王晖
国网山西省电力公司晋中供电公司，山西 晋中 030600
摘要：随着科学技术的不断创新，光纤通信技术的飞速发展，我国的光纤通信已在许多领域得到应用。其中，基于光纤通信骨干网的电力通信网络得到了迅速的发展和普及。与电力线和微波通道相比，光纤通道具有误码率低、带宽大、传输质量高、容量大、抗电磁干扰等优点。光纤电流差动保护灵敏度高、操作简单、可靠、动作迅速。广泛应用于电力系统的主变压器、线路、母线等。
关键词：光纤电流差动保护；通道告警问题
引言
近年来，随着光纤技术、通信技术、继电保护技术的迅速发展和光纤等通信设备的成本下降，电力通信网络的发展和普及为分相电流差动保护的大规模应用提供了充足的通道资源。光纤分相电流差动保护具有灵敏度高、动作速度快、安全可靠，不受系统振荡影响等优点，已广泛应用在电力系统主要设备的主保护中，光纤保护必然是未来发展的趋势。
1影响光差保护性能的因素
1.1线路电容电流的影响
架空电流线路中，导线之间以及导线与大地之间以空气为介质形成一个电容，这个电容会在线路中产生电容电流，它将构成保护的动作电流，所以在实际运用过程中必须考虑电容电流的影响，否则可能造成保护误动。在电压等级高，输电线路长的情况下，实际多采用的是分裂导线，这将进一步导致线路电容电流增大，那么对光纤电流差动保护的影响就越大。简单说就是电容电流会从线路的内部流出，构成动作电流，较大的数值电容电流可能造成光纤差动保护误动。对此，为消除电容电流对差动保护的影响，一般采用提高启动电流定值、加短延时、进行电容电流补偿的措施。
1.2CT饱和的影响
正常运行时系统发生短路故障电流急剧突变，而且故障电流中包含大的直流分量和丰富的各次谐波分量，这种暂态过程在故障初期最为严重。若电流互感器没有比较好的暂态特性，就会导致无法准确的传变信号，当这种情况严重时就会发生电流互感器饱和，使得CT传变特性变差，会造成保护装置的拒动或误动。为了克服CT饱和的影响，针对不同的电压等级系统要采用具有不同暂态特性的电流互感器，目前暂态电流互感器有四个等级:TPS、TPX、TPY、TPZ。
1.3两侧采样不同步的影响
线路两端保护装置是独立采样的，采样在不加调整的情况下基本是不相同的。由此在区外发生故障时，会有不平衡电流产生，所以要做到同步采样，消除这种不平衡电流。要知道电流差动保护在算法上要求参加比较的各端电流量必须同步采样或采样同步化处理得到，这是实现差动保护的关键所在。时间同步和误码校验是光纤电流差动保护面临的关键技术问题。目前，同步采样的方法主要运用基于数据通道的同步方法，又细分为3种具体调整方法:①采样时刻调整法;②采样数据修正法;③时钟校正法。目前国内各大厂家都以采样时刻调整法为主要的调整方法。
1.4重载情况下高阻接地故障的影响
负荷电流具有穿越性，是制动电流。在线路重载的情况下，差动保护制动电流很大。在这种情况下，如果发生高阻抗接地故障，短路点的短路电流并不大，动作电流不大，保护的灵敏度会不足，保护可能拒动。目前解决这一问题的方法是采用工频变化量的分相差动继电器和零序差动继电器，工频变化量的分相差动继电器的特点有:①不反应负荷电流，②受过渡电阻的影响小。零序差动继电器的特点有:①起动电流可以取与整套保护零序起动定值一致，②对它来说负荷电流不构成制动电流，③零序电流受过渡电阻影响小。
2光纤电流差动保护技术
2.1光纤电流差动保护原理
目前，光纤电流差动已经成为防越级跳闸研究的热点之一。光纤电流差动保护技术以基尔霍夫电流定律为基础，同时结合其他电学定律，能快速、灵敏地判断供电线路中的故障问题，及时采取解决措施，防止跳闸故障出现。
光纤通信技术的应用，可快速准确地传递供电线路各处的电流量及其他信息，在计算机技术与相关软件的辅助下进行数据处理与对比，确定内外部故障类型后判断是否切断本线路，以此降低越级跳闸风险，保护井下供电系统正常运行。
2.2光纤电流差动保护系统的组成
基于光纤电流差动的越级跳闸保护措施是保证井下安全作业的关键，需加大研究力度，全面优化该保护系统的作用与功效。该系统应用了大量先进的现代化信息技术，包括数字化变电站技术、通信技术、计算机技术等具有多种功能，数字化、智能化与自动化程度大幅度提升，可实现信息分享、常规保护、信号采集、数据传输等多种功能，有利于推动企业快速稳定发展。光纤电流差动保护系统的组成结构较为复杂，主要包括核心芯片、监控主机、集成保护测控装置、防爆服务器、交换服务器等。其中，核心芯片采用双CPU结构，可提供双重保险，减轻了系统运行负担，芯片故障时不影响系统正常运行。保护装置的动作精度较高，降低了误动或拒动问题的出现概率，可有效防止越级跳闸问题。
2.3光纤电流差动保护技术的特点
集中采样判断:光纤电流差动保护技术不影响井下供电系统的正常运行，可集中收集数据与判断，工作效率高，一定程度上提高了采煤效率。而且该系统施工简便，易于维护，操作方式简单易懂。同步收集数据，光纤网络的传输速度快:在GPS设备的辅助下能实现越级调整装置相关数据的实时共享，可做到及时发现问题及时处理，降低越级跳闸故障带来的消极影响。另外，此种保护技术的灵敏度较高，安全可靠，不影响其他线路的稳定运行。运行速度快:光纤电流差动保护技术采用集中保护装置，运算速度大大提高，可避免通讯延迟。
2.4防越级跳闸保护系统时钟同步方案
在防越级跳闸保护系统时钟同步方案中，工作人员应明确光纤电流差动的保护原理，严格按照时钟同步原则采取保护措施。时钟同步系统对精度要求较高，应简化系统结构，建立完善的同步模型，在此基础上直接通过网络对时获取时间。除此之外，还应安装GPS授时装置，利用其稳定、精准的优势降低时间误差，进而降低越级跳闸风险。建立健全同步对时系统时，应安装两个符合行业标准的IEEE1588主时钟，此装置能满足越级跳闸保护系统的数字化要求，应用效果良好。
2.5同步对时系统误差分析
同步对时系统误差对越级跳闸保护装置的影响较大，需进行合理的误差分析，从而从源头上加以控制。首先是振荡器频率误差，温度是导致该项误差的主要原因，温度每上升1℃，就会引起2μμ误差，可采取相应的补偿技术或同步隔离措施加以控制。其次是网络延时误差，修正网络延时是保证同步对时系统安全运行的重要手段。网络延时大致可分为3类，分别是传输路径延迟、网络交换设备延迟及栈内滞留时间延迟，工作人员需熟练掌握每类网络延时的产生原因，从而有针对性地采取解决措施，尽量修正此项误差，进而保证越级跳闸保护系统良好运行。
结语
近年来，企业的发展形势越来越严峻，企业要想在激烈的市场竞争中占据有利地位就需保证供电系统正常运行，为开采作业提供足够电力。越级跳闸问题严重妨碍了井下作业的顺利进行，工作人员需了解供电系统的组成与电流保护原则，结合光纤电流差动保护技术制定合理的防越级跳闸方案，以此提高整个系统的运行质量与效率，从而为企业的长久发展注入源源不断的动力。
参考文献
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