光纤差动保护的应用及现场调试
光纤差动保护在应用中应注意的问题
光纤差动保护在应用中应注意的问题摘要：光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高压与雷电电磁干扰等优点，在继电保护中得到广泛应用，但在运行中也发现了一些问题，重点讨论了光纤保护在实际应用中可能遇到的问题及其解决办法。
关键词：光纤差动；光纤通道；应注意的问题光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗低等优点。
而电流差动保护原理简单，不受系统振荡、线路串补电容、平行互感、单侧电源运行方式的影响，差动保护本身具有选相能力，保护动作速度快，最适合作为主保护。
光纤电流差动保护在运行中发现一些问题也不容忽视。
1光纤纵联电流差动的应用及运行中出现的问题电流差动原理的保护是较为简单的，也是最为有效的保护方式。
通过计算线路两侧电流的差值的有无，从而判别区内或区外故障。
区外故障时：故障电流为穿越性电流，两侧电流的差值为零。
区内故障时：故障电流由线路两侧向故障点流，两侧电流差值为两侧故障电流的和。
在实际应用中，220kV以上系统保护要求采用分相电流差动保护方式，它是把本侧的三相电流采样值传送到对侧，进行同步比较，从而计算出电流差值，经一定逻辑后，做出跳闸与否的选择。
在动作特性上，均采用比例制动原理。
某变电站220kV光纤电流差动保护WXH-803装置投运，通信方式为2M复用方式。
两端互联时候，两端出现较高误码。
由于是2M复用方式。
首先确认时钟方式设置是否正确，当时投运人员确认没有错误，都为主时钟，但本着现场实时检测的原则，还是打开光端机后盖进行确认，结果发现B端时钟方式设置为从时钟方式，更改为主时钟。
然后两端互连，发现误码虽然有所减少，但仍然有存在。
分别对A、B两端进行近端光自环，装置没有误码；对A、B两端进行近端自环，装置仍然正常没有误码；对装置进行远端电自环，发现装置有误码产生，检查通信网络通信正常，还是本着现场实时检测的原则，最终确定误码产生的原因在于其中一条光纤通道的PDH/SDH设备的时钟不准确，从而造成了误码的产生。
光纤电流差动保护装置的特点与调试
监 控 系 统 的 一 部 分 ， 作 人 员 通 过 后 台 管 理 机 不 仅 可 对 保 护 工
进 行 定 值 整 定 ， 而 且 可 以 下 载 新 的 保 护 配 置 形 式 及 控 制 逻 辑 。当 系 统 发 生 故 障 时 ， 过 故 障 分 析 软 件 还 可 以 进 行 故 障 通
为 了 防 止 超 高 压 长 距 离 输 电 线 路 中 分 布 电 容 电 流 对 差 动 保 护 的 影 响 ，ＲＥ ６ Ｌ５ １差 动 保 护 采 取 了 电 容 电 流 补 偿 ，线
为 ２０ ０Ｈｚ， 利 用 插 值 法 获 取 每 毫 秒 的 采 样 值 ， 电 流 经 ０ 并 相 傅 立 叶 滤 波 后 ， 其 基 波 分 量 作 为 比 较 量 ， 基 波 分 量 由 傅 取 其 立 叶系 数 ｎ ，ｂ表 达 ，分 别 是 表 示 ｓ ｉ ｎ，Ｃ Ｓ分 量 。傅 立 叶 滤 Ｏ
白 瑞
（ 西 电 力 科 学研 究 院 ， 山 西 太 原 山
０ ０ ） ３０ ０１
摘 要 ： 分 析 讨 论 了 ＲＥ ６ Ｌ５ １光 纤 差 动 保 护 的 原 理 及 特 点 ，并 结 合 阳城 电 厂 ５ ０ｋ 线 路 保 护 的 调 试 ，提 出 了检 验 ０ Ｖ
中 应 注 意 的 问题 。 关 键 词 ：光 纤 ； 分 相 差 动 保 护 中图分 类 号 ： ＴＭ ７ ７ 文献标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ６ １ ０ ２ （ ０ ２） 刊 １ ０ ４ ０ １ ７ ３ ０ ２ ０ 增 ０ ５ — ２
光 纤 分 相 电 流 差 动 保 护 装 置 作 为第 一 主 保 护 。 保 护 装 置 功 该
能 强 大 ，算 法 原 理 先 进 ，在 我 省 电 网 首 次 使 用 。
光纤差动保护现场联调
动作 区， 差动继电器不动作 。所 以此种差 动继 电器可 以区分线路正常运行 、 外部短路和 内部短路 ， 从而实
现当本线路故障时动作切除故障。
２ Ｒ Ｓ ９ １ ． ２ Ｃ － ３ 保护装置光纤差动动作逻辑
灯应为熄灭状态 ， 说明两侧通信正常 。 调试人员在 ｌ 侧 Ａ、 、 Ｂ ｃ三相分别加入 １Ａ、 ３Ａ电流 ， 侧机调试 ２Ａ、 Ｉ Ｉ
・
５３ ・
《 宁夏 电力） ０ ９ ） ０ 年增刊 ２
光 差动 现场 纤 保护 联调
向对侧发送差动 动作允许信号
Ａ相差动动作
Ｂ相差动动作
Ｃ相差动动作
图 ３ 差动 动作
／ １ 一 Ｉ１ ＋ Ｎ ２ ＝／一 ｉｌ ， ／ ＝／ 一 ，Ｉ１ ２ Ｎ，制 动 电流 较 小 ， ＝ Ｍ Ｋ 小 于 短 路 点 的 电流 ，。若 两 侧 电流 ＝ ， 制 动 电 流 Ｋ 则
．
Ｋ＝ｄＩ 差 动 继 电 器 可 以用 以 下 两 个 数 学 表 达 式 的 Ｉ。 ｌ ，
‘ ’ 辑 表示 为 ： 与 逻
Ｉ＞ ｉ ａ
