沈澤龍

摘 要：在光纖縱差保護(hù)工作中，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)工作有著工作原理簡(jiǎn)單易懂、工作時(shí)穩(wěn)定程度高、工作效率高、準(zhǔn)確度強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì)，此外，在開(kāi)展縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)工作時(shí)，還不需要相近的保護(hù)線(xiàn)路在動(dòng)作參數(shù)方面協(xié)調(diào)配合，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)使全線(xiàn)速動(dòng)開(kāi)始工作。所以，作者在自身專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的支持下，與自身豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，針對(duì)110kV線(xiàn)路運(yùn)行中所應(yīng)用的光纖縱差保護(hù)系統(tǒng)的工作情況及其中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。

關(guān)鍵詞：光纖；縱差保護(hù)；110kV；應(yīng)用

1 線(xiàn)路光纖分相電流縱差保護(hù)原理分析

在開(kāi)展光纖分相電流差保護(hù)工作時(shí)，通常都需要線(xiàn)路光纖通道來(lái)提供一定的支持，因?yàn)檫@樣可以及時(shí)的將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)達(dá)到相對(duì)的一側(cè)，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)還能將自身的數(shù)據(jù)傳達(dá)到另一側(cè)，然后各側(cè)保護(hù)裝置便會(huì)將所接收的這些側(cè)電流數(shù)據(jù)和自身的數(shù)據(jù)相結(jié)合來(lái)開(kāi)展精確的差動(dòng)電流計(jì)算工作。還能依據(jù)電流差動(dòng)保護(hù)裝置在制動(dòng)方面所具有的特征實(shí)施判斷，如果結(jié)果顯示是區(qū)內(nèi)故障保護(hù)裝置就會(huì)跳閘，如果顯示為區(qū)外故障則保護(hù)裝置就不會(huì)跳閘。

如果線(xiàn)路處于正常工作狀態(tài)或者是出現(xiàn)了區(qū)外故障現(xiàn)象，工作線(xiàn)路兩側(cè)的電流相位便是相反的，這個(gè)時(shí)候兩側(cè)線(xiàn)路的差電流也會(huì)保持在零；但是如果線(xiàn)路產(chǎn)生了區(qū)內(nèi)故障，工作線(xiàn)路兩側(cè)的差電流便不會(huì)再保持在零，當(dāng)電流的數(shù)據(jù)與差動(dòng)保護(hù)裝置所表現(xiàn)出來(lái)的動(dòng)作特性方程相一致時(shí)，保護(hù)裝置就會(huì)自行出現(xiàn)跳閘指示使相應(yīng)設(shè)備在最短的時(shí)間內(nèi)將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常的工作狀態(tài)。

在開(kāi)展光纖縱差保護(hù)工作時(shí)，其中的光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)一定要與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完全相符，通常情況下，差動(dòng)保護(hù)工作都要與圖1所表現(xiàn)的雙斜率制動(dòng)特性相一致，這樣才能使差動(dòng)故障產(chǎn)生時(shí)擁有足夠的穩(wěn)定性。

圖1 差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)特性曲線(xiàn)

圖1中，Icd表示差動(dòng)電流，Iqd表示起動(dòng)電流，IR表示制動(dòng)電流，k表小制動(dòng)斜率。

圖1中所表現(xiàn)的制動(dòng)特性曲線(xiàn)，一般能夠使其在小電流狀態(tài)下工作時(shí)有較高的穩(wěn)定性，但是在電流較大的狀態(tài)下工作時(shí)，同樣可以保證其工作結(jié)果有很強(qiáng)的可靠性。

實(shí)際工作過(guò)程中，線(xiàn)路兩端的電流互感器一般都會(huì)存在一定的誤差，再加上超高壓線(xiàn)路工作過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)充電電容電流等情況，所以導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)裝置在借助本地和對(duì)側(cè)所轉(zhuǎn)達(dá)過(guò)來(lái)的電流數(shù)據(jù)開(kāi)展實(shí)時(shí)差電流的計(jì)算工作時(shí)，其計(jì)算結(jié)果并不等于零，也就是說(shuō)會(huì)存在一些不平衡的電流。而光纖差動(dòng)保護(hù)裝置就一定要根據(jù)這個(gè)電流值來(lái)確定一個(gè)可以避免這種情況發(fā)生的數(shù)值，工作人員在工作過(guò)程中還要注意保護(hù)裝置規(guī)格、工作條件、性能的不同也會(huì)使得所采用的整定方法有一定的差異，要選擇最適宜的整定方法。通常情況下都會(huì)使用固定門(mén)坎法來(lái)開(kāi)展整定工作，也就是在正常工作的過(guò)程中將保護(hù)裝置所測(cè)量的純電流當(dāng)作這段線(xiàn)路中的純電容電流，然后將測(cè)得的這一數(shù)值與一固定系數(shù)相乘，通常該系數(shù)的大小一般為2或3，然后將最后乘得的這個(gè)數(shù)據(jù)當(dāng)作差動(dòng)電流的動(dòng)作門(mén)坎。

如果差動(dòng)元件確定了該故障是區(qū)內(nèi)故障并且也出現(xiàn)了應(yīng)當(dāng)跳閘的指令，這時(shí)就不僅要使線(xiàn)路本側(cè)的斷路器跳開(kāi)，還要使用光纖通道向該線(xiàn)路的對(duì)側(cè)傳達(dá)故障發(fā)生的信號(hào)，從而使得對(duì)側(cè)的斷路器能夠在最短的時(shí)間內(nèi)跳閘。

