500kV变电站线路光纤电流差动保护运行与维护

段雨松

摘要：本文通过对500kV线路日常保护中，对于光线差动保护进行着重的分析和总结，并且从介绍主要工作原理以及日常功能特点入手，从日常工作中积累关于光线差动维护的措施，提出一些运行维护方案。

关键词：光纤差动保护；运行；维护

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）5（c）-0000-00

1. 绪论

随着国家经济的发展，人们更加关注民生工作的进展，我国的电网结构也随着经济腾飞和科技的进步，进入了快速变革的时代。我国的电网结构随着日益的改善，逐步的完善了高压以及超高压的发展方向。由于目前光纤电流差动保护的原理相对简单且可靠性极强，在我国已经逐步取代了电力线载波的高频距离保护，已经成为了我国500kV变电站线路的主要保护方式。

由于超高压输电线路在使用上开始普及，随之而来会有很多远距离线路连接复杂环网，并架多回线路等复杂的电力网络问题，所以光纤差动逐步发展也是由于自身原理简单，动作快速等优势。本文通过对REL561和RCS931D的保护为例子，简要表述光纤差动保护运行和维护的问题。

2. 光纤差动保护的基本原理

光纤分相电流差动保护借助了线路光纤通道，进行实时的对侧传递采样数据，并且也对于对侧采样数据进行接收工作，通过对本地以及对侧电流数据进行差动电流的计算。由于外部故障造成的不平衡电流，为了能够有效的躲避，惯常的做法就是采取具有比率制动特性原理的电流继电器来进行工作。但需要注意的是当外部的故障开始增多时，差动继电器自身的动作电流也会开始增加，并且呈现一定比率的变化。通常我们会根据电流差动保护的制动特性方程来进行有效的判断，当判别为区内故障时需要动作跳闸，如果判别为区外故障为主因时，保护不动作。

RCS931D除了能够稳态相差动继电器，其本身带有变化量相差动继电器以及零序差动继电器。RCS931D设有的变化量相差动继电器自身是不会受到负荷电流的直接影响和阻碍的，其特点是灵敏度很高。如果遇到高过渡电阻接地故障，能够有效利用零序差动继电器自身的高灵敏度，进行保护工作，将零序电流差动进行延时，以此来躲避三相合闸引发的不同因素的影响。

光纤差动保护的基本原理是非常简单的，同时也具有绝对的选择性，在保护定值整定也具有比较大的优势，除此之外，光纤差动保护也具有选项功能，不需要传统的震荡闭锁。在任何时候都能够及时且快速的将故障来源切除，保护其不受外部故障的影响。在传统的电路保护问题上，经常由于复杂的链接需要考虑很多功率导向的问题，也需要注意TA断线等问题，而光纤电流差动则没有这个后顾之忧。同时能够抵抗强力感染，保证数据接收发送的正常。

当然光纤差动保护并不是完美的，其只能反应两侧TA之间的线路，仅仅对于主功能进行保护，而其他附带线路无法顾及，依然需要利用其他后备保护进行不足的补充，比如RCS931D能够保护分相电流差动和零序电流差动，但需要依靠其他配置比如由工频变化量距离元件构成的快速I段保护等。而以REL561为例，其保护主体外依然需要由包含三段式相间，接地距离以及方向零序保护构成的后备保护。

3. 光纤差动保护运行中存在的问题和解决办法

3.1电容性电流的影响

因为500kV线路通常因为长度过长会造成电容增大的情况，而我们都知道电容电流的存在是会造成线路两端的测量值无法满足基尔霍夫电流定律的，这直接阻碍光纤电流差动保护的灵敏和可靠性的优势，所以为了能够有效消除这些阻碍，我们惯常会将差流定值有效的提高来躲避电容电流所造成的影响，但是依然无法解决保护灵敏度降低的问题。