向被保护线路 的方 向规定为其正方 向）差动继电器 的 ，
动作 电流为 ， ｄ 时 ， Ⅳ两侧 电流都 点 、
《 宁夏 电力｝ ０ ９ ２ ０ 年增 刊
光纤差动保护现场联调
金 辉 ， 张琴 琴 ， 秦 鹏 ７ ３０ ） ５０ ０
（ 宁夏石 嘴 山供 电局 ， 宁 夏 石嘴 山市
摘
要： 根据线路 实际运行时经常 出现的故障类型 ，以银 北电网应用最广的Ｒ Ｓ９ １ 纤差动保 Ｃ－３光
护装置为例， 介绍其相应动作逻辑构成和现场联调方 法， 并结合现 场工作 经验对光纤差动保护 日常
光纤电流差动保护技术的应用
近 年 来 ，随着光 纤技 术 、通信 技术 、继 电保护 技 术 的迅速 发 展和光 纤等通 信 设备 的成本下 降 ，电 力通 信网络的发展和普及为分相电流差动保护的大规 模应用提供 了充足的通道 资源 。光纤分相 电流差动保 护具有灵敏度高 、动作速度快 、安全可靠 ，不受系统
振荡影响等优点 ，已广 泛应用在 电力系统主要设备的
产 生分布 的充 电 电容 电流等 因素 ，差 动保护 在利 用
本 地和对 侧 电流 数据 按相进 行 实时差 电流计 算 时 ，
其值 并不 为零 ，即存 在一 定 的不 平衡 电流 。其 原因 是存 在励 磁 电流 ，电流互感 器有 误差 ，当线 路两 侧 Ｔ 励磁特 性不 完全 一致 时，两￣ Ｔ 的误差 也就存 在 Ａ Ｊ ＩＡ
光 纤 区 电气安 装 工程 有 限公 司 ， 东 中 山 ５ ８ ３ 中 广 ２ ４ ７）
摘要 ： 随着微机 保 护技 术和光 纤通 讯技 术的 日益成 熟 ，￣ｅ ，流差 动保 护广 泛应 用于 电力 系统 ，文 章介 绍 了 ４ｋ －
Ｉ ｂ
．
光 信 号经光 纤送至 对侧 保护 ，保护装 置 收到对 侧传
来 的光 信号 先解 调为 电信号 ，各侧 保护利 用本 地和 对 侧 电流数 据按相 进行 差动 电流计 算 。根据 电流差
光纤差动保护装置原理分析及其调试、运行注意事项
RCS-9613CS型光纤差动保护原理分析及其调试、运行注意事项一、开放条件在保护功能已投入的情况下, RC S9613CS 型光纤差动保护装置的开放条件是:a) 保护启动且满足差动方程。
b) 保护没有启动, 但是相电压或相间电压由正常值变为低于65 % Ur ( Ur 为线路的额定电压) ,且满足差动方程。
c) 开关置于分位, 且满足差动方程。
一旦上述任一条件得到满足, 保护装置将给对侧发差动允许信号, 对侧如检测到有区内故障, 两侧保护出口将动作。
上述开放条件仅对瞬时金属性短路故障而言。
二、闭锁条件RC S9613CS型光纤差动保护装置的闭锁条件是:a) 保护功能压板不投;b) 开关位置为合位, 且三相电压正常(三相对称且幅值大于65 %Ur ) ;c) 开关位置为分位, 但是保护没有接受到跳闸信号(如控制电源被切除) 。
上述任一条件不满足, 则对侧保护装置检测到任何瞬时故障, 两侧光纤分相差动保护均被闭锁。
上述闭锁条件只是针对瞬时金属性短路故障而言的, 当后备保护在投入状态或发生零序高阻接地故障时, 闭锁条件将不起作用。
三、特殊试验条件下的反应特殊试验条件下RC S9613CS型光纤差动保护装置的反应情况:a) 对空载充电线路, 在断路器断开侧对保护装置进行加电流试验。
若只投主保护压板, 其它后备保护压板不投, 模拟各类型故障(故障电压低于40 V) ,则两侧光纤差动保护装置均不动作; 投入主保护压板及其它后备保护压板, 加故障电流, 如本侧开关断开, 则后备加速保护动作, 开关合位时, 后备保护动作, 经一定延时后, 光纤差动保护装置动作, 此时,对侧光纤差动保护装置也随之跳闸; 若只投主保护压板, 其它后备保护压板不投, 空载充电线路有启动电流, 则两侧光纤差动保护装置动作; 任一侧开关跳闸异常, 不影响两侧光纤差动保护的逻辑判别。
b) 空载充电线路发生故障时, 断路器断开侧光纤差动保护装置不动作。
浅谈光纤差动保护
浅谈光纤差动保护摘要：随着我国经济以及科技的快速发展，超高压输电线路也得到了一定的发展。
近年来，光纤通信技术发展迅速，光纤差动保护因其保护原理简单、动作快速、能可靠地反映线路上各种类型故障等优点，在220kV 及以上电压等级的输电线路中作为主保护被广泛应用。
本文主要从光纤差动保护原理入手，结合实际经验，对其功能的应用和实现做了相应的介绍。
关键词：光纤差动、原理、注意事项光纤差动保护基本原理由于只能反应两侧TA 之间的线路全长，在原理上讲光纤差动保护并不是完整的保护，通常还需附带其他后备保护以弥补不足。
如RCS-931保护以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，还配有工频变化量距离元件构成快速的Ⅰ断保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流保护构成后备保护，保护有分相出口。
光纤差动保护需注意的问题TA饱和TA 的饱和使得电流二次值与一次值的误差超出规定值范围，在区外故障时，会影响差动保护的正确动作。
克服TA 饱和可选用合适的电流互感器，宜尽量选用有剩磁限值的互感器如TPY 型；此外，保护装置本身也应采取措施减缓互感器暂态饱和影响，如采用变制动特性比率差动原理等。
