智能变电站线路保护光纤纵差调试研究

光纤纵差保护是保护输电线路设备平稳运行的主要手段,智能变电站光纤纵差保护存在多种功能方式。通过对智能变电站线路保护中的光纤纵差保护各项功能调试方法进行探究与梳理,针对光纤纵差保护中工频变化量差动、稳态I段和II段相差动、零序电流差动以及CT断线时的差动保护等提出了详实、易操作的调试方案,满足了站内作业人员对于智能变电站线路保护装置中光纤纵差保护的调试需求,缩短了智能变电站线路保护的调试时间。

可靠性度量下的SDH承载配网线路光纤差动保护逻辑优化

SDH承载配网的节点分布存在偏差,在分配时难以实现节点互通,对配网光纤分配造成较大影响,无法及时对配网线路进行差动保护。为了提升SDH承载配网线路光纤差动保护的实时性,设计了一种可靠性度量下的SDH承载配网线路光纤差动保护逻辑优化方法。在分层和分割的正交关系设定下,以垂直和水平两个方向划分SDH承载配网光纤的传输结构,形成电路层、通道层以及传输媒介层。按照全电流模式和故障分量模式定义差动保护依据,通过差动保护整定值设定,增加配网线路光纤差动保护的灵敏度。考虑配网线路光纤分配模式,随机选择2组判断变量,以可靠性度量方式建立模型,将相交区域设定为可能出现的故障位置,实现SDH承载配网线路光纤分配的差动保护逻辑优化。实验以内部故障和外部故障两种类型进行差动保护测试,新方法可以不受暂态电容电流影响,将三相差流控制在0 A,具有较高的安全性,且差动保护响应时间低于5 ms,提升了差动保护的实时性能。

煤矿变电站纵差防越级跳闸保护装置的设计及实验测试

为解决供电系统中下级变电所线路故障使上级变电所跳闸的越级跳闸故障,在分析供电系统的基础上,提出在供电网络中应用基于光纤通信的纵联差动防越级跳闸保护技术。重点研究光纤电流纵差防越级跳闸保护技术的原理,设计防越级跳闸保护装置,并基于实验平台测试该装置的性能,发现其能处理越级跳闸故障。

主变压器长距离保护方案的研究

文章在主变压器、各侧一次设备与二次设备的布置存在长距离的特殊场景下,对主变压器保护进行了探讨。从电流互感器的选择及计算入手,结合线路光纤电流差动保护的二次接线特点等方面,对主变压器长距离保护进行了全面分析。主变压器长距离保护方案的快速保护、后备保护以及保护范围,均可替代典型方案,而且对电流互感器的选择不会提出少见的参数需求。对市面上成熟的保护设备进行灵活组合,调整电流互感器二次绕组和保护装置的二次接线,可有效解决长距离特殊场景下的主变压器保护配置问题。

220kV线路光纤差动保护应用研究

通信技术的迅猛发展使得光纤通信日趋成熟。随着电网可靠性需求的日益提高,光纤保护代替高频保护已成为必然趋势。文章阐述光纤差动保护在大山220kV变电站220kV线路的应用改造,解决了线路保护时常发生的通道故障问题,改造后光纤传输通道可靠稳定,为上饶供电公司调控中心实时监测数据提供参考。

线路光纤保护装置通道告警及解决对策研究

针对220 kV变电站线路光纤电流纵联差动保护装置在运行过程中出现光纤通道告警的相关案例进行了分析。首先,介绍了线路光纤保护系统及光纤通道传送保护信号的方式;然后,分析了光纤电流纵联差动保护的原理和光纤传输系统产生延时的原因,并研究了光纤通道延时对纵联差动保护产生的影响;最后,针对多个光纤通道告警的实际案例进行分析并提出了相应的应对措施。结果表明,光纤通道延时的大小等于整数倍的保护装置采样间隔时,可能会出现数据丢帧并引发通道告警,人为对光纤插件进行拨码配置并改变装置复用光纤通道延时可以消除告警。保护装置插件和2M装置本身出现故障会造成光纤通道告警,通过自环测试等手段确定故障区间并对插件进行更换即可消除告警。此外,装置告警信号接线异常、通道延时拨码错误等也会造成光纤通道报警,对其修正后可消除告警。

