分、秒有“.”显示时，表示装置正在硬件对时重合闸充电标记，实心时表示重合闸充电

一种适用于中低压短线路的光纤纵差保护方案

一种适用于中低压短线路的光纤纵差保护方案贺敏!，陆于平!，宋斌"，相咸政" （!#东南大学电气工程系，江苏南京"!$$%&；’"#电力自动化研究院深圳所，江苏南京"!$$$(）摘要：分析了中低压短线路纵差保护的现状，对电流综合量继电器与普通电流继电器在各种短路情况下的灵敏度比较，复式比率差动继电器与常规比率差动继电器在各种短路电流情况下的动作性能比较等进行了研究。提出了一种适用于中低压短线路的复式比率电流综合量差动保护原理方案。此方案可提高保护的灵敏度，同时为光纤纵差保护采用异步通信方式提供可能，达到降低保护装置成本的目的。关键词：短线路；’异步通信；’纵差保护；’光纤中图分类号：)*++(’’’文献标识码：,’’’文章编号：!$$(-./%+（"$$(）$%-$$(!-$. !’引言随着电力事业的飞速发展，尤其是我国各大城市陆续开工的城市地铁项目，电力系统中出现了越来越多的中低压短线路。这些短线路若采用传统的电流保护或距离保护，在整定值与动作时间上都难以配合。因此采用纵联差动保护就成为一种必然选择［!］。电流纵差保护由于原理简单、运行可靠、动作快速准确且不需要与相邻线路的保护进行配合等诸多优点，使其在线路保护中得到广泛应用。对于距离较短的输电线路可以采用短引线差动保护［"］，但短引线差动保护二次回路由于引线较长，),的二次负载较大，从而引起线路两侧的),特性不匹配，并且),的二次回路接线也较复杂，这些都将直接影响差动保护的动作特性和安全性。当然也可采用以导引线为通道的纵联差动保护，但导引线通道易受外界干扰，抗干扰能力差，易受线路故障影响，影响差动保护的安全可靠运行。目前，光纤通道技术已逐渐成熟，由于光纤传输不受电磁干扰的影响，通信误码率低，工作稳定，在安全性和可靠性方面与导引线通道相比有显著优势。同时，光纤通道频带宽，容量大，可以缓解电力系统的通道拥挤问题。因此，利用光纤传输的微机线路纵联差动保护得到了越来越广泛的研究和应用［(］。本文分析了电流综合量继电器与普通电流继电器在各种短路情况下的灵敏度比较，复式比率差动继电器与常规比率差动继电器在各种短路电流情况下的动作性能比较，采用复式比率电流综合量差动保护原理、方案的优点以及光纤纵差保护采用异步通信方式的可能性，并给出了具体的保护方案与逻辑框图。"’光纤纵差保护的基本原理纵联差动保护，就是利用某种通信通道将输电线路各端的保护装置纵向连结起来，将输电线各端的电气量传送到对端进行比较，以判断是本输电线路内部故障还是外部故障，从而决定是否动作切除本线路。电流纵联差动保护就是将被保护线路各端电流的大小和相位送至对端并进行比较，从而判定本线路范围内是否发生短路故障的保护方法［.］。由于这种保护无须与相邻线路的保护在动作参数上进行配合，因而可以实现全线速动。目前已经广泛应用的光纤纵差保护通过高速数据通信接口，实现线路两侧数据同步采样。同步采样的原理就是将线路两侧装置中的一侧作为同步端，另一侧作为参考端。以同步方式交换两侧信息，参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息。同步端随时调整采样间隔，如果满足同步条件，就向对侧传输三相电流采样值；否则，启动同步过程，直到满足同步条件为止。因为同步通信方式所要求的外围辅助电路较为复杂且装置的整体造价较高，所以不太适用于中低压短线路的光纤纵差保护。因此采用异步通信方式就成为一种可能。但采用异步通信方式的通信波特率较低（一般为%&$$012），为提高纵联差动保护可以利用的数据采样密度（一般为每个周波!"点采样），就必须压缩线路两侧需要交换的数据量。为此可以采用电流综合量的纵联差动保护，这样需要传输的数据量就很小，而且使用电流综合量，还可以提高故障时电流继电器的灵敏度。 (’电流综合量继电器与普通电流继电器的’灵敏度分析 ’’电流综合量的基本原理是：电流综合量继电器 !( 第(!卷’第%期"$$(年%月!3日’’’’’’’’’’’’ 继电器 456,7’’’’’’’’’’’’ 89:#(!’;9#% <=1#!3，"$$( 万方数据

