曹小拐，曹團(tuán)結(jié),張青杰，宋艷

（1.中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司廣州局，廣東廣州510405;2.國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院，江蘇南京210003）

數(shù)字化線路光纖差動(dòng)保護(hù)需要解決以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

1）按照IEC 60044-7/8標(biāo)準(zhǔn)[1]制造的電子式互感器及其合并單元（MU），不具備接收從保護(hù)裝置到MU方向的控制命令（如采樣時(shí)刻調(diào)整）的接口，以致目前廣泛使用的通過(guò)調(diào)整采樣時(shí)刻實(shí)現(xiàn)兩側(cè)數(shù)據(jù)同步的方法在ET接入的光纖差動(dòng)保護(hù)裝置中不能適用。

2）線路一次電流經(jīng)ET變換，再經(jīng)合MU傳送到保護(hù)裝置的過(guò)程,存在比較明顯的延時(shí)，一般在幾百微秒以上，甚至超過(guò)1 ms。

3）先期投運(yùn)的數(shù)字化變電站中的線路對(duì)側(cè)互感器仍然是傳統(tǒng)互感器，光纖差動(dòng)保護(hù)裝置要能適應(yīng)這種一側(cè)是ET接入,另一側(cè)是傳統(tǒng)互感器接入的情況。

4）采用IEC 61850-9[2-3]接口協(xié)議輸出的電子式互感器，受過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)工況的影響，二次傳輸延時(shí)可能會(huì)不穩(wěn)定，且變動(dòng)幅度較大。最大的變動(dòng)幅度可能將近4 ms。

由于以上幾個(gè)方面的困難，在傳統(tǒng)光纖差動(dòng)保護(hù)中應(yīng)用良好的數(shù)據(jù)同步方法將不能或不能直接應(yīng)用于ET接入的光纖差動(dòng)保護(hù)裝置中。

使用全球定位系統(tǒng)GPS（Global Position System）為整個(gè)差動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)提供一個(gè)統(tǒng)一的高穩(wěn)定的基準(zhǔn)時(shí)鐘，來(lái)實(shí)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的同步,這是一個(gè)簡(jiǎn)單直接的方法[4]。但保護(hù)裝置若依賴GPS，可靠性會(huì)降低。另外，使用他國(guó)控制的GPS系統(tǒng)，還可能會(huì)受國(guó)際政治、軍事關(guān)系的影響。

繼電保護(hù)專業(yè)注重可靠性，保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)總是希望用盡可能少的設(shè)備、器件、外部條件來(lái)完成所需的功能。減少對(duì)外部設(shè)備的依賴,從體系結(jié)構(gòu)上減少了可能的故障點(diǎn)，對(duì)保證保護(hù)的可靠性有全局性的意義。本文基于這一原則探討適用于數(shù)字化光纖差動(dòng)保護(hù)的數(shù)據(jù)同步新方法。

1 插值法數(shù)據(jù)同步的改進(jìn)

針對(duì)上節(jié)所提問(wèn)題，文獻(xiàn)[5-6]提出了一種不依賴于GPS同步，而通過(guò)插值實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步的新方法。該方法可以在不調(diào)整采樣時(shí)刻的情況下,通過(guò)插值得到虛擬的同步采樣值，可以有效解決引言中提出的第1個(gè)問(wèn)題，同時(shí)不依賴于GPS。下面在該方法的基礎(chǔ)上討論如何解決余下的問(wèn)題。

現(xiàn)有的各種不依賴于GPS的數(shù)據(jù)同步方法，包括文獻(xiàn)[5]提出的插值法，應(yīng)用的立足點(diǎn)都是在傳統(tǒng)互感器接入的基礎(chǔ)上。在這一應(yīng)用基礎(chǔ)上，一個(gè)隱含的前提是裝置在二次側(cè)某時(shí)刻得到的采樣值，就代表了同一時(shí)刻（差別極小以致可以忽略差別）的一次側(cè)的量值，在裝置中（二次側(cè)）實(shí)施的采樣數(shù)據(jù)在時(shí)間維度上的同步處理，與在一次側(cè)處理是等效的。

