基于數字化變電站的光纖縱差保護研究

　　數字化變電站的光纖差動保護采用時鐘信號同步后，兩側裝置的同步時差td可表示為：

　　td=δ+ts

　　式中：δ為基于乒乓原理的時鐘同步后兩側角差。

　　由于電子式互感器的數據采集頻率fs比較高，采用時鐘信號同步后的線路差動保護的同步角差與fs相關，成反比關系。以每周期40點(fS=2000Hz)采樣為例，同步后的角差6≤4.5°。

　　ts為兩側Mu的采樣相對于各自全站統一時鐘源的時間差。目前，Mu的運算速度快，兩側不一致的時間差小，一般在10μs以下。

　　采樣報文從Mu經過網絡交換機傳輸到保護裝置，這個時間在同步報文中考慮，不影響同步后的時差。

　　綜合分析，從一次電氣量到保護計算整個環節，基于乒乓原理的時鐘信號同步后對點造成的角差δ為兩側差動保護不完全同步的主要因素，tS的影響小。傳統的電磁型保護用電流互感器，由于勵磁電流的存在，導致二次電流相對于一次電流有角差。繼電保護“四統一”規定，線路兩側電流互感器傳變的角差誤差最大考慮7°。基于羅氏線圈原理的電子式電流互感器，由于沒有鐵芯，沒有勵磁電流，理論上二次電流傳變沒有角差，也不存在飽和。因此，數字化變電站線路兩側電流互感器傳變無角差，基于同步形成的時差td對差動保護影響小，可以不用考慮其對差動的影響。

　　(二)線路縱差保護的性能

　　數字化變電站的線路差動保護相對于傳統的光纖差動保護而言具有很多優點，限于篇幅，對其中的理論分析和實驗結果不一一例舉。

　　1、應用電子式互感器的線路差動保護因無飽和，區外故障時，穿越性電流引起的不平衡電流小(需考慮同步后的角差6引起的不平衡電流)，不會出現區外故障誤動，提高了差動保護的可靠性。

　　2、應用電子式互感器的線路差動保護整定的差流門檻低，制動系數取值小，提高了差動保護的靈敏度。

　　3、電子式互感器不飽和，線性度好。除采用傳統的相量差動外，應用采樣值差動，相關差動可提高差動保護的動作速度。

　　(三)開入開出處理

　　數字化變電站的光纖縱差保護，開入量來源分為3類，包括：

　　1、投退型壓板開入，包括差動保護投退、距離保護投退以及閉鎖重合閘等。此類開入直接從保護屏柜獲得，采用開入量采集獲得。

　　2、開關的運行狀態，包括分相的TWJ(跳位機)、斷路器合閘壓力低等。此類開入量信息由智能操作箱(或智能斷路器)采集。光纖縱差保護通過過程層間隔局域網與智能操作箱/斷路器通信，通信協議為IEC61850-8-1標準的GOOSE協議，獲得斷路器的運行狀態。

　　3、屏柜間的閉鎖信號，包括遠傳和遠跳信息。母差保護動作，啟動操作箱的TJR(不啟動重合閘的三相跳閘)，TJR去啟動遠跳。數字化變電站中，母差的動作信號可通過智能操作箱發給線路保護，也可由母差保護直接傳給線路保護，這2種方式理論上均可實現。

　　(四)與其他設備配合

　　與光纖縱差保護配合的其他設各包括智能操作箱、母差保護以及穩定控制裝置等。光纖縱差保護通過過程層間隔局域網與智能操作箱/斷路器通信，通信協議為IEC61850-8-1標準的GOOSE協議。智能操作箱/斷路器采集和多播上述重要的保護信號。光纖縱差保護將跳閘命令多播至相關智能操作箱/斷路器，并將閉鎖命令多播至其他相關保護。