在RCS-931保护中，由于采用了较高的制动系数和自适应浮动制动门槛，从而保证了在较严重的饱和情况下不会误动。
通道数据同步性光纤差动线路保护装置对两侧数据的实时性、同步性要求较高，若两侧采样不同步，会使不平衡电流加大，产生差流。
通道两侧采用一主一从方式，用于测量通道延时，主机侧为参照侧，从机侧为调整侧，若两侧不同步，参与计算的交流采样值不是同一时刻的，就会出现差流。
解决该问题必须统一时钟，改变时钟方式。
RCS931 系列保护通过控制字“主机方式”和“专用光纤”进行整定，可防止因数据传输中产生周期性滑码，出现差流。
若差动保护装置的通信时钟方式控制字设置错误，保护装置也会报通道异常，使光纤差动保护退出运行。
因此现场调试及运行中要特别注意正确设置装置的通信时钟方式。
RCS931系列光纤差动保护装置现场调试
RCS931系列光纤差动保护装置现场调试摘要: 南瑞继保的RCS931系列是由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，可用作输电线路的主保护及后备保护。
本文借助ONLLY继保调试仪器，简述了RCS931系列光纤差动保护装置的保护功能调试方法和光纤通道的保护联调方法，对RCS931系列保护装置的现场调试具有一定的参考价值。
关键字：线路保护、RCS931、调试1 引言RCS931系列微机保护装置一般包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套后备保护。
RCS-931系列保护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。
ONLLY测试仪器是由昂立电气公司研发，可以独立完成各种继电保护功能调试的保护测试装置，广泛适用于电力、铁路、石化、冶金、矿山、军事、航空等行业的科研、生产和电气试验现场。
正确地进行装置的功能调试是装置能准确判断及动作的必要前提。
2 光纤纵差保护2.1光纤差动保护原理光纤纵差保护是直接将对侧电流的相位信息传送到本侧，本侧的电流相位信息也传送到对侧，每侧保护对两侧电流相位进行比较，从而判断出区内外故障，属于直接比较两侧电量的纵联保护，包括分相电流差动和零序电流差动两种[1、2]。
2.2试验方法(1)将光端机(在CPU插件上)的接收“RX”和发送“TX”用尾纤短接，构成自发自收方式；仅投差动保护压板；整定保护定值控制字中“投纵联差动保护”、“专用光纤”、“通道自环”、“投重合闸”和“投重合闸不检”均置1。
此时通道异常灯应该为不亮状态。
(2)等保护充电，直至“充电”灯亮，且TV断线灯不亮。
(3)进入ONLLY测试仪器的电压/电流菜单，加大于1．05×0．5×差动电流高定值的故障电流，模拟单相或多相区内故障。
(4)装置面板上相应跳闸灯亮，液晶上显示“电流差动保护”，动作时间为10～25ms。
三端口光纤差动保护的调试及维护
作者简介 ： 栗磊 ，男，石 嘴山供 电局保护 自动化所 ，助 理工程师。
三 端 口光 纤 差 动保 护 的 调 试 及 维 护
三 、保护装置带通道联调
不动 作 。 （ 侧 轮 流进 行 测试 ） 三
在进行 三 端 口光纤 电流差 动保护 联调前 ，应 完成相应 三
（ ）合三侧开 关， 侧加入正向单干 、 ２ Ｍ Ｈ 相问故障， Ｎ侧 、
三端 线路 的负荷 电流 ，至少 存在一 端为 电流 流人 ，且至少
存 在 一 端 为 电流 流 出 ，如 图 １ 示 。 所
， ｉ
其 中 一 侧 为 主 机 ，作 为 参 考 端 ， 另 两 侧 分 别 为 从机 １ 、从 机 ２ 作 为 同步 端 。 主 从 机 由 装 置 自动 形 成 。 三 ， 侧 以 同 步 方 式 交 换 信 息 ，参 考 端 采 样 间 隔 固 定 ， 并 在 每 一 采 样 间 隔 中 固定 向 对 侧 发 送 一 帧 信 息 。 两 个 同步 端 随 时 调
投资 ，节约用 地 而被广 泛应 用。Ｔ接线 路有 很高 的经 济效 益 ，但却给继 电保护设计及 后期 的运 行维护带 来很多 问题 。 由于常规 线路 保护装置存在 受运行 方式和系统 振荡影 响大、
图２故障 电流示意 图
定值整定 配合 困难等 多种原 因 ，难 以满足 Ｔ接 线路 的运 行 流 差动保护 ，后 备保护 由常规的距离及零 序 电流保护组 成 ，
荡、平行 互感 、单侧 电源运 行方 式的 影响 ，且 差动 保护 本 可 一个信道接专用光纤 ，另一个信道复接 Ｐ Ｍ 设备 。具 Ｃ
身具有选相 能力 ， 保护动作速度快 ， Ｔ接线路的理想保护 。 体连： 图 ３所示 ： 是 揍如
光纤差动保护调试方法
光纤差动保护调试方法
光纤差动保护调试方法包括以下步骤：
1. 通道调试前的准备工作：检查光纤头是否清洁，光纤连接时，一定
要注意检查FC连接头上的凸台和砝琅盘上的缺口对齐，然后旋紧FC
连接头。
当连接不可靠或光纤头不清洁时，仍能收到对侧数据，但收
信裕度大大降低，当系统扰动或操作时，会导致通道异常，故必须严
格校验光纤连接的可靠性。
如果保护使用的通道中有通道接口设备，