ET接入的光纖差動(dòng)保護(hù)，兩側(cè)一次電量變送到二次側(cè)要有延時(shí)，首先考慮兩側(cè)二次變送延時(shí)都是穩(wěn)定的情況。參考圖1的示意，圖中M1、M2、M3（N1、N2、N3），代表本側(cè)（對(duì)側(cè)）ET的采樣時(shí)刻，由于ET采樣部分晶振的相對(duì)穩(wěn)定性，在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)是等間隔的（M1與M2之間的時(shí)間間隔與N1與N2之間的時(shí)間間隔肯定存在微小的差別，但由于量值太小，可忽略）。設(shè)本側(cè)電量經(jīng)ET變送延時(shí)te1到達(dá)二次側(cè)保護(hù)裝置，對(duì)側(cè)電量經(jīng)ET變送延時(shí)te2到達(dá)二次側(cè)保護(hù)裝置，兩側(cè)測(cè)量值的交換與同步過(guò)程在二次側(cè)即保護(hù)裝置之間完成。若按照前文插值法的處理過(guò)程，在本側(cè)m1點(diǎn)（m1時(shí)刻）發(fā)送一幀數(shù)據(jù)報(bào)文給對(duì)側(cè)，對(duì)側(cè)在收到報(bào)文之后于n2點(diǎn)回送一幀數(shù)據(jù)報(bào)文，該報(bào)文中包含了回送延時(shí)tm，本側(cè)裝置于mr時(shí)刻收到對(duì)側(cè)回送報(bào)文。在假設(shè)通信通道雙向延時(shí)相等的條件下，本側(cè)裝置可根據(jù)式td=（mr-m1-tm）/2算得通道延時(shí)td，進(jìn)而推斷對(duì)側(cè)n2時(shí)刻對(duì)應(yīng)本側(cè)的mr點(diǎn)之前td時(shí)間的mc點(diǎn)時(shí)刻。傳統(tǒng)插值法在m2和m3點(diǎn)之間通過(guò)插值求得虛擬的mc點(diǎn)采樣值，mc點(diǎn)與對(duì)側(cè)n2點(diǎn)同步。但在ET接入的情況下，需要對(duì)上述方法做出修正。修正的原則是保證兩側(cè)二次側(cè)同步過(guò)程的結(jié)果使得對(duì)應(yīng)的一次電流值是同一時(shí)刻的，即同步的。圖1中的對(duì)側(cè)二次n2點(diǎn)對(duì)應(yīng)到一次側(cè)為N2點(diǎn)，兩者間隔te2，N2點(diǎn)對(duì)應(yīng)本側(cè)一次側(cè)為Md點(diǎn)，再對(duì)應(yīng)到本側(cè)二次側(cè)為md點(diǎn)，Md與md點(diǎn)之間間隔時(shí)間為te1，md與mc之間間隔Δte=te2-te1，要使兩側(cè)一次電量在二次側(cè)處理成同步，插值點(diǎn)應(yīng)由mc點(diǎn)前推Δte時(shí)間至md點(diǎn)。

圖1 改進(jìn)插值法數(shù)據(jù)同步過(guò)程示意圖

以上過(guò)程的前提條件有2個(gè)，一個(gè)是保護(hù)裝置之間的通信通道雙向延時(shí)相等，這跟傳統(tǒng)光纖差動(dòng)保護(hù)的數(shù)據(jù)同步方法的前提是一樣的，在工程中也是完全能保證的；另外一個(gè)是兩側(cè)的二次變送延時(shí)是穩(wěn)定的，這一條件在MU輸出接口采用滿足IEC 60044-8標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的串行接口時(shí)也是完全可以滿足的。因此可以說(shuō)，引言中提出的第2個(gè)問(wèn)題，只要MU輸出時(shí)使用IEC 60044-8的接口，保護(hù)裝置采用本文提出的改進(jìn)插值法進(jìn)行數(shù)據(jù)同步即可解決。