烧结余热发电线路光纤差动跳闸事故原因的分析

电流互感器参数的选择对实现线路差动保护准确可靠地动作起着至关重要的作用。本文对山西某烧结余热发电项目15 MW发电机组在运行时跳闸的问题进行研究,从机组运行情况与保护装置动作参数分析入手,结合电流互感器的工作特性,找出产生误动作的原因,并提出了改进措施。本文内容可为今后类似项目的设计与故障分析提供经验与思路。

光纤纵差保护装置中光纤数字接口的设计新方法

通过对光纤纵差保护装置及其光纤数字接口特点的分析，阐述了采用大规模可编程逻辑技术进行光纤数字接口设计可以提高通信的可靠性。具体分析了运用大规模可编程技术进行光纤数字接口设计的实现逻辑。该方法已成功应用于具体光纤纵差保护装置，具有硬件结构简单、配置灵活、通道时延小等优点。目前已在多处变电站投入运行，运行状况良好，光纤通信正常可靠。

光纤自愈环网电流纵差保护的数据同步方法

针对基于数据通道的同步方法不能适应光纤自愈环网通信路由的变化,提出了基于分布参数线路模型的同步算法。该方法利用分布参数线路模型,分别从线路两端计算保护安装处的电流相模量或电压相模量作为数据同步比较的依据,采用相位比较结合数据修正的方法进行采样数据同步处理。该方法同步速度快,不受通信路由变化、线路参数变化和谐波的影响,能够解决电流纵差保护在光纤自愈环网中的采样数据同步问题。ATP仿真和试验结果表明其同步精度满足电流纵差保护的要求。

超、特高压长线路光纤纵差保护数据同步

分析了目前在实际光纤纵差保护中应用的数据同步方法的缺点,尤其是SDH(synchronous digital hierar-chy)光纤自愈环网中收发数据路由不一致导致线路两侧保护装置采样数据不同步问题,提出了一种适用于超、特高压长线路光纤纵差保护的采样数据同步方法,即基于时钟校正法,并通过精确线路模型的在线计算对时钟做进一步补偿校正的方法.EMTP仿真验证该方法的误差小于0.5μs.理论分析和仿真结果证明了该方法保证线路两侧保护装置采样数据同步的有效性及应用于超、特高压长线的可行性.

一种线路纵差保护通道监测的新方法

介绍了一种线路纵联差动保护的通道监测新方法,包括如下步骤:线路两侧差动保护装置按设计的报文帧格式相互通信;计算并存储每一帧报文传送的通道延时;根据判据不等式判断通道延时的稳定性,若通道延时满足判据不等式则判为通道运行不稳定,闭锁保护功能。该方法通过实时监测通道延时跃变,较好地避开了路由转换中的风险,充分考虑到在通道路由切换的过程中保证差动保护的可靠性,消除保护装置误动作的事故。判据针对的是通道延时跃变时间而非通道延时本身,对不同延时的通道具有自适应性,兼顾了高可靠性和高灵敏性。

3种同步接口在光纤纵差保护中的设计实现

光纤纵差保护装置采用直连方式时需配置光纤数字同步接口。当保护装置通过复接设备(脉码调制(PCM)交换机或E1复接器)进行远距离传输数据时,需配置符合G．703的同向64 kbit／s接口或2．048 Mbit／s接口(即E1接口),这2种同步接口一般在配套的光端机中实现。文中介绍了几种光纤数字同步接口和光端机的实现方案,并比较了它们的性能、实现的难易程度,提出一种可靠灵活的方案。该方案不仅完全满足同步性能,而且使光纤数字同步接口和光端机的软硬件平台保持一致;当复用通道时,光端机与光纤纵差保护装置实现了无缝配合。

智能变电站非对称式光纤差动保护同步性测试方法

针对本侧为电子式互感器、对侧为常规互感器的非对称式光纤差动保护,概述光纤差动保护的配置以及采样值同步问题,介绍目前智能变电站中非对称式光纤差动保护的同步方案。结合500kV常熟南智能变电站集成测试项目,针对220kV线路非对称式光纤差动保护同步性搭建了测试系统,提出了两侧电流采样同步性测试方法,并分析了差流产生原因。测试结果表明,非对称式光纤差动保护两侧采样环节,经通道延时补偿后能较好地进行同步性配合,满足工程运行要求。