光纖電流差動(dòng)保護(hù)借助于通信通道雙向傳輸電流數(shù)據(jù)，供兩側(cè)保護(hù)實(shí)時(shí)計(jì)算。一般采用兩種通信方式：一種是保護(hù)裝置以64Kbps/2Mb速率，按ITU-T建議G.L703規(guī)定于數(shù)字通信系統(tǒng)復(fù)用器的64Kbps/2Mbps數(shù)據(jù)通道同向接口，即復(fù)用PCM方式；另一種是保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)通信以64Kbps/2Mbp、速率采用專(zhuān)用光纖芯雙向傳輸，即專(zhuān)用光纖方式。

2 提高電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)可靠性

2.1 輸電網(wǎng)的特點(diǎn)

汕尾電網(wǎng)的某段線(xiàn)路很短，沖擊電流大且經(jīng)常發(fā)生，還包括很多非周期分量及諧波分量，這使得開(kāi)展高靈敏度的微機(jī)保護(hù)工作時(shí)難度很高。若某部分的電壓較高，就需要在關(guān)鍵短線(xiàn)路部分安裝高頻閉鎖保護(hù)裝置、高頻距離保護(hù)裝置或差動(dòng)保護(hù)設(shè)備。高頻閉鎖方向保護(hù)由收發(fā)信機(jī)和高頻方向保護(hù)構(gòu)成的；高頻距離保護(hù)由收發(fā)信機(jī)與距離保護(hù)共同構(gòu)成的；光纖差動(dòng)由光端機(jī)、光纜、差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成的。它們的原理是通過(guò)對(duì)兩端電量進(jìn)行交換、比較、邏輯計(jì)算，決定是否動(dòng)作。

上述的保護(hù)方法通常都是對(duì)高壓短線(xiàn)路的主要保護(hù)設(shè)備，要求其具有很強(qiáng)的靈活度和靈敏度，工作時(shí)也不需要其他裝置的協(xié)助，不過(guò)成本很高。

2.2 光纖縱差保護(hù)的可靠性分析

光纖縱差保護(hù)工作中所使用的微機(jī)型光纖保護(hù)設(shè)備，具有工作效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、防護(hù)性能好的顯著優(yōu)點(diǎn)。并且它傳達(dá)的數(shù)據(jù)誤差小、集成度高，進(jìn)行故障處理時(shí)也比較簡(jiǎn)潔快速，對(duì)于供電系統(tǒng)的安全工作有著非常積極的意義。該裝置自帶檢查功能，可以時(shí)刻監(jiān)督設(shè)備的工作情況，并記錄故障的發(fā)生，為故障排除工作提供依據(jù)，使定值調(diào)試工作也變得更加簡(jiǎn)單。但在其使用過(guò)程中，還應(yīng)不斷增強(qiáng)其靈敏性和穩(wěn)定性。

制動(dòng)量和負(fù)荷電流是成正比的，若負(fù)荷過(guò)大產(chǎn)生大電阻接地的故障，便會(huì)使制動(dòng)電流很小而差動(dòng)電流很大，這便可能會(huì)產(chǎn)生拒動(dòng)現(xiàn)象。差動(dòng)保護(hù)裝置的靈敏度和系數(shù)k是成反比的，而發(fā)生故障時(shí)會(huì)使其防衛(wèi)能力大大減小，所以無(wú)法通過(guò)減小k來(lái)提高靈敏度。所以通常借助分量差動(dòng)保護(hù)裝置來(lái)提高其精度和靈敏度。這種方式可以將負(fù)荷電流引進(jìn)制動(dòng)量而降低故障區(qū)域的靈敏度，還能使電流也加入差動(dòng)保護(hù)計(jì)算工作中，降低負(fù)荷電流的障礙，很大程度上提高差動(dòng)保護(hù)裝置工作的效率。

2.3 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用

使用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)能夠很好的解決110kV短線(xiàn)路保中所出現(xiàn)的選擇性問(wèn)題，并且因?yàn)楣饩€(xiàn)傳輸?shù)倪^(guò)程中不會(huì)受到電磁的阻礙，這使得其工作誤差很小、穩(wěn)定度也高，在這點(diǎn)上和導(dǎo)引線(xiàn)通道比起來(lái)有很大的優(yōu)勢(shì)。并且，光纖通道的容量相對(duì)較大，能夠較好的解決電路工作時(shí)的通道緊張問(wèn)題。通電單位使用光纖縱差保護(hù)裝置來(lái)保護(hù)110kV線(xiàn)路也使其穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。

開(kāi)展汕尾電網(wǎng)光纖保護(hù)工作時(shí)，差動(dòng)保護(hù)裝置已經(jīng)得到了大規(guī)模、大范圍的使用，比如110kV的海公甲線(xiàn)在利用光纖差動(dòng)保護(hù)裝置進(jìn)行工作時(shí)，在出現(xiàn)故障的情況下差動(dòng)保護(hù)出口的動(dòng)作時(shí)間通常都為17ms，但有一定距離時(shí)所需要的動(dòng)作時(shí)間卻為35ms，具體數(shù)據(jù)等情況如表1。在開(kāi)展這項(xiàng)工作時(shí)，差動(dòng)保護(hù)裝置在快速消除故障方面所具有的優(yōu)勢(shì)也更加明顯。

3 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合現(xiàn)今所投入運(yùn)行的許多線(xiàn)路光纖保護(hù)運(yùn)行狀況顯示：這項(xiàng)差動(dòng)保護(hù)保護(hù)裝置能夠使電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性大大提高，微機(jī)保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作穩(wěn)定度好，效率高、準(zhǔn)確度高、功能完備的特點(diǎn)使其在去除各種電網(wǎng)意外，并將故障所造成的惡劣影響縮減到了最小，還能在最短的時(shí)間內(nèi)使整個(gè)電網(wǎng)工作系統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

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