MU使用IEC 60044-8接口向保護(hù)裝置輸出數(shù)據(jù)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)二次傳變延時(shí)是可計(jì)算，也可實(shí)測(cè)出來(lái)的。由于該延時(shí)穩(wěn)定，可在事先測(cè)出后，以整定值的形式通知保護(hù)裝置。二次傳變延時(shí)由以下幾個(gè)部分組成。

1）從ET的AD采樣啟動(dòng)開(kāi)始，到MU收到的延時(shí)。該延時(shí)在IEC 60044-8有規(guī)定，額定為2或3個(gè)采樣周期時(shí)間。如北京南瑞航天電氣公司生產(chǎn)的NAELOSZB-220W型全光纖式電流互感器，其采樣周期為208.3 μs（采樣速率為96點(diǎn)/20 ms）,額定延時(shí)為2個(gè)采樣周期，計(jì)416.6 μs。

2）從MU處理器接收到AD數(shù)據(jù),然后進(jìn)行處理、打包成幀開(kāi)始，到處理器開(kāi)始從串行口發(fā)送第一幀數(shù)據(jù)的時(shí)間。該時(shí)間不易直接計(jì)算，但可實(shí)測(cè)得到。

3）MU處理器通過(guò)串行口向保護(hù)裝置發(fā)送完一幀完整的數(shù)據(jù)報(bào)文的時(shí)間。該時(shí)間可由數(shù)據(jù)速率的倒數(shù)和傳送字節(jié)總數(shù)相乘得到。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定MU數(shù)字輸出接口速率為2.5 Mbit/s，每幀報(bào)文長(zhǎng)度為56 byte，共448 bit，總計(jì)耗時(shí)可計(jì)算得知為179.2 μs。

4）從保護(hù)裝置處理器接收到MU傳來(lái)的數(shù)據(jù),然后進(jìn)行處理,到將數(shù)據(jù)用于同步過(guò)程的時(shí)間。該時(shí)間也可經(jīng)測(cè)算得到。

以上4部分的總和即為整個(gè)二次傳變延時(shí)。

對(duì)引言中第3個(gè)問(wèn)題所提的一側(cè)ET接入，一側(cè)傳統(tǒng)互感器接入的情況，只要將傳統(tǒng)互感器的二次變送延時(shí)視為零值，問(wèn)題即迎刃而解。

改進(jìn)插值法進(jìn)行數(shù)據(jù)同步不依賴于任何外部設(shè)備，可靠性高；不調(diào)整采樣時(shí)刻，適應(yīng)于IEC 6004-8標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合并單元功能結(jié)構(gòu)條件，并能靈活適用于線路一側(cè)為ET,一側(cè)為傳統(tǒng)互感器的情況。

下面考慮如何解決MU以IEC 61850-9標(biāo)準(zhǔn)接口傳送采樣數(shù)據(jù)的數(shù)字化光纖差動(dòng)保護(hù)的雙端數(shù)據(jù)同步問(wèn)題。

2 解決IEC 61850-9標(biāo)準(zhǔn)接口保護(hù)裝置數(shù)據(jù)同步問(wèn)題的思路

圖1所示的數(shù)據(jù)傳送與同步的過(guò)程分析，給出了一些一般性的啟示。

1）數(shù)據(jù)同步的目標(biāo)，始終是要保證參加差動(dòng)運(yùn)算的電壓電流值，追溯到一次側(cè)是同一時(shí)刻的。為此，各側(cè)ET二次變送延時(shí)的影響必須被計(jì)及到保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)同步過(guò)程之中。

2）對(duì)保護(hù)裝置而言，從本質(zhì)上看，補(bǔ)償兩側(cè)ET二次變送延時(shí)的時(shí)間差,而非它們的數(shù)值本身是數(shù)據(jù)同步的核心內(nèi)容。