故障行波特性对光纤差动保护时延的影响分析

电力系统差动保护对保护两侧电气量数据传输的实时性提出了更高的要求,过大的时延将会影响数据的同步精度从而造成差动保护误动或拒动。在实际运用中,必须充分考虑保护通道时延问题。而在特高压远距离输电系统中电气量的时延效应不容忽视,传统的时延分析方法没有考虑到电气量的行波效应。综合考虑了自故障发生到保护完成故障判断的过程中,电气量行波和光纤信号在各个环节的时延效应。由于故障发生的位置不同和光纤通信设备之间的差异性导致了总时延的不确定性,并通过三种随机型分布的概率时延模型来反映总时延的差异,并对结果进行了比较和分析。结果表明正态分布模型更适合时延分布规律,总时延可以作为保护装置的选型优化和两侧数据同步提供依据。最后运用正态分布模型对广域保护通信结构时延与网络节点的关系进行了分析。

电子式互感器接入的光纤差动保护数据同步方法

指出了电子式互感器(ET)接入的线路光纤差动保护在数据同步方面遇到的主要困难,分析了全球定位系统(GPS)同步方法与传统数据同步方法的局限,提出了利用改进插值法进行数据同步的新方法。该方法不依赖于任何外部设备,可靠性高;不调整采样时刻,适应于IEC 60044-8标准规定的合并单元功能结构条件,并能灵活适用于线路一侧为ET一侧为传统互感器的情况。数据同步的目标始终是要保证参加差动运算的电压电流量追溯到一次侧是同一时刻的,为此,各侧ET二次变送延时的影响必须被计及到保护装置的数据同步过程之中。对保护装置而言,补偿两侧ET二次变送延时的时间差是数据同步的核心内容。对需要配置光纤差动保护的线路,ET的合并单元最好能够提供符合IEC 60044-8标准的数据输出接口。

基于IEC 61850-9的光纤差动保护数据同步方法

文中提出了一种改进插值法,可以完善解决线路差动保护装置的合并单元(MU)按IEC 61850-9标准接口接入情况下线路两侧的数据同步问题。该方法不调整采样时刻,适应于电子式互感器(ET)标准规定的MU功能结构条件,并能灵活适用于线路一侧为ET、另一侧为传统互感器的情况。改进插值法数据同步完全摆脱了标准中隐含推荐的全球定位系统(GPS),大大提高了继电保护的可靠性。文中另提出了保护装置及MU共用的秒脉冲信号由MU转发或自产生的逻辑和应用方法,可进一步提高保护的可靠性,做到保护功能完全不依赖于除MU和保护装置本身之外的任何其他设备。

差动判据受通道收发不一致延时影响的试验分析研究

基于差动保护的同步调整方法,从理论上分析了通信通道收发不一致延时对光纤差动线路保护的影响,并计算了不同差动判据的保护所能耐受的最大收发不一致延时。借助电力系统全数字实时仿真装置ADPSS建立了220kV双回线输电系统电磁暂态模型,对国内三种光纤分相电流差动保护装置进行了测试,记录并分析了各自耐受通道收发不一致延时的能力。理论分析和试验结果表明,差动判据对保护耐受通道收发不一致延时的能力有着较为显著的影响。建议分相电流差动保护使用专用光纤通道,而尽量避免使用光纤迂回通道。

750kV输电线路远跳保护配置方案探讨

分析了750kV输电线路取消远跳保护就地判别装置的可行性,提出以光纤差动保护的远跳功能代替远跳保护、实现远跳保护与光纤差动保护一体化配置的方案,简化了装置和二次回路,具有显著的经济效益。分析了现有750kV远跳保护配置方案在安全性和可靠性方面存在的不足,并提出了解决措施。给出了光纤差动保护在远跳功能方面下一步需做的改进。

单通道条件下纵差和纵联保护无缝切换机制

光纤通道的误码率和通道双向延时一致性是影响纵差保护性能的重要因素。提出利用线路集中参数模型计算电压相角差以识别通道双向延时一致性的方法。在单通道条件下,提出纵联短帧结合纵差长帧传送,并根据通道状况自动实现纵差和纵联保护无缝切换机制。试验表明该机制大大减少主保护退出时间,提高了保护的可靠性。

光纤电流差动保护及其整定计算

光纤电流差动保护是高压超高压线路主保护的发展趋势。阐述了光纤分相电流差动保护的基本原理；对比传统比例制动差动保护,介绍了L90保护自适应椭圆形制动特性。针对光纤电流差动保护应用中需要解决的几方面问题,包括电容电流的影响、高阻接地的影响、CT饱和、CT断线、采样同步、弱馈问题等,分析了各型号差动保护的相应对策。最后结合实例总结了相关保护定值的整定计算方法。