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摘 要 鉴于现在运行的继电保护的复杂性，本文提出了一种新的思想。基于光纤传输，我们可以实现电力系统网络保护，这可以使保护配置和保护算法变得更加简单，相信随着光纤通信的发展，电力系统网络保护会有更广泛的应用。 1 引言 随着科学技术的发展，特别是电子技术、计算机技术和通信技术的发展，电力系统继电保护先后经历了不同的发展时期，50年代、60年代是机电式继电保护，70年代采用的是晶体管继电保护，而到了80年代集成电路保护取代晶体管保护，发展到90年代，继电保护技术已经进入微机保护时代，它不仅具有传统的继电保护和自动装置功能，而且还发展了实时参数显示、故障测距、故障录波等功能。近年来随着信息技术和网络技术的发展，以及电力信息网建设的加快，使得利用光纤技术和网络技术实现电力系统网络保护的设想成为可能。目前，国内外的保护生产厂商适应形势，已经相继研究开发出了光纤接口通道的保护设备。 2 电力系统网络保护和传统保护的区别 以前的传统保护，无论是机电式、晶体管式、集成电路式还是微机保护式的，均是通过单个保护的动作以及保护定值之间的配合来发出动作信号。这种方式存在以下缺点。 （1）当一条线路发生故障无法实现两端均快速跳闸，也就是说保护的I段整定值很难做到覆盖全线路； （2）受过渡电阻的影响大。传统保护均要考虑过渡电阻的影响，当过渡电阻较大时，也使得保护动作时间变长甚至拒动； （3）整定值复杂。传统的保护有Ⅰ段保护、Ⅱ段保护、Ⅲ段保护，甚至还有Ⅳ段及快速段保护等。不仅保护装置复杂，而且定值间配合的也很复杂，当线路运行状况改变后，还要重新整定定值和修改定值； （4）保护动作时间长。由于保护各段之间时间上要相互配合，因此有时会使的后备段的时间很长，不利于快速切除故障； （5）现在在220 kV及以上线路普遍采用的高频保护装置，由于通过线路传输高频信号，不仅设备繁多，而且通道的状况也不容乐观，使保护运行的可靠性深受影响； （6）现在的母差保护基于电流差原理，不仅接线复杂，而且检修运行操作也非常复杂，给安全运行带来很大隐患。采用网络保护则摒弃了这种原理。相比较于传统保护，利用光纤传输实现电力系统的网络保护则不受以上不利因素的限制，同时由于光纤传输信号的可靠性、稳定性和快速性，将大大提高保护的动作性能。 3 利用光纤传输实现电力系统网络保护的原理 图1为3个变电站组成的一个简单电力网络。图2为光纤网络连接图 对图1所示3个变电站组成的简单电力网络进行研究。 （1）可以根据INTERNET的IP地址分配方式为每台开关赋予一IP地址。比如编址如下： 101＃保护 192．168．0．1 102＃保护 192．168．0．2 201＃保护 192．168．0．20 202＃保护 192．168．0．21 203＃保护 192．168．0．22 变电所2母线保护 192．168．0．23 301＃保护 192．168．0．30 302＃保护 192．168．0．31 （2）每台开关保护只须配有一方向保护判别元件，正方向故障判别元件动作，反方向故障判别元件不动作。 （3）分析保护运行情况如下： 1）正常情况下各台开关保护发出巡检数据包，若接到对方应答信号说明通道正常，若连发两次均未收到对方信号则启动报警。 2）若1处发生故障： ①102＃保护方向判别元件动作，向202＃、302＃开关和变电站2母线保护发送保护数据包。 ②202＃保护方向判别元件动作，向102＃和302＃和变电站2母线保护开关发送保护数据包。 ③102＃保护和202＃保护收到对方保护数据后快速跳闸。 ④302＃同时收到102＃和202＃的保护数据包，判断是区外故障，自动转入延时，若202＃开关跳开，则保护返回，否则按整定时间跳闸。 ⑤变电站2母线保护收到202＃保护动作信号判断为线路故障则闭锁保护。 3）若2处发生故障，可构成母线保护： ①102＃保护方向判别元件动作，向202＃、302＃开关和变电站2母线保护发送保护数据包。 ②201＃保护、202＃保护、203＃保护方向判别元件均不动作，不发送数据包。 ③302＃保护方向判别元件动作，向变电所2发送保护动作数据包。 ④变电所2母线保护根据收到的信号判断为母线故障，快速跳开201＃、202＃和203＃开关。 ⑤102＃保护未收到201＃、202＃和203＃的保护数据包判断为变电站母线故障，自动转入延时。故障切除保护返回，否则延时到自动跳闸。 ⑥302＃保护未收到201＃、202＃和203＃的保护数据包判断为变电站母线故障，自动转入延时。故障切除保护返回，否则延时到自动跳闸。 4）若3处发生故障，则与1处分析相似。 4 光纤接口的实现 随着光纤技术的发展，国内外的保护生产厂商适应形势已经相继研究开发出具有光纤通道接口的保护设备。到目前为止，光纤接口的保护设备已有多种，基本是采用64kbit／s同步通信，装置的通信为64 kbit／s速率编码、同步数据链通信（SDLC）方式，在光纤通道中，连续传送64 kbit／s的高速数据信息，信息格式采用SDLC结构，其工作原理为主CPU连续查询I／O口的命令输入部分是否有电位变化，并将其变化的信息编入相应的数据码流。在数据接收中，采用同帧数据循环冗余校验（CRC）及相邻序列帧命令码互补校验方式，一但检出误码，便废弃误码帧信息，只有连续收到两帧完好的命令数据后才输出。长时间出现误码时，闭锁输出并送出报警。其接口方式大致有三种类型：专用光纤通道接口、数据共用光纤接口和音频共用光纤接口。 5 结论 本文简单的阐述了基于光纤传输实现电力系统网络保护。总的说来光纤技术和网络技术的进一步发展和普及为继电保护的发展提供新的思路和广阔的发展空间。目前光纤保护已在许多地方试点，随着它的应用的进一步成熟，必将带来继电保护的又一次革命。 |
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基于光纤传输的电力系统网络保护的实现
时间:2014-03-31 09:17来源: 作者:鄂电电力 点击:
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