在考慮解決引言中提出的第4個(gè)問(wèn)題，即采用IEC 61850-9接口協(xié)議輸出的電子式互感器，受過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)工況的影響，二次變送延時(shí)不穩(wěn)定的問(wèn)題時(shí)，努力方向應(yīng)該是，實(shí)時(shí)獲得每一幀從ET經(jīng)MU傳送到保護(hù)裝置的采樣數(shù)據(jù)的二次變送延時(shí)，或者每一次的兩側(cè)延時(shí)差,在此基礎(chǔ)上才有可能在二次側(cè)實(shí)施補(bǔ)償，保證一次側(cè)數(shù)據(jù)同步。

從實(shí)際情況來(lái)看，符合IEC 61850-9標(biāo)準(zhǔn)的MU輸出接口，并沒(méi)有也不能直接給出每幀采樣數(shù)據(jù)報(bào)文的二次變送延時(shí)，引言中第4個(gè)問(wèn)題要單純限定在IEC 61850-9標(biāo)準(zhǔn)本身的框架內(nèi)不能被解決。當(dāng)然，上述評(píng)判是在不依賴除MU和保護(hù)裝置本身之外的其他設(shè)備而能完成數(shù)據(jù)同步的前提下作出的。

3 解決IEC 61850-9接口的裝置數(shù)據(jù)同步問(wèn)題的外部技術(shù)條件與基礎(chǔ)

1）分別安裝于兩變電站中的保護(hù)裝置之間的縱聯(lián)光纖通信通道，未因數(shù)字化變電站技術(shù)的推廣和應(yīng)用而有太多變化，電力運(yùn)行部門自建或租用的光纖通道，提供給線路差動(dòng)保護(hù)用的通道及其路由雙向延時(shí)是相等的，這跟傳統(tǒng)光纖差動(dòng)保護(hù)的數(shù)據(jù)同步方法的前提相同，在工程中也是完全能保證的。

2）在數(shù)字化變電站內(nèi)，所有間隔層設(shè)備（如保護(hù)裝置）與過(guò)程層設(shè)備（如MU裝置）的采樣脈沖信號(hào)每秒鐘接受全站同一基準(zhǔn)時(shí)鐘的秒脈沖信號(hào)1 pulse/s同步一次（相位鎖定）。全站基準(zhǔn)時(shí)鐘（主鐘）通過(guò)GPS接收機(jī)接收天空中GPS衛(wèi)星的授時(shí)信號(hào)，該信號(hào)的上升沿與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC（Universal Time Coordinated，世界調(diào)整時(shí)間）的同步誤差不超過(guò)1 μs。站內(nèi)主鐘自身具有高精度守時(shí)時(shí)鐘，若與GPS時(shí)鐘同步后再失步，在其后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍然可以保持與UTC同步。

3）ET的傳感頭部分或遠(yuǎn)端模塊的ADC采樣起動(dòng)由MU發(fā)來(lái)的采樣信號(hào)起動(dòng)，MU的采樣信號(hào)由1 pulse/s經(jīng)倍頻后變成ET的采樣頻率，發(fā)送到ET的ADC轉(zhuǎn)換部分，啟動(dòng)AD采樣。這樣一來(lái)ET的采樣時(shí)刻通過(guò)公共的1 pulse/s與保護(hù)裝置之間保持了一種固定的關(guān)系。

4）線路各相ET經(jīng)同步采樣得到的數(shù)據(jù),先經(jīng)MU合并打包成幀，然后送給保護(hù)裝置。IEC 61850-9規(guī)定的MU輸出通信報(bào)文中，包含一個(gè)16位的樣本計(jì)數(shù)，此16位計(jì)數(shù)用以檢查連續(xù)更新的幀數(shù)，在每出現(xiàn)一個(gè)新幀時(shí)加1，并且該計(jì)數(shù)隨每一個(gè)同步脈沖1 pulse/s出現(xiàn)時(shí)置零。因此可以說(shuō)，樣本計(jì)數(shù)值實(shí)際上具有相對(duì)時(shí)間的意義。

5）MU輸出的標(biāo)準(zhǔn)幀格式中，包含有ET的額定延時(shí)時(shí)間，可以是2Ts、3T（sTs為采樣周期），對(duì)采用同步脈沖的MU，也可以為3 ms（10% ～100%）。該延時(shí)時(shí)間給出了一次電流變送到MU的過(guò)程延時(shí)。