一起220KV线路光纤纵差保护装置误动原因分析

摘要：文章介绍一起由于单侧电流互感器饱和引起的光纤差动保护误动事故，通过对保护误动原因的查找、分析，给出了几种防止电流互感器饱和的方法，以提高光纤差动保护的正确动作率。关键词：光纤差动保护；电流互感器；ta饱和；保护误动引言光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗低等优点。电流差动保护原理简单，不受系统振荡、线路串补电容、平行互感、系统非全相运行方式的影响。差动保护本身具有选相能力，而且动作速度快，最适合作为主保护。因此利用光纤通道构成的电流差动保护具有一系列的优点，得到了广泛的应用。光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本原理也是基于克希霍夫基本电流定律，是测量两侧电气量的保护，能快速切除被保护线路全线范围内的故障，不受过负荷及系统振荡的影响，灵敏度高。它的主要缺点是对电流互感器的要求较高，即要求线路两侧光差保护所使用电流互感器的传变特性一致，防止任一侧电流互感器饱和导致保护误动作。本文通过对光差保护误动原因的查找、分析，给出了几种防止电流互感器饱和的方法，以提高光差保护动作的正确率。 1 故障简介线路ⅰ第一套保护（rcs-931）61ms b相电流差动保护动作、171ms 三相电流差动保护动作、208ms远方起动跳闸，第二套保护（csc103d）216ms远方跳闸出口；133ms断路器b 相跳闸、268ms断路器a、c相跳闸。线路ⅰ对侧第一套保护（rcs-931）61ms b相电流差动保护动作、173ms远方起动跳闸、188ms 三相电流差动保护动作，第二套保护（csc103d）183ms 远方跳闸出口；110ms断路器b相跳闸、223ms断路器a、c相跳闸。 2 故障分析由于母线保护动作跳开两段母线，各断路器均三相跳开，因此未引起值班人员的重视。对线路ⅰ两侧保护动作报告提取后，发现rcs-931保护b相电流差动保护动作，断路器b相先于a、c两相跳闸，初步判断为母线故障引起的光纤差动保护误动作。光纤电流差动保护误动作的原因主要有：保护装置误整定、保护装置电流回路采样不精确、电流互感器饱和、电流互感器二次回路接线错误、电流互感器二次回路中性线两点接地等。首先，对线路ⅰ两侧保护装置的定值与最新的定值通知单进行了核对，均未发现问题。其次，对线路ⅰ两侧保护装置的带负荷检验报告进行检查， a站：ta变比1200：5，二次电流1.2a，b站：ta变比2500：1，二次电流0.19a，差流只有几个毫安，这就排除了电流二次回路接线错误的原因。然后，对现场反事故措施执行情况进行了检查，光差保护使用的电流回路中性线均在保护屏一点可靠接地，使用电缆也均为屏蔽电缆，并且屏蔽层两端接地，符合反措要求。最后，把检查的重点放到了电流互感器饱和及传变特性不一致方面上。结合调取线路ⅰ两侧保护装置的内部录波图，发现线路ⅰ变电站a侧电流二次录波中，b相电流明显发生畸变，发生严重ta饱和。变电站b侧电流波形基本良好，但b相含有较大直流分量。为说明变电站a侧ta饱和的严重程度，将a侧电流按ta变比折算至b侧并反向比较波形。如图4所示：变电站a侧b相电流波形用实线表示，变电站b侧b相电流波形用虚线表示。从图4可见，在第三个周波的时候，a侧的ta快速进入饱和，而b侧仍能正确进行电流的传变，从而造成在第三个周波的时候产生较大的差流。rcs-931bm差动保护采用了较高的制动系数和自适应浮动制动门槛相结合的方法，保证在发生比较严重ta饱和情况下不会误动。

