光纖通信應(yīng)用的多端線路電流差動(dòng)保護(hù)裝置設(shè)計(jì)研究

1、<p>　　光纖通信應(yīng)用的多端線路電流差動(dòng)保護(hù)裝置設(shè)計(jì)研究</p><p>　　[摘 要]隨著電力網(wǎng)絡(luò)和輸電系統(tǒng)的發(fā)展和成熟，負(fù)荷要求不斷增長，而線路長廊和變電間隔不能夠滿足電力負(fù)荷的要求。目前使用的常規(guī)保護(hù)裝置，很難滿足存在于低端系統(tǒng)中的多端線路在全線范圍內(nèi)迅速切除電力故障的需求，基于這種情況，新型的多端線路電流差動(dòng)保護(hù)裝置進(jìn)入人們的視野。本文將從多端線路電流差動(dòng)保護(hù)裝置的原理入手，結(jié)合光纖通信技術(shù)的

2、特點(diǎn)，分析如何在光纖通信技術(shù)中進(jìn)行電流差動(dòng)保護(hù)。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]光纖通信；電流差動(dòng)；保護(hù)裝置 </p><p>　　中圖分類號：TD711 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）26-0260-01 </p><p><b>　　1 引言 </b></p><p>　　光纖本身具備很好

3、的抗干擾性且具備可傳輸率大的特點(diǎn)，光纖通信成為現(xiàn)代通信技術(shù)中的一項(xiàng)重要發(fā)展成果，也是目前通信技術(shù)的重要發(fā)展方向。通信技術(shù)和光纖技術(shù)快速發(fā)展的同時(shí)，光纖技術(shù)的成本也大大降低，通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展也為光纖技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的舞臺。目前，我國大部分電力輸送線路都是采用光纖差動(dòng)保護(hù)裝置進(jìn)行線路保護(hù)，在各類故障情況發(fā)生時(shí)，能夠迅速的發(fā)現(xiàn)故障位置，并且做出正確的故障處理反應(yīng)。因此，了解其特性和工作原理能夠更好的為人們的生產(chǎn)和生活服務(wù)。 </p

4、><p>　　2 電力傳輸與電流差動(dòng)保護(hù) </p><p>　　2.1 電力傳輸?shù)默F(xiàn)狀 </p><p>　　隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，輸電網(wǎng)絡(luò)也隨著積極的發(fā)展實(shí)現(xiàn)一個(gè)又一個(gè)的突破。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的更新和發(fā)展，也使得電力傳輸有了更豐富的內(nèi)容，基本業(yè)務(wù)的規(guī)模也逐步得到發(fā)展和擴(kuò)大。工作內(nèi)容的豐富和工作量的增大，也使得電力傳輸面臨著極大的壓力。如何在社會的迅猛發(fā)展過程中保證傳輸質(zhì)

5、量和水平是電力傳輸部門需要考慮的問題。 </p><p>　　2.2 光纖差動(dòng)保護(hù)的通信原理 </p><p>　　根據(jù)實(shí)際條件和實(shí)際的需要，光纖差動(dòng)保護(hù)的系統(tǒng)主要分成兩種，即專用光纖通道和復(fù)用光纖通道，這兩種方式都存在各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮著應(yīng)有的作用。由于光纖通信涉及到光信號和電信號的接收和轉(zhuǎn)變，電流信號在光纖線路中傳送時(shí)，可能會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)延遲，只有通道兩側(cè)延遲時(shí)間相等時(shí)，才

6、能達(dá)到采樣同步的理想狀態(tài)，同時(shí)，兩側(cè)保護(hù)的信息同步問題也是通信過程中需要考慮的問題?？梢詫蓚?cè)的裝置一側(cè)作為樣本端，另一側(cè)則作為參考端，使兩側(cè)可以以同步的方式交換兩側(cè)的信息，參考端使用固定的采樣間隔，在固定的每一采樣間隔向?qū)Ψ桨l(fā)送消息，樣本端則隨時(shí)調(diào)整采樣的間隔時(shí)間，在滿足同步的條件下，向?qū)?cè)傳輸三相電流樣本的采集值，若不滿足條件，則開啟同步進(jìn)程，直到滿足達(dá)到同步的條件為止。 </p><p>　　2.3 電流差