4 適用于IEC 61850-9過(guò)程層標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘接力法數(shù)據(jù)同步方法

在第3節(jié)討論的技術(shù)條件和基礎(chǔ)之上，數(shù)字化線路差動(dòng)保護(hù)的數(shù)據(jù)同步可按下述方法進(jìn)行。

線路兩側(cè)4臺(tái)裝置處理器各設(shè)一個(gè)內(nèi)部計(jì)時(shí)器（時(shí)鐘），參考圖2的示意，對(duì)側(cè)MU、對(duì)側(cè)保護(hù)裝置、本側(cè)保護(hù)裝置、本側(cè)MU的內(nèi)部計(jì)時(shí)器分別用tN、tn、tm、tM表示，圖中橫向從左到右表示絕對(duì)時(shí)間的先后。

圖2 時(shí)鐘接力法數(shù)據(jù)同步過(guò)程示意圖

在本方法中，要求本側(cè)MU與本側(cè)保護(hù)裝置之間通過(guò)本側(cè)1 pulse/s（M）同步，在每個(gè)1 pulse/s（M）脈沖的前沿，tM、tm同時(shí)置0；對(duì)側(cè)MU與對(duì)側(cè)保護(hù)裝置之間通過(guò)對(duì)側(cè)1pulse/s（N）同步，在每個(gè)1 pulse/s（N）脈沖的前沿，tN、tn同時(shí)置0。注意1 pulse/s（M）與1 pulse/s（N）之間不要求同步。

由于各側(cè)MU與保護(hù)裝置之間有了同步的時(shí)鐘，MU的任一幀數(shù)據(jù)傳送到保護(hù)裝置的延時(shí)就可以測(cè)得，MU傳送到保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)報(bào)文中包含了樣本計(jì)數(shù)值，該樣本計(jì)數(shù)值乘以ET的采樣間隔時(shí)間Ts,就是MU的計(jì)時(shí)器讀數(shù)。如對(duì)側(cè)MU發(fā)送一個(gè)樣本計(jì)數(shù)為N1的數(shù)據(jù)幀，對(duì)側(cè)保護(hù)裝置收到后可知該幀發(fā)出時(shí)tN的讀數(shù)為N1·Ts。設(shè)保護(hù)裝置收到該幀數(shù)據(jù)時(shí)tn的讀數(shù)為tn1，則可知該幀數(shù)據(jù)的延時(shí)為tn1-N1·Ts。該延時(shí)與數(shù)據(jù)報(bào)文中包含的ET額定延時(shí)Tp2之和即為對(duì)側(cè)ET的二次傳變總延時(shí)te2。

本側(cè)ET二次傳變延時(shí)也可通過(guò)同樣的方法實(shí)時(shí)測(cè)得。一旦兩側(cè)ET二次變送延時(shí)可知，數(shù)據(jù)同步的過(guò)程就可以完全參照?qǐng)D1所示的方法進(jìn)行。這里討論另外一種新方法，可以更簡(jiǎn)潔地完成兩側(cè)的數(shù)據(jù)同步。

設(shè)本側(cè)保護(hù)裝置在tm1時(shí)刻發(fā)送一幀報(bào)文到對(duì)側(cè)保護(hù)裝置，對(duì)側(cè)保護(hù)裝置于tn2點(diǎn)收到并于tn3點(diǎn)回送一幀報(bào)文給本側(cè)保護(hù)裝置，該幀報(bào)文中包含了最新收到的同側(cè)MU送來(lái)的采樣數(shù)據(jù)、tn2、tn3以及同側(cè)ET二次變送延時(shí)Tp2。本側(cè)保護(hù)裝置于tm4點(diǎn)收到返回報(bào)文，于是可根據(jù)等腰梯形法計(jì)算出通道延時(shí)td。

也可計(jì)算出tn與tm兩個(gè)計(jì)時(shí)器的讀數(shù)差Δtmn。

由于tn與tN,tm與tM已各自經(jīng)1 pulse/s（N）和1 pulse/s（M）同步，于是我們也可知兩側(cè)MU的計(jì)時(shí)器的讀數(shù)差tM-tN=ΔtMN=Δtmn。這就是時(shí)鐘的接力。

