500kV變電站線路光纖電流差動保護運行與維護

段雨松

摘要：本文通過對500kV線路日常保護中，對于光線差動保護進行著重的分析和總結，并且從介紹主要工作原理以及日常功能特點入手，從日常工作中積累關于光線差動維護的措施，提出一些運行維護方案。

關鍵詞：光纖差動保護；運行；維護

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）5（c）-0000-00

1. 緒論

隨著國家經濟的發(fā)展，人們更加關注民生工作的進展，我國的電網結構也隨著經濟騰飛和科技的進步，進入了快速變革的時代。我國的電網結構隨著日益的改善，逐步的完善了高壓以及超高壓的發(fā)展方向。由于目前光纖電流差動保護的原理相對簡單且可靠性極強，在我國已經逐步取代了電力線載波的高頻距離保護，已經成為了我國500kV變電站線路的主要保護方式。

由于超高壓輸電線路在使用上開始普及，隨之而來會有很多遠距離線路連接復雜環(huán)網，并架多回線路等復雜的電力網絡問題，所以光纖差動逐步發(fā)展也是由于自身原理簡單，動作快速等優(yōu)勢。本文通過對REL561和RCS931D的保護為例子，簡要表述光纖差動保護運行和維護的問題。

2. 光纖差動保護的基本原理

光纖分相電流差動保護借助了線路光纖通道，進行實時的對側傳遞采樣數據，并且也對于對側采樣數據進行接收工作，通過對本地以及對側電流數據進行差動電流的計算。由于外部故障造成的不平衡電流，為了能夠有效的躲避，慣常的做法就是采取具有比率制動特性原理的電流繼電器來進行工作。但需要注意的是當外部的故障開始增多時，差動繼電器自身的動作電流也會開始增加，并且呈現一定比率的變化。通常我們會根據電流差動保護的制動特性方程來進行有效的判斷，當判別為區(qū)內故障時需要動作跳閘，如果判別為區(qū)外故障為主因時，保護不動作。

RCS931D除了能夠穩(wěn)態(tài)相差動繼電器，其本身帶有變化量相差動繼電器以及零序差動繼電器。RCS931D設有的變化量相差動繼電器自身是不會受到負荷電流的直接影響和阻礙的，其特點是靈敏度很高。如果遇到高過渡電阻接地故障，能夠有效利用零序差動繼電器自身的高靈敏度，進行保護工作，將零序電流差動進行延時，以此來躲避三相合閘引發(fā)的不同因素的影響。

光纖差動保護的基本原理是非常簡單的，同時也具有絕對的選擇性，在保護定值整定也具有比較大的優(yōu)勢，除此之外，光纖差動保護也具有選項功能，不需要傳統(tǒng)的震蕩閉鎖。在任何時候都能夠及時且快速的將故障來源切除，保護其不受外部故障的影響。在傳統(tǒng)的電路保護問題上，經常由于復雜的鏈接需要考慮很多功率導向的問題，也需要注意TA斷線等問題，而光纖電流差動則沒有這個后顧之憂。同時能夠抵抗強力感染，保證數據接收發(fā)送的正常。

當然光纖差動保護并不是完美的，其只能反應兩側TA之間的線路，僅僅對于主功能進行保護，而其他附帶線路無法顧及，依然需要利用其他后備保護進行不足的補充，比如RCS931D能夠保護分相電流差動和零序電流差動，但需要依靠其他配置比如由工頻變化量距離元件構成的快速I段保護等。而以REL561為例，其保護主體外依然需要由包含三段式相間，接地距離以及方向零序保護構成的后備保護。

3. 光纖差動保護運行中存在的問題和解決辦法

3.1電容性電流的影響

因為500kV線路通常因為長度過長會造成電容增大的情況，而我們都知道電容電流的存在是會造成線路兩端的測量值無法滿足基爾霍夫電流定律的，這直接阻礙光纖電流差動保護的靈敏和可靠性的優(yōu)勢，所以為了能夠有效消除這些阻礙，我們慣常會將差流定值有效的提高來躲避電容電流所造成的影響，但是依然無法解決保護靈敏度降低的問題。