应保证通道接口装置良好接地，接口装置至通信设备间的连接线应符
合厂家要求，其屏蔽层两端应可靠接地，通信机房的接地网应与保护
设备的接地网物理上完全分开。
2. 调试时的准备工作：投入差动保护，退出出口压板，开关处于合位。
看采样，一侧加A、B、C相分别为1、2、3A的电流，对侧应该能看到
的电流值为本侧电流二次值*本侧ct变比/对侧ct变比的值，若两侧
变比相同的话则对侧看到的值就是1、2、3A。
然后根据试验报告要求
加三相平衡的特定电流值，如要求的0.2倍额定电流、1倍额定电流、
2倍额定电流值。
可以看一下纵联保护闭锁灯的动作情况，常见的动作情况有：a.差动保护投退不一致（包括硬压板、软压板和控制字投退
的不一致，另外注意一下差动保护退出的一侧纵联保护闭锁灯并不会亮）b.拔掉保护装置背板上的光差通道 c.两侧识别码不对应 d.智能
站保护装置和合智一体的检修状态不一致（两侧保护装置检修状态不
一致并不会导致纵联保护闭锁）e.智能站保护装置接受合智一体的SV
断链。
光纤差动保护调试报告
光纤差动保护调试报告
一、背景及目的
本次调试旨在确保光纤差动保护装置在电力系统中的正常运行，提高电力系统的稳定性和安全性。
通过本次调试，我们将对光纤差动保护装置的性能、功能、参数等进行全面测试，并记录相关数据和结果。
二、设备描述
本次调试所使用的光纤差动保护装置型号为XDF100，该装置具有以下主要特点：
1. 采用光纤传输信号，具有较高的传输速度和稳定性；
2. 具备差动保护、后备保护、过载保护等多种功能；
3. 配置有液晶显示屏，便于操作和监视；
4. 具备远程通信功能，可与监控系统连接。
三、调试过程及结果
1. 设备安装及接线正确性检查：确认设备安装位置正确，接线方式符合要求，连接牢固。
2. 参数设置检查：确认装置参数设置正确，包括电流采样值、差动门限等。
3. 模拟故障测试：通过模拟各种故障情况，如区内故障、区外故障等，测试装置的动作准确性、灵敏性。
4. 实际运行测试：在电力系统实际运行状态下，对装置进行长时间连续测试，观察其性能表现。
测试结果如下：
（根据实际测试数据填写）
四、结论
经过本次调试，光纤差动保护装置性能稳定，动作准确、灵敏，符合设计要求。
但在实际运行中，仍需注意以下几点：
1. 定期检查设备运行状态，确保其始终处于最佳工作状态；
2. 定期进行维护保养，确保设备安全可靠；
3. 遇到异常情况时，应及时处理，防止故障扩大。
总之，光纤差动保护装置在电力系统中的应用，可以有效提高电力系统的稳定性和安全性，为人们的生活和工作提供保障。
光纤差动保护调试方法
光纤差动保护调试方法光纤差动保护是电力系统中常用的保护装置，用于检测和保护电力系统中的线路或设备。
在进行光纤差动保护的调试时，需要采取一系列的方法和步骤，以确保保护装置的正常运行和准确响应。
进行光纤差动保护的调试前，需要对保护装置进行正确的接线。
根据接线图和系统的实际情况，将光纤差动保护装置与被保护的设备进行正确的连接。
同时，还需确保接线的可靠性和稳定性，防止接线松动或接触不良导致的误动作或漏动作。
接着，进行光纤差动保护的参数设置。
根据实际的系统参数和保护要求，对光纤差动保护装置进行参数设置。
包括差动保护的比率、滞回特性、动作时间延迟等参数的设定。
这些参数的设置需要根据具体的线路或设备的特点来确定，以实现准确的差动保护。
完成参数设置后，还需进行保护装置的功能测试。
通过模拟故障或实际的故障情况，对光纤差动保护装置进行测试，验证其差动保护的准确性和可靠性。
测试过程中，可以采用手动操作或自动操作，观察保护装置的动作情况，并记录测试结果。
在调试过程中，还需对保护装置的报警和显示功能进行验证。
保护装置通常会具备报警功能，在故障发生时能够及时发出报警信号。
通过对不同故障情况的模拟测试，验证保护装置的报警功能是否正常。
同时，还需检查保护装置的显示功能，确保显示屏能够正确显示各种参数和状态信息。
除了功能测试和验证外，还需进行保护装置的稳定性测试。
通过长时间的运行和负荷变化测试，验证保护装置的稳定性和可靠性。
测试过程中，需要观察保护装置的动作情况和响应时间，并与设计要求进行对比。
还需对调试过程中的问题进行记录和总结。
记录调试过程中遇到的问题、解决方案和测试结果，以便后续的维护和调试工作。
总结调试经验和教训，为日后的光纤差动保护调试工作提供参考。
光纤差动保护的调试是一项重要的工作，需要进行正确的接线、参数设置、功能测试、报警与显示验证、稳定性测试等步骤。
通过合理的调试方法和严谨的工作态度，可以保证光纤差动保护装置的正常运行和可靠性，提高电力系统的安全性和稳定性。
数字式线路光纤差动保护装置的现场调试
式 中 Ｉｄ为差 电流 ；Ｉｄ 制动 电流 ；Ｉｄｄ为 差流 ｃ ｚ为 ｃｚ 定植 ； 为第 一折 线斜率 Ｋ１ （ 比例 制 动段 ｌ 制动 系数 ） ； Ｋ２ 为第二 折 线斜率 （ 比例 制动 段 ２ 制动 系数 ） ｉｔ ；Ｉ 为 ｎ 分 相差 动两 线交点 。如 图 ４所示 。
换 为光信 号 送给 对 侧装 置 ，将 对 侧传 来 的光信 号转 换
２装置的构成及工作原理
