基于數(shù)字化變電站的光纖縱差保護(hù)研究

　　數(shù)字化變電站的光纖差動保護(hù)采用時鐘信號同步后，兩側(cè)裝置的同步時差td可表示為：

　　td=δ+ts

　　式中：δ為基于乒乓原理的時鐘同步后兩側(cè)角差。

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

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

　　采樣報文從Mu經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳輸?shù)奖Ｗo(hù)裝置，這個時間在同步報文中考慮，不影響同步后的時差。

　　綜合分析，從一次電氣量到保護(hù)計算整個環(huán)節(jié)，基于乒乓原理的時鐘信號同步后對點造成的角差δ為兩側(cè)差動保護(hù)不完全同步的主要因素，tS的影響小。傳統(tǒng)的電磁型保護(hù)用電流互感器，由于勵磁電流的存在，導(dǎo)致二次電流相對于一次電流有角差。繼電保護(hù)“四統(tǒng)一”規(guī)定，線路兩側(cè)電流互感器傳變的角差誤差最大考慮7°。基于羅氏線圈原理的電子式電流互感器，由于沒有鐵芯，沒有勵磁電流，理論上二次電流傳變沒有角差，也不存在飽和。因此，數(shù)字化變電站線路兩側(cè)電流互感器傳變無角差，基于同步形成的時差td對差動保護(hù)影響小，可以不用考慮其對差動的影響。

　　(二)線路縱差保護(hù)的性能

　　數(shù)字化變電站的線路差動保護(hù)相對于傳統(tǒng)的光纖差動保護(hù)而言具有很多優(yōu)點，限于篇幅，對其中的理論分析和實驗結(jié)果不一一例舉。

　　1、應(yīng)用電子式互感器的線路差動保護(hù)因無飽和，區(qū)外故障時，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)，不會出現(xiàn)區(qū)外故障誤動，提高了差動保護(hù)的可靠性。

　　2、應(yīng)用電子式互感器的線路差動保護(hù)整定的差流門檻低，制動系數(shù)取值小，提高了差動保護(hù)的靈敏度。

　　3、電子式互感器不飽和，線性度好。除采用傳統(tǒng)的相量差動外，應(yīng)用采樣值差動，相關(guān)差動可提高差動保護(hù)的動作速度。

　　(三)開入開出處理

　　數(shù)字化變電站的光纖縱差保護(hù)，開入量來源分為3類，包括：

　　1、投退型壓板開入，包括差動保護(hù)投退、距離保護(hù)投退以及閉鎖重合閘等。此類開入直接從保護(hù)屏柜獲得，采用開入量采集獲得。

　　2、開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，包括分相的TWJ(跳位機(jī))、斷路器合閘壓力低等。此類開入量信息由智能操作箱(或智能斷路器)采集。光纖縱差保護(hù)通過過程層間隔局域網(wǎng)與智能操作箱/斷路器通信，通信協(xié)議為IEC61850-8-1標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE協(xié)議，獲得斷路器的運(yùn)行狀態(tài)。

　　3、屏柜間的閉鎖信號，包括遠(yuǎn)傳和遠(yuǎn)跳信息。母差保護(hù)動作，啟動操作箱的TJR(不啟動重合閘的三相跳閘)，TJR去啟動遠(yuǎn)跳。數(shù)字化變電站中，母差的動作信號可通過智能操作箱發(fā)給線路保護(hù)，也可由母差保護(hù)直接傳給線路保護(hù)，這2種方式理論上均可實現(xiàn)。

　　(四)與其他設(shè)備配合

　　與光纖縱差保護(hù)配合的其他設(shè)各包括智能操作箱、母差保護(hù)以及穩(wěn)定控制裝置等。光纖縱差保護(hù)通過過程層間隔局域網(wǎng)與智能操作箱/斷路器通信，通信協(xié)議為IEC61850-8-1標(biāo)準(zhǔn)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(hù)信號。光纖縱差保護(hù)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(hù)。