得知了兩側(cè)MU的時(shí)鐘差以后，便很容易知道，對(duì)側(cè)送來(lái)的樣本計(jì)數(shù)為N1的采樣數(shù)據(jù)與本側(cè)計(jì)時(shí)器讀數(shù)為tmd=N1·Ts+ΔtMN時(shí)的數(shù)據(jù)是同步的。以上是假設(shè)兩側(cè)ET額定延時(shí)相等時(shí)的結(jié)論，若兩側(cè)ET額定延時(shí)不相等，對(duì)側(cè)樣本計(jì)數(shù)為N1的的采樣數(shù)據(jù)與本側(cè)計(jì)時(shí)器讀數(shù)為tmd=N1·Ts-Tp2+ΔtMN+Tp1時(shí)的數(shù)據(jù)才是同步的，式中Tp1為本側(cè)ET額定延時(shí)。又由于tmd不太可能恰巧是Ts的整數(shù)倍，也即tmd時(shí)刻本側(cè)MU并沒(méi)有恰好采樣得到一個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，可以在樣本計(jì)數(shù)為M1=Mod（tmd,Ts）（以Ts為模數(shù)對(duì)tmd作取整運(yùn)算）和M2=Mod（tmd,Ts）+1=M1+1的兩采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)之間通過(guò)插值的方法求得1個(gè)“虛擬”的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，該點(diǎn)距M1點(diǎn)的時(shí)間長(zhǎng)度Ta=tmd-M1·Ts，距M1點(diǎn)的時(shí)間長(zhǎng)度Tb=M2·Ts-t md。若采用拉格朗日插值法作一階線性插值，則該點(diǎn)采樣值A(chǔ)計(jì)算為：

式中,A（M1）、A（M2）分別為M1、M2兩點(diǎn)的采樣值。至此，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)同步過(guò)程完成。

關(guān)于插值計(jì)算的誤差評(píng)估可參考文獻(xiàn)[5]，此處不復(fù)述。

上述數(shù)據(jù)同步過(guò)程所依據(jù)的條件全部在相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的框架內(nèi)，沒(méi)有任何違背或變更。注意到1 pulse/s（M）與1 pulse/s（N）之間不要求同步，因此同步算法不依賴于GPS或其他廣域的導(dǎo)航定位系統(tǒng)做站間的1 pulse/s同步。

5 時(shí)鐘接力中進(jìn)一步提高保護(hù)系統(tǒng)可靠性的措施

時(shí)鐘接力同步法依賴各站的公共1 pulse/s同步各自站的MU與保護(hù)裝置，若1 pulse/s由外部公共時(shí)鐘源產(chǎn)生，如圖3中N側(cè)變電站一樣，則保護(hù)的可靠性將很受公共時(shí)鐘源的影響。在公共時(shí)鐘源長(zhǎng)時(shí)間故障時(shí)，MU與保護(hù)裝置之間失去1 pulse/s的同步作用，兩側(cè)保護(hù)之間的數(shù)據(jù)同步將不可能正確進(jìn)行。為解決這個(gè)問(wèn)題，可由MU輸出1 pulse/s同時(shí)供自身和保護(hù)裝置使用，如圖3中M側(cè)變電站的連接方式，這樣，保護(hù)功能便僅依賴于保護(hù)裝置與MU，而擺脫了公共時(shí)鐘源可靠性的影響。

圖3 時(shí)鐘接力法數(shù)據(jù)同步過(guò)程示意圖

為與標(biāo)準(zhǔn)相容并保證保護(hù)裝置及MU可以與GPS的1 pulse/s信號(hào)保持完全同步，MU設(shè)計(jì)得既可以接受外部1 pulse/s的同步脈沖,同時(shí)無(wú)延時(shí)的轉(zhuǎn)發(fā)輸出該脈沖信號(hào)，也可以在無(wú)外部1 pulse/s輸出時(shí)自動(dòng)輸出替代的1 pulse/s給自身和保護(hù)裝置使用，如圖4所示。