２１装置构成 ． 本装置 由交流接 口插 件 、 板插 件 、 口插件 、电 主 出 源插件及人机接 口插件等组成。如 图 ｌ 所示。
为 Ｒ ２ ２电平送给本侧主板插件。如图 ２ Ｓ３ 所示。
电平 ／ 光 Ｌ
ｒ
Ｉ ａ Ｉ ｂ Ｉ ｃ
．．
Ｌ
１
光 ／ 电平
本 侧 装 置
对 侧 装 置
图 ２双侧装置各倍 号输入传输 图
图 １装置插件布局 图
２１１交流接 口插件 ．．
２２装置的保护原理 ． 差动保护反映差电流动作 ，区内故障时无制动或
本 插件将 系统 电流 互感器 二 次侧 强 电流信 号变 成 制动分量较小 ，区外故障时则有较强的制动特性 。因
］ｄ ｃ
可 采用 图 ３ 的接线 ， 照 图 ２ 高压 开 关柜 电流互 参 和 感器二 次 回路原 理 图 ， ＡＢ 按 Ｃ回路 在装 置 交流输入 的 端子上加 入 ５ Ａ的 电流 。 然后在 显示 器上 核对 相应通 道 的显示值 ， 误差 ≤５×（ ±５ Ａ。 其 １ ％） 否则 应 予以修正 。
保护装置所需的弱 电信号， 还起隔离和抗干扰作用。 本 此 ，能够快速 、灵 敏地 切 除故 障。 同时在正 常 运行及 插 件输入 ３ 电流模 拟信 号 】ａ 】ｂ 】Ｃ 内部 Ｃ 外部穿越性故障时又能保证不误动。 路 、 、 经 Ｔ 具有选择性好、 灵 敏度高 、速度快、动作安全可靠的特点 。 变 换为 弱 电信 号至 主板 。
光纤电流差动保护的原理及应用
在继电保护用光纤均使用单模光纤，使用1．3 pm的 波长段 。
2008年第10期电气技术f 77
产品与应用
3光纤保护
光纤保护目前已在国内部分地区得到较为广泛
的使用，对已投入运行的光纤保护，按原理划分主
要有光纤电流差动保护和光纤闭锁式、允许式纵联
保护两种。
在3个波长区域的传输特性进行了比较。
涂覆 脞
拭咖 嘲
纤，匕 包按
图l 光纤的结构
表l 光纤的传输特 性
光纤类型 多模光纤 多模光纤 单模光纤 单 模光纤
波K／pm O．85 1．3 I ．3 1． 55
衰耗 ／( dB· km。) O～3
O． 5～1．2 O． 3～O．8 0．1 ～O．3
由表l 可以看出，单模光纤的传输衰耗最小，
很细( 芯径一般为9um或l OBm) ，只能传一种模式 的光，因此，其模问色散很小，适用于远程传输， 但仍存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对
光源的带宽和稳定性有较高的要求，带宽要窄，稳 定性要好。
2．2继电保护用光纤的特点… 继电保护用光纤对哀耗值要求较高，不同波长
的光信号衰耗值彳i 同，表1对单模光纤和多模光纤
纤电流差动保护的J 卜确运行起到关键的作用，因此
目前光纤 差动电流保护 都采用t 从方式，以 保证时
钟的同步；由J ．．日前光纤均采用64 Kbi t 数字通道，
电流筹动保护通道中既要传送电流的幅值，又要传
送时问同步信号，通道资源紧张，要求数据的误码
校验位不能过长，这样就影响了误码校验的精度。
目前部分厂家推出的2 Mbi t 数字接【j 的光纤电流差
适应电力系统震荡、非拿相运行等优点是其他保护
线路光纤差动保护测试原理及实操方法
测试设备：长园深瑞PRS-753S 光纤纵差成套保护装置使用设备：继保之星-1600 继电保护测试系统▲继保之星-1600 继电保护测试系统测试原理：假设M侧为送电端，N侧为受电端。
正常状态下或者发生区外故障时M、N两侧电流幅值相同、方向相反。
根据差动电流原理（差动电流为本侧与对侧电流向量和）得出差流为零。
当发生区内故障时，N侧电流反向，此时M、N两侧流入的电流幅值相等，方向相同，产生的差流为各相故障电流的两倍。
▲光纤电流差动保护系统构成示意图根据保护要求，当差动电流幅值小于整定值0.95倍时，保护可靠不动作；当差动电流值大于或者等于整定值1.05倍时，保护可靠动作且动作时间低于100mS。
注意：实际测试中通常将保护装置尾纤（与对侧保护连接的光纤）进行自环，并将本侧、对侧识别码设置为相同。
此时保护装置通过光纤收到的对侧（实际是本侧）发出的故障电流值与本侧故障电流值相加即为试验差动电流值。
由此，可推算出实际加入的实验电流值是产生的差动电流值的二分之一。
保护装置整定值：变化量启动电流定值：0.2A差动动作电流定值1.2A测试方法1、保护装置设置压板设置：检修压板投入，纵联差动保护投入，A 、B、C跳闸出口压板退出。
控制字设置：定值整定-纵联差动保护设置为1，其他控制字设置为0。
2、接线▲接线原理图断开IA、IB、IC、IN端子排上的连接划片，使保护装置与线路断开将测试仪的IA、IB、IC、IN输出端口接入对应端子排保护装置侧将测试仪UA、UB、UC、UN接入相应的端子排测试仪开关量输入+KM端子接入装置正电源端子口测试仪开关量输入A端子接入装置跳闸线圈端子口（本次选择压板跳闸出口）▲继保之星-1600 接线图▲电压电流接线▲开关量+KM接线▲跳闸线圈接线▲光纤自环前▲自环后实验操作1、验证0.95倍整定值下，差动保护可靠不动作。
（单独验证A相，其他相可参考此设置）根据差动动作值1.2A计算可得，差动电流实验值1.2*0.95=1.14A，实验电流为0.57A。
差动保护调试方法