7、動(dòng)保護(hù)研究主要解決問題的方向 </p><p>　　電流差動(dòng)保護(hù)的研究只要致力于解決兩方面的問題。第一，遠(yuǎn)距離的輸電線路兩側(cè)電流的同步測量問題。通常情況下，兩地的輸電線路相距上百公里，保證異地的時(shí)間相一致和采樣的同步性，是在縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的輸電線路中需要面臨的問題。第二，母線差動(dòng)保護(hù)的CT飽和。發(fā)電廠或者是變電站在母線上發(fā)生三相短路或者是直接短路的故障時(shí)，流過電流互感器一側(cè)的電流可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了CT工作最大允許的電流

8、倍數(shù)，CT出現(xiàn)飽和的現(xiàn)象。此種情況下，一側(cè)的電流就不能很好地傳送，二次測電流差動(dòng)原理得到破壞，母線差動(dòng)保護(hù)容易誤動(dòng)作。 </p><p>　　3 光纖差動(dòng)保護(hù)的相關(guān)問題 </p><p>　　3.1 差電保護(hù)基本情況 </p><p>　　差電保護(hù)是由基爾霍夫電流定理引申而來的，依據(jù)“電路中流入節(jié)點(diǎn)電流的總和等于零”的定理，被保護(hù)的電氣設(shè)備由差動(dòng)保護(hù)變成一個(gè)接點(diǎn)，正

9、常情況下，流入被保護(hù)設(shè)備的電流等于流出設(shè)備的電流量，因而差動(dòng)電流的數(shù)值為零，差動(dòng)繼電器也就沒有了動(dòng)作。然而，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，流進(jìn)電流與流出電流不相符合，不平衡的電流進(jìn)入具有固定數(shù)值的差動(dòng)保護(hù)裝置時(shí)，被保護(hù)設(shè)備的各側(cè)斷路器在保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作之下，使故障設(shè)備斷開電源，有效的保護(hù)了整體電路系統(tǒng)的正常運(yùn)行。光纖差動(dòng)保護(hù)是由縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和光纖通道的相結(jié)合而構(gòu)成的，其工作原理簡單，使用的電氣量單純，在保護(hù)線路全長方面，可以快速的排除故障，并且迅

10、速的切斷。 </p><p>　　在不考慮輸電線路的分布電容和電導(dǎo)，電流互感器傳變誤差與飽和等因素影響的條件下，只要避過不是很大的不平衡電流，差動(dòng)保護(hù)就能夠保障在任何情況之下都能夠進(jìn)行正常的動(dòng)作反應(yīng)。遇到短架空線路時(shí)，分布的電容電流較小，即使遭遇外部故障也不會有過多的不平衡電流產(chǎn)生。而對于電纜電路而言，處在線路較長或者是電壓能量大、等級較高的情況下，線路的分布電容電流較大，且故障電流中存在的非周期分量可能會使電流

11、互感器出現(xiàn)飽和的情況，不平衡電流可能會在線路遇到穿越性電流時(shí)產(chǎn)生，只有采取一定的措施，才能有效方式保護(hù)產(chǎn)生錯(cuò)誤指令。這些情況對于二端或者是多端線路都是一樣的，可以產(chǎn)生相似的效果。 </p><p>　　3.2 光纖差動(dòng)保護(hù)裝置的工作原理及組成 </p><p>　　光纖差動(dòng)保護(hù)是由電流差動(dòng)保護(hù)裝置改良而來的，基本工作原理也來源于基本電流定理，能夠有效的將保護(hù)單元化，運(yùn)行方式的變化對其基本沒

