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简介： 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。
关键字：光纤保护 特点
相关站中站： 无功补偿 电线电缆专题 无功补偿专题
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。
1.1 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。
1.2 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。
2.1 三种差动保护的配合使用
故障分量电流差动保护不受负荷电流的影响、灵敏度高，但存在时间短，在首次故障使用时，稳态量电流差动受负荷电流及过渡电阻的影响，灵敏度下降，可在全相及非全相全过程使用。零序电流差动仅反应接地故障，接地故障时故障分量差流和零序差流是相等。零序差动不比故障分量电流差动保护灵敏度高。可在无法使用故障分量电流差动保护的少数场合(如故障频繁发生，而且间隔很短的时候)弥补全电流差动保护灵敏度不足的缺陷，零序电流差动保护需要100ms左右延时，以躲过三相合闸不同时等因素的影响，三相门口短路测量误差和暂态分量引起的计算误差。后备保护由三段式相间距离和接地距离以及六段零序方向保护(四段零序电流及二段不灵敏零序电流保护)构成的全套后备保护，并配有自动重合闸。
2.2 保护中差动继电器的特点
故障附加网络中只有一个电源，因此在区内故障时两侧的电流变化量基本同向，其矢量和接近于两者的代数和。
不受负荷电流的影响，因此负荷电流不会产生制动电流。
受过渡电阻的影响也较小。因为电源在串联回路中，线路两侧的电流变化量的变化和过渡电阻的大小呈线性关系。
在单侧电源线路上发生短路，只要短路前有负荷电流，短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流。
由于上述原因该继电器很灵敏，提高了重负荷线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。
2.3 零序差动继电器的特点
由于不反应负荷电流，所以负荷电流不产生制动电流。受过渡电阻的影响较小。因此，在重负荷线路上发生经高电阻短路时灵敏度较高。
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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。
1.1 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。
1.2 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。
2.1 三种差动保护的配合使用
故障分量电流差动保护不受负荷电流的影响、灵敏度高，但存在时间短，在首次故障使用时，稳态量电流差动受负荷电流及过渡电阻的影响，灵敏度下降，可在全相及非全相全过程使用。零序电流差动仅反应接地故障，接地故障时故障分量差流和零序差流是相等。零序差动不比故障分量电流差动保护灵敏度高。可在无法使用故障分量电流差动保护的少数场合(如故障频繁发生，而且间隔很短的时候)弥补全电流差动保护灵敏度不足的缺陷，零序电流差动保护需要100ms左右延时，以躲过三相合闸不同时等因素的影响，三相门口短路测量误差和暂态分量引起的计算误差。后备保护由三段式相间距离和接地距离以及六段零序方向保护(四段零序电流及二段不灵敏零序电流保护)构成的全套后备保护，并配有自动重合闸。
2.2 保护中差动继电器的特点
故障附加网络中只有一个电源，因此在区内故障时两侧的电流变化量基本同向，其矢量和接近于两者的代数和。
不受负荷电流的影响，因此负荷电流不会产生制动电流。
受过渡电阻的影响也较小。因为电源在串联回路中，线路两侧的电流变化量的变化和过渡电阻的大小呈线性关系。
在单侧电源线路上发生短路，只要短路前有负荷电流，短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流。
由于上述原因该继电器很灵敏，提高了重负荷线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。
2.3 零序差动继电器的特点
由于不反应负荷电流，所以负荷电流不产生制动电流。受过渡电阻的影响较小。因此，在重负荷线路上发生经高电阻短路时灵敏度较高。