差动保护调试方法差动保护是一种常用的电气保护装置，可以实现电气系统的故障检测和保护功能。
差动保护的调试就是为了确保其正常运行，及时响应故障并采取措施进行保护。
下面将介绍差动保护的调试方法。
一、预备工作在进行差动保护的调试前，首先要确保系统的连线正确，并且系统的各个元件已经正确安装。
还需要对差动保护装置进行正确的设置和参数调整。
二、启动差动保护装置在调试前，首先要将差动保护装置启动，确保其可以正常运行。
通常需要检查差动保护装置的电源电压是否正常，开关控制信号是否到位，并且确保差动保护装置的各项指示灯都亮起。
三、设定差动保护装置的参数差动保护装置的参数设定是比较关键的一步，需要根据实际系统进行合理设置。
首先要对差动保护装置的制动电流和动作电流进行设定。
制动电流一般根据系统的额定电流确定，而动作电流则要根据系统的故障电流确定。
一般要设定一个较小的动作电流，以确保差动保护装置可以及时响应故障。
四、设定差动保护装置的延时时间差动保护装置通常存在一个延时时间，用于区分故障和启动电流。
在调试时，可以根据实际情况逐步增大延时时间，以确保差动保护装置可以正确判断系统故障。
五、进行测试1.短路测试为了检测差动保护装置的响应时间和保护动作是否准确，可以进行短路测试。
方法是在系统中引入短路故障，然后观察差动保护装置是否正确响应并采取保护动作。
2.假比率测试假比率测试是为了验证差动保护装置的接线和转换装置的正确性。
方法是将一个外接装置与差动保护装置并联，让其作为一个虚假的差动装置，然后观察差动保护装置是否正确判断系统故障。
3.断路测试断路测试可以验证差动保护装置的保护动作是否准确。
方法是在系统中引入线路断路，然后观察差动保护装置是否准确判断并采取动作。
六、记录和分析测试结果在进行测试时，应该记录测试的参数和结果，包括动作电流、延时时间、保护动作等信息。
并对测试结果进行分析，查找差动保护装置运行中的问题，并针对问题进行调整和修改。
光纤电流差动保护
主机柜
集成数据处理、通信控制 等功能，是整个系统的核 心。
软件构成
保护算法
实现差动保护功能的核心软件，包括采样、滤波、 计算等模块。
人机界面
提供系统运行状态、故障信息等可视化界面，方 便用户操作和维护。
通信协议
实现系统内部及与其他系统的数据交互，保证信 息传输的准确性和实时性。
通信系统
数据传输
负责将采集到的电流信号 传输至主机柜进行处理。
原理
通过采集线路两侧的电流信号，经过处理后比较两侧电流的 大小和方向，判断是否存在故障。当检测到电流差动量超过 设定阈值时，保护装置会立即动作，切除故障线路。
光纤电流差动保护的特点
快速性
选择性
光纤电流差动保护具有快速的响应速度， 能够在很短的时间内切除故障线路，减少 故障对系统的影响。
光纤电流差动保护只切除被保护线路的故 障部分，不影响其他正常线路的运行，具 有很好的选择性。
方案包括加强设备接地措施、提高设备的电磁屏蔽性能和采用抗干扰能
力更强的电子元件等。
未来研究方向
混合式保护技术
结合电流差动保护和其它保护原理，提高保护装置的适应性和可 靠性。
智能决策与控制
通过人工智能技术和大数据分析，实现智能决策与控制，提高电网 的运行效率和安全性。
网络安全与防护
加强网络安全与防护研究，保障光纤电流差动保护系统的安全稳定 运行。
光纤电流差动保护
contents
目录
• 光纤电流差动保护概述 • 光纤电流差动保护系统的构成 • 光纤电流差动保护的算法与实现 • 光纤电流差动保护的测试与验证 • 光纤电流差动保护的应用与案例分析 • 光纤电流差动保护的未来发展与挑战
01 光纤电流差动保护概述
光纤差动保护的应用及现场试验方法
１ 引言
高 压线路光纤电流差动保护 ， 比较线路两侧 的电流量 ，
以Ｒ Ｓ ３Ａ光纤差动保护装 置为例 ， Ｃ —９ １ 光纤电流差 动
保护主要由差动 Ｃ Ｕ模件及通信接 口组成。差动 Ｃ Ｕ模 Ｐ Ｐ
件完成采样 数据读取 、 滤波 ， 数据发送 、 接收 ， 数据 同步 ， 故 障判断 、 闸出口逻辑 （ 图 １ ； 跳 见 ） 通信接 口完成与光纤 的光 电物理接 口功能 ， 另外加 装的 Ｐ Ｍ复接接 口装 置完成数据 Ｃ 码 型变换 ， 时钟提取等 同向接 口功能。 光纤电流差动保护 可
道 中既要传送电流幅值和相位 ， 又要传送时间同步信 号， 通 道资 源紧张 ， 要求数据的误码校验位不能过长 ， 就影响 这样 了误码 校验 的精度。 目 前部分厂家推出的 ２ ｂ 数字接 口 Ｍｉ ｔ
收稿 日期 ： ２０ — ６ ２ ０ ８ ０— ０
作者简介 ： 陈坚（ ９ １ ）男 ， １７ 一 ， 工程师 ， 从事送变 电电气安装工作。
３ 光纤纵差保 护原理
光纤电流差动保 护是在 电流差动保护的基础上演化而 来的 。 基本保护原理也是基于基尔霍夫基本 电流定律 ， 它能
独特优 点的数字式光纤电流差动保护正在取代传 统的电流
差动保 护 ，光纤通道具有很好 的抗 电磁 干扰能力 和大 容量 传输数据 的优点 ， 许多传统保 护无法实 现的辅助功能 ， 数字 式光纤 电流差动保护都能做到 ，从而为现场使用提供 了极
浅析光纤电流差动保护原理与调试方法