圖4 MU的1 pulse/s輸出邏輯

圖4中的控制邏輯模塊通過(guò)檢測(cè)外部1 pulse/s信號(hào)和內(nèi)部時(shí)鐘的狀態(tài)，并切換電子開(kāi)關(guān)的位置來(lái)完成上述的功能。在控制邏輯檢測(cè)出外部1 pulse/s輸入源丟失時(shí)，1 pulse/s輸出信號(hào)已丟失一個(gè)，其后，控制邏輯才能切換為內(nèi)部時(shí)鐘輸出。保護(hù)裝置與MU要適應(yīng)這一狀況并不困難，方法如下：MU的采樣脈沖由經(jīng)1 pulse/s同步后的內(nèi)部計(jì)時(shí)器倍頻后發(fā)出，內(nèi)部計(jì)時(shí)器與1 pulse/s同步的條件為檢測(cè)到連續(xù)3次1 pulse/s脈沖，失步的條件是1 pulse/s連續(xù)缺失3次；保護(hù)裝置內(nèi)部計(jì)時(shí)器的處理機(jī)制與之類似；各裝置讀內(nèi)部計(jì)時(shí)器讀數(shù)時(shí)，取其對(duì)整秒的余數(shù)。這樣各裝置在外部1 pulse/s丟失1次（甚至連續(xù)2次）時(shí)，采樣、同步與保護(hù)功能都不會(huì)受到影響。這種方法對(duì)內(nèi)部計(jì)時(shí)器（或其晶振）守時(shí)精度的要求不高，只要能保證3 s內(nèi)的時(shí)間誤差不致影響到保護(hù)功能要求的采樣同步精度即可。

國(guó)電南瑞科技股份有限公司開(kāi)發(fā)的NSR3261型MU已經(jīng)可以滿足上述要求。

對(duì)引言中所提的線路一側(cè)為ET，另一側(cè)為傳統(tǒng)互感器接入保護(hù)裝置的情況，數(shù)據(jù)同步過(guò)程中只要將傳統(tǒng)互感器的額定延時(shí)視為零值即可。

6 總結(jié)

改進(jìn)插值法可以解決MU按IEC 60044-8標(biāo)準(zhǔn)接口接入情況下線路兩側(cè)的數(shù)據(jù)同步問(wèn)題，時(shí)鐘接力同步法可以解決MU按IEC 61850-9標(biāo)準(zhǔn)接口接入時(shí)的數(shù)據(jù)同步問(wèn)題。前一種應(yīng)用需要將兩側(cè)ET的二次變送延時(shí)作為整定值；后一種應(yīng)用無(wú)需此整定值，兩側(cè)采樣數(shù)據(jù)從MU到保護(hù)裝置的延時(shí)不影響時(shí)鐘差的計(jì)算。

2種方法都不調(diào)整采樣時(shí)刻，適應(yīng)于ET標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MU功能結(jié)構(gòu)條件；并能靈活適用于線路一側(cè)為ET，一側(cè)為傳統(tǒng)互感器的情況。2種方法完全擺脫了GPS，大大提高了繼電保護(hù)的可靠性。本文另提出了保護(hù)裝置及MU共用的1 pulse/s信號(hào)由MU轉(zhuǎn)發(fā)或自產(chǎn)的邏輯和應(yīng)用方法，應(yīng)用該措施，可進(jìn)一步提高保護(hù)的可靠性，做到保護(hù)功能不依賴于除MU和保護(hù)裝置本身之外的任何其他設(shè)備。目前，具備該功能的MU已開(kāi)發(fā)完成并應(yīng)用。

[1] IEC TC38.IEC 60044-8 Instrument Transformers-Part8:Electronic Cu-rrent Transformers[S].IEC 2002.

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[3] IEC TC57 IEC 61850-9-2 Communication Networks and Systems in Substations Part9-2:Specific Communication Service Mapping(SCSM)Sampled Values over ISO/IEC 8802.3 Link[S].IEC 2003.

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