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输电线路光纤电流差动保护原理及校验

输电线路光纤电流差动保护原理及校验

摘要:本文分析输电线路光纤差动保护的基本原理;并以永丰变220kV早颜永线三侧线路光纤差动保护RCS-931ATMV为例,深入分析了该装置的光纤电流差动保护的构成特性及其校验方法。

1引言

近年来随着计算机技术及光纤通信技术的迅速发展,110kV及以上电压等级线路保护的快速主保护也在发生变化,逐步由原来的纵联高频保护和距离保护过渡到以光纤差动保护作为全线速动保护的发展阶段。本文结合工作实际,分析输电线路光纤电流差动保护的基本原理,并以220kV早颜永线为例,分析探讨娄底局第一套三侧线路光纤差动保护装置RCS-931ATMV的构成原理及校验方法。

2输电线路光纤纵联电流差动保护原理

输电线路两端的电流信号,通过采样、编码、光电信号转换、光纤传输到对端,保护装置接收到对端传过来的光信号转换成电信号再与本端电流信号构成纵联电流差动保护。基于光纤通信容量很大的优点,输电线路纵联保护采用光纤通道后,所以往往做成分相式的光纤纵联电流差动保护。输电线路分相电流差动保护具有良好的选相功能,哪一相电流差动保护动作那一相就是故障相,从而为220kV及以上电压等级的线路保护分相跳闸提供了高可靠性的判据。

输电线路光纤纵联电流差动保护的基本原理可结合图1来分析。如图所示流过保护两端的电流相量IM、IN,如图1中箭头所示以母线流向被保护线路的方向为正方向,虚线部分表示短路故障情况下的故障电流IK。以两端电流的相量和的幅值作为作为差动电流Id,如式

2,稳态相差动继电器

稳态相差动继电器的动作特性根据差动电流与制动电流的倍数关系分成二段特性动作方式。I段相差动制动系数较大为瞬动段,针对严重故障下的保护。首先介绍I段相差动继电器动作方程:

IQ为电流差动启动定值。其动作特性范围可描述为如图3中线段1和线段2之间的部分区域。当满足上述稳态Ⅱ段相差动动作条件时,稳态Ⅱ段相差动继电器经25ms延时动作。

3,零序差动继电器

对于经高电阻接地故障时,由于短路电流比较小,故采用零序差动继电器具有较高的灵敏度,由零序差动继电器动作,通过低比率制动系数的稳态差动元件选相,构成零序差动继电器,经过45ms延时动作。其动作方程如式(7),ICD0

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