线路光纤保护联调方案

光纤差动保护联调方案摘要：光纤电流差动保护是高压和超高压线路主保护的发展趋势。根据光纤分相电流差动保护的基本原理，详细阐述了光纤电流差动保护联调方案，其中包括检查两侧电流及差流、模拟线路空充时故障或空载时发生故障、模拟弱馈功能以及模拟远方跳闸功能。同时分析了光纤电流差动保护定检中存在的危险点，并提出了相应对策。关键词：光纤分相电流差动：联调；充电；弱馈；远方跳闸 0 引言近年来，随着通信技术的发展和光缆的使用，光纤分相电流差动保护作为线路的主保护之一得到了越来越广泛的应用。而且这种保护在超高压线路的各种保护中，具有原理简单，不受系统振荡、线路串补电容、平行互感、系统非全相、单侧电源等方式的影响，动作速度快，选择性好，能可靠地反应线路上各种类型故障等突出优点。目前由于时问、地域、通信等条件限制，继电人员常常无法密切配合进行两侧纵联差动保护功能联调，造成联调项目简化，甚至省略的现象时有发生，这样极为不利于继电人员对保护功能的细致了解，因此本文将结合南瑞RCS一931和四方CSC一103型光纤差动保护装置简要说明两侧差动保护联调的试验步骤。数字电流差动保护系统的构成见图1。 M N 图1电流差动保护构成示意图上图中M、N为两端均装设CSC-103高压线路保护装置，保护与通信终端设备间采用光缆连接。保护侧光端机装在保护装置的背板上。通信终端设备侧由本公司配套提供光接口盒CSC-186A/CSC-186B。 1 光纤分相电流差动保护基本原理光纤分相电流差动保护借助于线路光纤通道，实时地向对侧传递采样数据，各侧保护利用本侧和对侧电流数据按相进行差动电流计算。动作电流(差动电流)为： I D=│(ìM-ìMC)+( ìN-ìNC)│ 制动电流为：I B=│(ìM-ìMC)-( ìN-ìNC)│ 比例制动特性动作方程为： ID﹥ICD ID﹥K*IB 式中：IM、IN分别为线路两侧同名相相电流，IMC、INC为实测电容电流，并以由母线流向线路为正方向；ICD为差动保护动作门槛；K为比例制动系数，一般K<1。线路内部故障时，两侧电流相位相同，动作电流远大于制动电流，保护动作；线路正常运行或区外故障时，两侧电流相位反向，动作电流为零，远小于制动电流，保护不动作。南瑞公司的RCS

光纤纵差保护的特点

光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗低等优点。而电流差动保护原理简单，不受系统振荡、线路串补电容、平行互感、系统非全相运行、单侧电源运行方式的影响，差动保护本身具有选相能力，保护动作速度快，最适合作为主保护。近年来，光纤技术、DSP技术、通信技术、继电保护技术的迅速发展为光纤电流差动保护的应用提供了机遇。 1 光纤保护的基本方式及其特点光纤保护目前已在国内部分地区得到较为广泛的使用，对已投入运行的光纤保护，按原理划分，主要有光纤电流差动保护和光纤闭锁式、允许式纵联保护两种。光纤电流差动保护光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点，是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道，保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。时间同步和误码校验问题，是光纤电流差动保护面临的主要技术问题。在复用通道的光纤保护上，保护与复用装置时间同步的问题，对于光纤电流差动保护的正确运行起到关键的作用，因此目前光纤差动电流保护都采用主从方式，以保证时钟的同步；由于目前光纤均采用64Kbit/s数字通道，电流差动保护通道中既要传送

电流的幅值，又要传送时间同步信号，通道资源紧张，要求数据的误码校验位不能过长，这样就影响了误码校验的精度。目前部分厂家推出的2Mbit/s数字接口的光纤电流差动保护，能很好地解决误码校验精度的问题。光纤闭锁式、允许式纵联保护光纤闭锁式、允许式纵联保护是在目前高频闭锁式、允许式纵联保护的基础上演化而来，以稳定可靠的光纤通道代替高频通道，从而提高保护动作的可靠性。光纤闭锁保护的鉴频信号能很好地对光纤保护通道起到监视作用，这比目前高频闭锁保护需要值班人员定时交换信号，以鉴定通道正常可靠与否灵敏了许多，提高了闭锁式保护的动作可靠性。此外，由于光纤闭锁式、允许式纵联保护在原理上与目前大量运行的高频保护类似，在完成光纤通道的敷设后，只需更换光收发讯号机即可接入目前使用的高频保护上，因此具有改造方便的特点。与光纤电流纵差保护比较，光纤闭锁式、允许式纵联保护不受负荷电流的影响，不受线路分布电容电流的影响，不受两端TA特性是否一致的影响。如光纤网络能有效解决双重化的问题，光纤闭锁式、允许式纵联保护就将逐步代替高频保护，在超高压电网中得到广泛应用。 2 光纤电流差动保护的基本原理光纤电流差动保护主保护由故障分量差动、稳态量电流差动及零序差动保护构成。差动保护采用每周波96点高速采样、由于采样速率高，可以进行短窗矢量算法实现快速动作，使典型动作时间小于15ms。三种差动保护的配合使用

DGR2410微机线路光纤纵差保护测控装置

DGR2410 微机线路光纤纵差保护测控装置技术使用说明书国电南自凌伊电力自动化有限公司 2007年4月

目录 1 适用范围 (2) 2 主要功能 (2) 2.1保护功能 (2) 2.2远动功能 (2) 2.3录波功能 (2) 3 技术指标 (3) 3.1额定数据 (3) 3.2功率消耗 (3) 3.3过载能力 (3) 3.4测量误差 (3) 3.5温度影响 (3) 3.6安全与电磁兼容 (3) 3.7绝缘耐压 (4) 3.8光纤接口指标 (4) 4 保护逻辑原理 (4) 4.1线路差动保护 (4) 4.2差流越限告 (6) 4.3速断保护 (7) 4.4限时速断保护 (7) 4.5定时限过流保护 (8) 4.6方向元件 (8) 4.7三相一次重合闸 (8) 4.8后加速 (9) 4.9 过负荷告警 (9) 4.10低频减载 (10) 4.11 低压减载 (10) 4.12零序功率方向保护（小电流接地选线用） (11) 4.13 检同期 (11) 4.14 CT断线告警 (12) 4.15 PT断线告警 (12) 5 整定说明 (13) 5.1整定清单 (13) 5.2整定说明 (14) 附图1. DGR2410微机线路保护装置背板端子图 (18) 附图2. DGR2410微机线路光纤纵差保护装置原理图 (19)