Ｅ １ ］刘小 利 ， 姚宗溥， 祝 石 厚． 光纤 电流 差 动 保 护 在 固原 电 网 中 的 应用 Ｅ Ｊ ］ ． 继 电器 ， ２ ０ ０ ７ （ １ ０ ） ： ６ ８ ￣７ １
全 性 和 可 靠 性 就 显 得 尤 为 重 要 。 由 于 纵 差 保 护 一 般 都 是 用 作 高 压 输 电线 路 的 主保 护 ， 而 光 纤 传 输 通 道 在 纤 芯 受 潮 或 断 芯 等
时在 Ｍ 侧光纤差 动 电流 保护 中加 入模拟 的故 障 电流 ， 使 得保
护 动 作 且 Ｍ 侧 和 Ｎ侧 的断 路 器 都 跳 闸 。上 述 调 试 步 骤 都 完 成
将Ｐ Ｔ二 次 回路 所 加 的 电 压 去掉 ， 并 向其 发 送 Ｐ Ｔ断线信 号 ， 同
３ 光 纤 电流 差 动 保 护 对 光 纤 通 道 的 要 求
光 纤 传 输 通 道 对 于光 纤 电流 差 动保 护 极 为 重 要 ， 电 流 信 息
的传输是完全依赖光纤通道来进行 的 ， 因此光 纤传输通 道的安
后再换 由 Ｎ侧重复进行 ， 直到断 路器动作都 正确 无误 ， 才结束
对 光 纤 电流 差 动 保 护 的 调试 。
故 障情况下会导致传输数据 出现大量误码甚 至传 输 中断 ， 为 了 保证高压输 电线路和电网的安全稳 定运行 ， 必 须确保纵 差保护 不会 因为光纤传输通道问题 而退出运行 。因此 ， 为纵差保 护配 置备用光纤通道是 十分有 必要 的。在 进行 电力通信 工程 的设 计 时， 无论是采用 复用光纤 通道 还是专 用光纤通 道 ， 都要 考虑
接收并查看 电流有效 值是否符 合要求 。（ ２ ）将 图 １中 Ｍ 侧 的 断路器合 闸 ， 而 Ｎ侧断路器则处于分闸位置 ， 然后往 Ｍ 侧光纤 差动电流保 护中加入模拟 的故 障电流信 号 ， 使得 其保护 动作并 造成 Ｍ 侧 断路器跳 闸 ； 再 把 Ｍ 侧和 Ｎ侧 的断路器都 合上 ， 并 往 Ｎ侧 Ｐ Ｔ的二次 回路 中加入正常 电压 ， 往 Ｍ 侧光纤差动 电流 保护中加入模拟 的故 障电流 ， Ｍ 侧保护装置应动作但 断路器不 跳 闸； 继续保持 Ｍ 侧及 Ｎ侧断路器处于合闸状态 ， 然后在 Ｎ侧
试论光纤差动保护在电力线路的应用
试论光纤差动保护在电力线路的应用基于光纤通信特有的优势，光纤差动保护被广泛应用于电力线路中。
目前，光纤差动保护的功能正逐步完善，其在保障国家电网安全稳定运行方面起着重要作用。
本文分析了线路光纤差动保护的基本原理以及工作特性，并探讨了光纤差动保护存在的不足点以及改善措施。
标签：光纤差动保护；电力线路；应用一、前言光纤作为传导载体有着非常好的抗干扰性，利用光纤传导信号可大大加强继电保护动作行为的快速性。
随着光纤技术、通信技术的迅速发展和光纤等通信设备的成本下降，电力通信网络的发展和普及为光纤保护的大规模应用提供了充足的通道资源。
目前我国大部分电网220kV以上线路保护采用光纤作为保护通道，光纤保护在发生各类故障时，均能快速准确判断故障并正确出口动作，具有良好的选择性和快速性。
差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理，差动保护把被保护的电气设备看成是一个接点，那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零，差动继电器不动作。
当设备出现故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，当不平衡电流大于差动保护装置的整定值時，保护动作，将被保护设备的各侧断路器跳开，使故障设备断开电源。
二、光纤差动保护的基本工作原理光纤差动保护的原理和一般的纵联差动保护原理基本上是一样的，都是保护装置通过计算三相电流的变化，判断三相电流的向量和是否为零来确定是否动作，当接在电流互感器的二次侧的电流继电器（包括零序电流）中有电流流过达到保护动作整定值的时候，保护动作，跳开故障线路两侧的开关。
不同的是光纤电流差动保护借助于线路光纤通道，实时地向对侧传递采样数据，同时接收对侧的采样数据，电流采样信号通过编码变成码流形式后，转换成光信号经光纤送至对侧保护，保护装置收到对侧传来的光信号先解调为电信号，各侧保护利用本地和对侧电流数据按相进行差流计算。
根据电流差动保护的制动特性方程进行判别，判为区内故障时动作跳闸，判为区外故障时保护不动作。
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经 同步调整后的对刨电流数字量．并与本 佩 电流数字量进行比较判断决定是否发出 ｌ Ｊ 出口命令。通信ＣＰ Ｕ单元的作 用是将本删 的 数字量经判断转换 后将信号传 向对侧 ． 井接受对侧的数字量经串 ／井转换 ，同时
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４
、
数 字 式 分 相 电流 差 动 保 护 应 用
以 Ｍ 侧 为基准 ，Ｍ 侧 “ ＴＡ 变比系
数 ” 整 定 为 “ ，则 Ｎ 侧 “ 变 比 ｌ” ＴＡ 系 数 ” 整 定 为 “ ０ ／ｌ ０ ＝０ ５ 。在 Ｍ ６ ０ ０ ．” ２