3.2数据同步的接收和处理

光纤差动保护需要本侧三相电流的同步采样，但这并不是全部，为了保证线路两侧电流采样实现同步性，还需要补偿通道传输信号的延时。REL561和RCS931D在实现保护的过程中需要采用PCM方式，这样才能够提高地方干扰的能力，实现夺路信息的传递。在数据采集的问题中，单元获取电流的瞬间许经过A/D转换为数字量，连同开关量信号组成适当的数据格式。再经由同样的编码方式输送到夺路复用通道。当接收到数码后，经过识别进行相关的数据处理。

RCS931D保护以两侧装置中的一侧作为其参考端，也就是主机，而另外一侧为同步端，也就是从机，以这样的方式进行两侧信息的交换，当参考端的一侧采用的是间隔固定，并且在每一个采样间隔当中作为固定向对侧发送信息。而作为从机的一侧，需要随时调整采样的间隔，如满足同步所需条件，就向对侧传输三相电流采样值。在启动同步过程，直到满足同步所需一切条件为止。

3.3光纤通道的可靠性

光纤差动保护自身依赖性比较强，它主要依赖光纤通道进行工作运行，这就要求在日常工作中保证不中断或者出现误码的情况，尽量降低概率。由于光纖通道无法实现自环和交叉，所以双向传输时要保证相等。在500kV电网系统中惯常使用的是OPGW光缆，虽然造价比较昂贵，但是其具有很强的功能性，其具有电力线路的底线和光纤通信的双重功能，同时OPGW光缆也具有很强的安全性和抵抗强电干扰的能力。但是需要注意的是如果光纤通道发生了故障，那么REL561保护为防误动，设置了跳闸命令的四取三回路，如果四次中有三次满足跳闸条件才会由主体进行跳闸命令的发出，保证了安全性。

4. 光线差动保护对变电运行的作用

光纤差动保护对于变电站的日常运行具有非凡的意义，其对于内外部故障具有快速的检测能力，同时能够精准的判断出故障的原因，这样能够有效的提高我国变电站自我保护装置的准确性和快速性，减少了电网出现故障的频率，提高变电站日常运行的稳定性，保障了民众用电生产生活等民生问题。同时也能够减少变电维修人员的工作量，且提高工作效率和准确性，为工作的进行提供了便捷，其主要具有以下几点：

4.1 RCS光纤差动保护功能和测控功能的设计，使其具有保护和测功综合的功能。两种功能既是相互独立存在的，又能够合理的相互融合。保护和测控功能依靠计算机网络和变电站计算机监控系统进行有效的数据交换和处理，大大节省了数据库的重复过滤，提高了保护的安全性和可靠性。

4.2 RCS系列保护测控功能能够在相对比较恶劣的环境下保持长效且可靠的工作，比如在高温、强电磁场干扰的情况下，依然能够保证其正常的工作和准确的计算数据的能力。这在日常实际工作中大大的降低了工作人员的重复性工作，提高了工作效率。

4.3 由于灵活性好，可靠性高，变电站的工作人员能够利用监控、控制和管理相关功能进行操作，简单易于操作，软件功能非常使用非常的方便，普及了自动化办公，很好的满足了工作需要。

5. 结束语

500kV线路光纤电流差动保护作为日常线路保护的主要部分，对于变电站工作人员的专业技术要求是比较严苛的，可以说是一种跨专业的学科，这不仅仅要求工作人员熟悉掌握电力系统相关的继电保护相关的专业知识，同时对于通信学科的知识，特别是光纤通信需要有一定的了解和掌握，只有这样才能够保证变电站工作人员日常工作中能够正常的操作使用。随着我国500kV变电站的增多，光纤差动线路装置自身具有很多的优势，也被越老越多的单位所使用，所以整个变电站的人员需要熟悉相关的操作原理，避免出现装置在使用中出现的问题，同时注意运行安全正常，消除日常保护运行和维护中的隐患，只有如此才能够真正提高供电的安全性以及可靠性。

参考文献：

[1]陈冬霞，吴东升.一起500kV线路光纤差动保护误动的分析[J].电力安全技术，2011.5（15）

[2]乔卫东，王红青.光纤电流差动保护在上海500kV工程中的应用[J].华东电力，2005.2（55）

[3]施宁宁.RCS-931型光纤差动线路保护装置典型问题分析[J].河北电力技术，2008.27（6）