1 适用范围本装置适用于110KV及以下系统的短线路，作为相间短路的快速保护。同时，适用于需要检同期合闸（手动合闸检同期、重合闸检同期）的线路保护，可集中组屏，也可分散于开关柜。 2 主要功能 2.1保护功能本套装置成套使用，分为主从两台装置，可分别设置主从两机。 ①线路差动保护（带差流越限告警） ②通讯告警功能并闭锁比率差动保护 ③三相（或两相）式三段电流保护（速断、限时电流速断、过流），（带后加速、低压闭锁、方向保护） ④三相一次重合闸(不对应启动、保护启动、检无压、检同期) ⑤低频减载(带欠流闭锁，滑差闭锁) ⑥零序方向保护 ⑦低压减载（带加速功能） ⑧检同期（唐山鑫丰版本无此功能） ⑨过负荷告警 ⑩PT、CT断线、线路PT断线报警以上保护均有软件开关，可分别投入和退出。 2.2远动功能 ①遥测：Ia、Ib、Ic、P、Q、COSФ、Ula ②遥信：一个断路器（双位置遥信），六个状态遥信，弹簧未储能，压力异常报警，压力异常闭锁 ③遥脉：本线路有功，无功电度（与两个遥信复用，可选） ④遥控：本线路遥跳、遥合 2.3录波功能装置具有故障录波功能，记忆最新8套故障波形，记录故障前10个周波，故障后10个周波，返回前10个周波，返回后5个周波，可在装置上查看、显示故障波形，进行故障分析，也可上传当地监控或调度。作为主机，除了记录主机的故障波形，还记录从机的三相保护电流，便于分析线路区内故障。作为从机，只记录从机的故障波形。

光纤差动保护原理分析

光纤差动保护原理分析光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护的这些优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧 1 原理介绍光纤分相电流差动保护借助于线路光纤通道，实时地向对侧传递采样数据，同时接收对侧的采样数据，各侧保护利用本地和对侧电流数据按相进行差动电流计算。根据电流差动保护的制动特性方程进行判别，判为区内故障时动作跳闸，判为区外故障时保护不动作。光纤电流差动保护系统的典型构成如图1所示。

当线路在正常运行或发生区外故障时，线路两侧电流相位是反向的。如图所示，假设M侧为送电端，N侧为受电端，则，M侧电流为母线流向线路，N侧电流为线路流向母线，两侧电流大小相等方向相反，此时线路两侧的差电流为零；当线路发生区内故障时，故障电流都是由母线流向线路，方向相同，线路两侧电流的差电流不再为零，当其满足电流差动保护的动作特性方程时，保护装置发出跳闸令快速将故障相切除。

对于光纤分相电流差动保护而言，其差动保护一般采用如图2所示的双斜率制动特性，以保证发生穿越故障时的稳定性。图中，Id 表示差动电流，Ir表示制动电流，K1、K2分别表示不同的制动斜率。采用这样的制动特性曲线，可以保证在小电流时有较高的灵敏度，而在电流大时具有较高的可靠性，即当线路末端发生区外故障时，因电流互感器发生饱和产生传变误差，此时采用较高斜率的制动特性更为可靠。由于线路两侧电流互感器的测量误差和超高压线路运行时产生的充电电容电流等因素，差动保护在利用本地和对侧电流数据按相进行实时差电流计算时，其值并不为零，也即存在一定的不平衡电流。光差动保护必须按躲过此电流值进行整定，这也是在上面所示的图2中最小差电流整定值Isl不为零的原因所在。如何躲过该不平衡电流对差动保护的影响，不同类型的保护装置其采用的整定方法也不尽相同，一般采用固定门坎法进行整定，即将在正常运行中保护装置测量到的差电流作为被保护线路的纯电容电流，并将该电流值乘以一系数(一般为2-3)作为差动电流的动作门坎。当差动元件判为区内故障发出跳闸命令时，除跳开线路本侧断路器外，还借助于光纤通道向线路对侧发出联跳信号，使得对侧断路器快速跳闸。 2 对通信系统的要求