免母线受影响 ，主变保护动作时既跳开变 压 器 出线 断路 器 ，也 希 望跳 开 母 线 处 断 路 器 ，这时数字式分相 电流差动保护的远方
行检 测 。 返 修 工 具 ：８ ０可 方 便 地 对 少 量 的 有 ５ 故 障 的 产 品 进 行返 修 。
５．２． １ 联 调 试 验
该生产线的主导思想优先解决贴片焊 接 工艺 ，因 为贴片 焊பைடு நூலகம் 采用手 工焊 接效 率很 低 ，精 度也较 低 ，无法 保产 品的产 量 和质量 。这样 的配置 也是 许 多工厂 目 前正 在 采用 的方 案 。
由于 线 路 较 短 ，在 主变 故障 时 ，为 避
控 制字整定 为 “ ” ｌ ，采用 Ｐ Ｍ 复用通道 Ｃ 时 “ 专用光纤 ”控制字整定为 … ’ “ ０ ， 主 机方式”控 制字一侧置 “ ” ｌ ，另一侧置必
需 …’ ０。
可选 用 显 微 镜 或视 频 显微 镜 ） ，放 大 倍 率可达 ５ ，可清楚地对 电路板的焊接进 倍
来。若本侧收信号时本例采样值 序号 已增 加到 Ｎ＋ ｎ ２ 。序号往返需要 ２ 倍信号传输时 间，则本侧序号为Ｎ＋ 采样值必须当时收 ｎ ３ 线路分相 电 ． 流差动保护需要解决的 到的对侧采样 值是 同一时刻的采样值 。 采样值的同步是否 正确 ，在线路带负 问题 荷时检查差动电流便可 确定 。 ３ 采 样值的同步问题 ．１ ３．２差动继 电器的动 作判据 数字式差动纵联保护在计算差动电流 利用制动 Ｉ ｅ ＝ 【 １ ２ ２ ｒ ｓ Ｉ 一Ｉ ）／ 的采样值 时 ，必 须用两 侧电流在 同一时 采用微机保护三折线特性 比率差动继 刻的采样值进行计算。假设 Ｍ 侧在收到 Ｎ 电器 侧信息后经过 ＴＭ 时 间开 始下 一次采样 ． １． 引 言 ＡＢ Ｉ ＊ ０． Ｉ ｄ ５ｎ 高 压线路分 相 电流差动 保护 ．其保 Ｎ侧在收到 Ｍ 删信息后经过 时 间开始 当Ｉ ｓ ．５ ｒ ＜］２ ｅ 下一 次 采 取 。 因为 两 侧的 采 样周 期 相 护方式原理简单可靠．比较线路 两侧的电 ＢＤ Ｉ ０． ｎ ４Ｉ 流量，其不受负荷电流影响，不反应系统 同 ．信息传输 的时 间也相 同。如果 两恻 当 １２Ｉ＜Ｉ ．Ｍ ．５ １ ｒ Ｉ ｅ ０ Ｍ＝ Ｎ，设 Ｎ侧采样时 刻比 震荡 ＋ 有绝对的选择性 ， 天然的选相能力， 必须同步则 Ｔ Ｔ ＤＥ ｄ ２Ｉｅ 一２ ｎ Ｂ＝１． Ｉ ＊ ｒ ｓ Ｂｉ ６ ｔ Ｎ— ＴＭ＝ ２ 不受串补电容器的影响，能快速切除垒线 Ｍ 侧采样时刻早Ａ ，所以 Ｔ 当 Ｉ ｓ２ ｒ ＞ ￣ ｅ ，只要将 Ｔ Ｎ值发送到 Ｍ 侧或 ＴＭ值 故障 ，灵敏度高 ，对于线路分相纵差保护 Ａ ｔ 在单相高阻接地时 ， 电流可能小于 接地 后，对采 装置而言 ，要解决两个问题，可为现场使 发送到 Ｎ恻 ，接收端计算出△ ｔ 负荷 电流 样时 刻进行调整达 到同步 采样。 用提供极大的方便 。 不 灵敏 ，这时 增设零 序差 动继 电器 ，过 采样同步 后 ，在 向对 侧发 出信息时 ３ ： ．ｋ ｕＯ ０ ５ Ａ整定 ． 满足灵敏度要求 。 应附带传送 本侧采 样值的 序号 ，对 侧在 ２．纵联 电流差动保护 向本恻发信息时应将序号 Ｎ及时地转发回 随着计 算机 技术 、光纤 通信技 术的
根据两删的信息进 行电流的 同步调整 接 口实现光电转换。 发展，现在纵联 电流差动保护在通信传输 中传送 的是 经保护处理后的数字量 ，由于 光纤 通道不受线路故障形式的影响 ，尤其 是光纤通道抗电磁干扰的能 力强 ，短线路 保护中光纤 纵联 电流保护正越来越多地被 采用。光纤通道可以采用脉冲编码调制的 方法传递电流的采样 值，直接 供微 机保护 使用。保护装置经交流 采样 ， 模数变换后． 保护 Ｃ Ｕ单元对信号进行滤波 处理 ． Ｐ 并将 滤波后的电流数 字量 传送给通信 ＣＰ 单 Ｕ 元， 同时保护Ｃ Ｕ单元也将接受通信Ｃ Ｕ Ｐ Ｐ
跳 闸 辅 助 功 能 即 可 实 现 这一 目的 。
４． １应 用 于 短 线 路
将 两 恻 保护 接 人通 道 ，假 设 Ｍ 恻 Ｃ Ｔ
上 接 第 １ １页 ２
变 比 为 ｌ ０ ／５ ２ ０ ，Ｎ 侧 Ｃ Ｔ变 比为 ６ ０ 。 ０ ／５ 通 道 采 用 专用 光 纤 时 “ 用光 纤 ” 专
随着 电网的改造 ，城市 电网越来越紧 密，高压 系统 （ １ｋ １ ０ Ｖ以上 ）短距离输 电 线路越来越多 ，对于短距离线路 ，由于距 离保护、零序保护应用不够 ，采用高频保 护又要增加不少辅助设备 ，随着光纤的出 现数字式电流差动保护广泛应用于短线路 。 ４．２实现远方跳 闸功能
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中国科 技信息 ２ ０ Ｏ６年第 １ 期 ７ ｃ ＩＡ ￣ Ｉ Ｃ Ｎ ￣Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｎ ∞ Ｔ Ｎ ｓ ２Ｏ ＨＮ Ｅ ＥＡＤ Ｎ Ｈ ＯＯ Ｙ ｌ Ｆ ＾ １ 印 ０６ ０
光纤差动保护的 应用及现场调试
钱 国平 江苏省 如 东县 供 电公 司 ２ ６０ ２＊０