基于數字化變電站的光纖縱差保護研究

　　數字化變電站的光纖差動(dòng)保護采用時(shí)鐘信號同步后，兩側裝置的同步時(shí)差td可表示為：

　　td=δ+ts

　　式中：δ為基于乒乓原理的時(shí)鐘同步后兩側角差。

　　由于電子式互感器的數據采集頻率fs比較高，采用時(shí)鐘信號同步后的線(xiàn)路差動(dòng)保護的同步角差與fs相關(guān)，成反比關(guān)系。以每周期40點(diǎn)(fS=2000Hz)采樣為例，同步后的角差6≤4.5°。

　　ts為兩側Mu的采樣相對于各自全站統一時(shí)鐘源的時(shí)間差。目前，Mu的運算速度快，兩側不一致的時(shí)間差小，一般在10μs以下。

　　采樣報文從Mu經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò )交換機傳輸到保護裝置，這個(gè)時(shí)間在同步報文中考慮，不影響同步后的時(shí)差。

　　綜合分析，從一次電氣量到保護計算整個(gè)環(huán)節，基于乒乓原理的時(shí)鐘信號同步后對點(diǎn)造成的角差δ為兩側差動(dòng)保護不完全同步的主要因素，tS的影響小。傳統的電磁型保護用電流互感器，由于勵磁電流的存在，導致二次電流相對于一次電流有角差。繼電保護“四統一”規定，線(xiàn)路兩側電流互感器傳變的角差誤差最大考慮7°?；诹_氏線(xiàn)圈原理的電子式電流互感器，由于沒(méi)有鐵芯，沒(méi)有勵磁電流，理論上二次電流傳變沒(méi)有角差，也不存在飽和。因此，數字化變電站線(xiàn)路兩側電流互感器傳變無(wú)角差，基于同步形成的時(shí)差td對差動(dòng)保護影響小，可以不用考慮其對差動(dòng)的影響。

　　(二)線(xiàn)路縱差保護的性能

　　數字化變電站的線(xiàn)路差動(dòng)保護相對于傳統的光纖差動(dòng)保護而言具有很多優(yōu)點(diǎn)，限于篇幅，對其中的理論分析和實(shí)驗結果不一一例舉。

　　1、應用電子式互感器的線(xiàn)路差動(dòng)保護因無(wú)飽和，區外故障時(shí)，穿越性電流引起的不平衡電流小(需考慮同步后的角差6引起的不平衡電流)，不會(huì )出現區外故障誤動(dòng)，提高了差動(dòng)保護的可靠性。

　　2、應用電子式互感器的線(xiàn)路差動(dòng)保護整定的差流門(mén)檻低，制動(dòng)系數取值小，提高了差動(dòng)保護的靈敏度。

　　3、電子式互感器不飽和，線(xiàn)性度好。除采用傳統的相量差動(dòng)外，應用采樣值差動(dòng)，相關(guān)差動(dòng)可提高差動(dòng)保護的動(dòng)作速度。

　　(三)開(kāi)入開(kāi)出處理

　　數字化變電站的光纖縱差保護，開(kāi)入量來(lái)源分為3類(lèi)，包括：

　　1、投退型壓板開(kāi)入，包括差動(dòng)保護投退、距離保護投退以及閉鎖重合閘等。此類(lèi)開(kāi)入直接從保護屏柜獲得，采用開(kāi)入量采集獲得。

　　2、開(kāi)關(guān)的運行狀態(tài)，包括分相的TWJ(跳位機)、斷路器合閘壓力低等。此類(lèi)開(kāi)入量信息由智能操作箱(或智能斷路器)采集。光纖縱差保護通過(guò)過(guò)程層間隔局域網(wǎng)與智能操作箱/斷路器通信，通信協(xié)議為IEC61850-8-1標準的GOOSE協(xié)議，獲得斷路器的運行狀態(tài)。

　　3、屏柜間的閉鎖信號，包括遠傳和遠跳信息。母差保護動(dòng)作，啟動(dòng)操作箱的TJR(不啟動(dòng)重合閘的三相跳閘)，TJR去啟動(dòng)遠跳。數字化變電站中，母差的動(dòng)作信號可通過(guò)智能操作箱發(fā)給線(xiàn)路保護，也可由母差保護直接傳給線(xiàn)路保護，這2種方式理論上均可實(shí)現。

　　(四)與其他設備配合

　　與光纖縱差保護配合的其他設各包括智能操作箱、母差保護以及穩定控制裝置等。光纖縱差保護通過(guò)過(guò)程層間隔局域網(wǎng)與智能操作箱/斷路器通信，通信協(xié)議為IEC61850-8-1標準的GOOSE協(xié)議。智能操作箱/斷路器采集和多播上述重要的保護信號。光纖縱差保護將跳閘命令多播至相關(guān)智能操作箱/斷路器，并將閉鎖命令多播至其他相關(guān)保護。