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探讨光纤差动保护需注意的问题

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：张帅

[导读] 摘要：随着我国经济以及科技的快速发展，超高压输电线路也得到了一定的发展。近年来，光纤通信技术发展迅速，光纤差动保护因其保护原理简单、动作快速、能可靠地反映线路上各种类型故障等优点，在220kV及以上电压等级的输电线路中作为主保护被广泛应用。

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        摘要：随着我国经济以及科技的快速发展，超高压输电线路也得到了一定的发展。近年来，光纤通信技术发展迅速，光纤差动保护因其保护原理简单、动作快速、能可靠地反映线路上各种类型故障等优点，在220kV及以上电压等级的输电线路中作为主保护被广泛应用。本文主要从光纤差动保护原理入手，结合实际经验，对其功能的应用和实现做了相应的介绍。
        关键词：光纤差动；原理；注意事项
        1光纤差动保护基本原理
        由于只能反应两侧TA之间的线路全长，在原理上讲光纤差动保护并不是完整的保护，通常还需附带其他后备保护以弥补不足。如RCS-931保护以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，还配有工频变化量距离元件构成快速的Ⅰ断保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流保护构成后备保护，保护有分相出口。
        2光纤差动保护需注意的问题
        1）TA饱和
        TA的饱和使得电流二次值与一次值的误差超出规定值范围，在区外故障时，会影响差动保护的正确动作。克服TA饱和可选用合适的电流互感器，宜尽量选用有剩磁限值的互感器如TPY型；此外，保护装置本身也应采取措施减缓互感器暂态饱和影响，如采用变制动特性比率差动原理等。
        在RCS-931保护中，由于采用了较高的制动系数和自适应浮动制动门槛，从而保证了在较严重的饱和情况下不会误动。
        2）通道数据同步性
        光纤差动线路保护装置对两侧数据的实时性、同步性要求较高，若两侧采样不同步，会使不平衡电流加大，产生差流。通道两侧采用一主一从方式，用于测量通道延时，主机侧为参照侧，从机侧为调整侧，若两侧不同步，参与计算的交流采样值不是同一时刻的，就会出现差流。解决该问题必须统一时钟，改变时钟方式。RCS931系列保护通过控制字“主机方式”和“专用光纤”进行整定，可防止因数据传输中产生周期性滑码，出现差流。
        若差动保护装置的通信时钟方式控制字设置错误，保护装置也会报通道异常，使光纤差动保护退出运行。因此现场调试及运行中要特别注意正确设置装置的通信时钟方式。
        3）CT极性
        母差保护用CT一般为反极性接入；测量用CT为0.5级，极性应指向母线；计量用CT极性端应指向母线；保护用CT按保护装置的工作原理，严格按照定值单执行。所有的CT次级除母差保护应在母差保护屏一点接地，其余均应在端子箱内经过击穿保险接地，保护屏内一点接地。
        现象：送电带负荷试验时，发现母差保护总差回路中有差流，且值为两倍新安装间隔的电流。
        原因分析：母差用CT副边极性接反，从而导致二次电流在总差回路中不能被平衡掉，总差电流不能平衡，其值为两倍该间隔电流。

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        处理方法：在CT接线前，应先进行运行间隔的带负荷试验，测出母差保护的极性及其他组副边的实际使用极性，多测几组，结合各变比的不同，从而得出本间隔得接线图。
        4）光纤通道检查
        由于光纤熔接点的质量、尾纤接头，法兰盘的表面不够清洁、光纤接头的缺口未完全卡入缺口、光缆或尾纤的弯曲半径太小（弯曲半径小于3cm）等原因，造成光纤通道的总衰耗增大，使保护装置频繁发通道告警。在日常的现场维护工作中应利用保护装置检修的机会，用棉球沾无水酒精对尾纤接头等进行清洁，并用光功率计检查对侧光纤的收信功率，以确保光纤通道正常工作。
        5）TA断线
        当线路本侧发生TA断线时，本侧差动元件启动，差动继电器动作，发“差动动作”允许信号给对侧，因对侧线路TA正常无差流，保护不启动，本侧接收不到对侧的“差动动作”允许信号，同时本侧保护装置检测到的电压不会发生变化，则证明本侧发生TA断线而非区内故障。两侧装置均发“长期有差流”异常信号，10s内若负荷不产生波动，即无区外故障，保护不会误动；10s内若负荷发生波动，即发生了区外故障，对侧差动启动，发“差动动作”信号给本侧，使其满足动作条件，保护误动作。可见，若其二次回路出现问题，保护装置发生误动的概率较高。
        对于RCS-931保护来说，在本侧保护差动元件动作，并且同时满足收到对侧差动动作允许信号及保护启动两条件时差动保护动作。本侧在TA断线瞬间启动元件和差动元件均可能动作。但对侧的启动元件不动，不会向本侧发差动动作允许信号，从而不会误动。如果TA断线时系统发生故障或扰动，本侧及对侧的保护启动元件动作，该相差流大于“TA断线差流定值”，仍可能差动出口。
        因此，在运行维护过程中，若交流回路出现断线问题应及时解决，以免装置因外部负荷波动而发生误动。当发生误动后，进行事故调查时，可以通过查看录波报告，哪侧负荷波动大，即为哪侧引起的误动。
        3结束语
        光纤电流差动保护作为线路的主保护，对保证线路稳定运行起着重要作用。对于从事继电保护专业的技术人员而言，不仅需要掌握电力系统继电保护方面的专业知识，同时还应对光纤通信的相关知识有一定程度的掌握。应重视差动保护和光纤通道的维护工作，确保差动保护能够快速正确切除故障。
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