12、有影響作用。光纖差動(dòng)保護(hù)的工作原理與一般的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理基本上是互相一致的，通過判斷三相電流的和是否為零來判斷是否發(fā)生動(dòng)作，當(dāng)電流繼電器中流過的電流達(dá)到發(fā)生動(dòng)作報(bào)保護(hù)的定值時(shí)，差動(dòng)保護(hù)裝置就開始動(dòng)作，跳開發(fā)生故障的線路兩側(cè)的開關(guān)進(jìn)行控制。兩者有所不同的是，光纖電流差動(dòng)保護(hù)裝置是憑借光纖通道線路，在接受實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的同時(shí)，不斷向?qū)?cè)發(fā)送采樣的數(shù)據(jù)。在接受對側(cè)傳送的采樣數(shù)據(jù)樣本時(shí)，采樣信號將編碼轉(zhuǎn)換成碼流的形式后通廣光纖進(jìn)行傳送，而保護(hù)裝置收

13、到傳送過來的光纖信號后，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并利用本地信號與對側(cè)數(shù)據(jù)信號實(shí)行差流計(jì)算，在根據(jù)差動(dòng)電流判定的特殊方程式進(jìn)行甄別，以判定數(shù)據(jù)區(qū)域是否故障，是否應(yīng)有保護(hù)動(dòng)作。 </p><p>　　分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)是構(gòu)成光纖差動(dòng)保護(hù)裝置的主體部分，后備保護(hù)裝置則由三段式距離保護(hù)和四段式零序保護(hù)兩者組成，綜合重合閘功能也是其重要部分，此外，斷路器分相操作箱和交流電壓切回裝置也是其基本配置。 </p>

14、<p>　　3.3 光纖差動(dòng)保護(hù)的性能與特點(diǎn) </p><p>　　線路線兩側(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行采樣，并通過高速傳送網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和互聯(lián)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行迅速對比，找到故障位置做出快速有效的反應(yīng)。第二，光纖差動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)具有較為靈活的后臺通訊方式，且具備良好的人機(jī)交流界面，屏幕顯示以及報(bào)告分析打印裝置，能夠很好的實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，操作便捷。第三，配備有分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)的繼電器，并且在電路板表面進(jìn)行貼裝，有

15、效的提高了裝備的精準(zhǔn)性與可靠性，減少了線路的體積并減輕了設(shè)備發(fā)熱的情況。第四，自動(dòng)監(jiān)控電流通道，并在線顯示通信的誤碼率，通道顯示故障時(shí)自行進(jìn)行鎖閉和保護(hù)。第五，光纖差動(dòng)保護(hù)裝置也是各種保護(hù)原理的綜合性應(yīng)用。如突變量和振蕩閉鎖等，有效的保護(hù)了全線線路，應(yīng)對各種故障和狀況。 </p><p><b>　　4 總結(jié) </b></p><p>　　光纖電流差動(dòng)保護(hù)裝置在保護(hù)電

16、力系統(tǒng)時(shí)具有很高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，普遍應(yīng)用在高壓線路和超高壓線路中，發(fā)揮著和極為重要的作用。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對于電力的需求越來越大，在滿足生活和生產(chǎn)用地那的同時(shí)充分保障用電的安全性和穩(wěn)定性，也是努力追求的目標(biāo)。光纖在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的成本越來越低，同時(shí)具備優(yōu)秀的特質(zhì)，光纖通訊網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)逐步完善和普遍的條件下，應(yīng)用越來越廣泛。在應(yīng)用過程中緊密的結(jié)合光纖傳輸?shù)奶匦裕l(fā)揮電流差動(dòng)保護(hù)的作用，在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，為社會帶來更大的作用。

17、 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 王俊生，傅闖，胡銘.并聯(lián)型多端直流輸電系統(tǒng)保護(hù)相關(guān)問題探討.《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》.2014年28期. </p><p>　　[2] 趙上林.分布式發(fā)電保護(hù)和微網(wǎng)保護(hù)的研究電氣工程.東南大學(xué).2012（學(xué)位年度）. </p><p>　　[3]