3.2數據同步的接收和處理

光纖差動保護需要本側三相電流的同步采樣，但這并不是全部，為了保證線路兩側電流采樣實現同步性，還需要補償通道傳輸信號的延時。REL561和RCS931D在實現保護的過程中需要采用PCM方式，這樣才能夠提高地方干擾的能力，實現奪路信息的傳遞。在數據采集的問題中，單元獲取電流的瞬間許經過A/D轉換為數字量，連同開關量信號組成適當的數據格式。再經由同樣的編碼方式輸送到奪路復用通道。當接收到數碼后，經過識別進行相關的數據處理。

RCS931D保護以兩側裝置中的一側作為其參考端，也就是主機，而另外一側為同步端，也就是從機，以這樣的方式進行兩側信息的交換，當參考端的一側采用的是間隔固定，并且在每一個采樣間隔當中作為固定向對側發(fā)送信息。而作為從機的一側，需要隨時調整采樣的間隔，如滿足同步所需條件，就向對側傳輸三相電流采樣值。在啟動同步過程，直到滿足同步所需一切條件為止。

3.3光纖通道的可靠性

光纖差動保護自身依賴性比較強，它主要依賴光纖通道進行工作運行，這就要求在日常工作中保證不中斷或者出現誤碼的情況，盡量降低概率。由于光纖通道無法實現自環(huán)和交叉，所以雙向傳輸時要保證相等。在500kV電網系統(tǒng)中慣常使用的是OPGW光纜，雖然造價比較昂貴，但是其具有很強的功能性，其具有電力線路的底線和光纖通信的雙重功能，同時OPGW光纜也具有很強的安全性和抵抗強電干擾的能力。但是需要注意的是如果光纖通道發(fā)生了故障，那么REL561保護為防誤動，設置了跳閘命令的四取三回路，如果四次中有三次滿足跳閘條件才會由主體進行跳閘命令的發(fā)出，保證了安全性。

4. 光線差動保護對變電運行的作用

光纖差動保護對于變電站的日常運行具有非凡的意義，其對于內外部故障具有快速的檢測能力，同時能夠精準的判斷出故障的原因，這樣能夠有效的提高我國變電站自我保護裝置的準確性和快速性，減少了電網出現故障的頻率，提高變電站日常運行的穩(wěn)定性，保障了民眾用電生產生活等民生問題。同時也能夠減少變電維修人員的工作量，且提高工作效率和準確性，為工作的進行提供了便捷，其主要具有以下幾點：

4.1 RCS光纖差動保護功能和測控功能的設計，使其具有保護和測功綜合的功能。兩種功能既是相互獨立存在的，又能夠合理的相互融合。保護和測控功能依靠計算機網絡和變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行有效的數據交換和處理，大大節(jié)省了數據庫的重復過濾，提高了保護的安全性和可靠性。

4.2 RCS系列保護測控功能能夠在相對比較惡劣的環(huán)境下保持長效且可靠的工作，比如在高溫、強電磁場干擾的情況下，依然能夠保證其正常的工作和準確的計算數據的能力。這在日常實際工作中大大的降低了工作人員的重復性工作，提高了工作效率。

4.3 由于靈活性好，可靠性高，變電站的工作人員能夠利用監(jiān)控、控制和管理相關功能進行操作，簡單易于操作，軟件功能非常使用非常的方便，普及了自動化辦公，很好的滿足了工作需要。

5. 結束語

500kV線路光纖電流差動保護作為日常線路保護的主要部分，對于變電站工作人員的專業(yè)技術要求是比較嚴苛的，可以說是一種跨專業(yè)的學科，這不僅僅要求工作人員熟悉掌握電力系統(tǒng)相關的繼電保護相關的專業(yè)知識，同時對于通信學科的知識，特別是光纖通信需要有一定的了解和掌握，只有這樣才能夠保證變電站工作人員日常工作中能夠正常的操作使用。隨著我國500kV變電站的增多，光纖差動線路裝置自身具有很多的優(yōu)勢，也被越老越多的單位所使用，所以整個變電站的人員需要熟悉相關的操作原理，避免出現裝置在使用中出現的問題，同時注意運行安全正常，消除日常保護運行和維護中的隱患，只有如此才能夠真正提高供電的安全性以及可靠性。

參考文獻：

[1]陳冬霞，吳東升.一起500kV線路光纖差動保護誤動的分析[J].電力安全技術，2011.5（15）

[2]喬衛(wèi)東，王紅青.光纖電流差動保護在上海500kV工程中的應用[J].華東電力，2005.2（55）

[3]施寧寧.RCS-931型光纖差動線路保護裝置典型問題分析[J].河北電力技術，2008.27（6）