探究220kV线路光纤差动保护联调方案

探究220kV线路光纤差动保护联调方案
摘要：文章依据220kV线路的结构特点，分析了线路中光纤分相差动保护的工
作原理，光纤分相差动保护装置的特点，差动保护中通信装置的接口方式，以及
时钟在保护装置中所起到的作用。

从保护联调的角度分析了联调的具体实施方法
和存在的问题。

关键词：线路；光纤；差动保护；联调
220kV线路是电力系统中联系整个系统的支架，线路是否运行在安全可靠的
状态下在很大程度上决定着整个电力系统是否能安全可靠的运行。

因此，在
220kV输电线路上采用的多个成套微机保护装置应同时满足继电保护装置选择性、灵敏性、速动性以及可靠性四个最基本的要求。

一、输电线路上常用差动保护概述
在输电线路上最常使用的差动保护方式是分相电流差动保护。

分相电流差动
保护，从保护的工作原理上来说，是一种理想化的方式。

分相电流差动保护的优
势体现在，保护方式不受震荡干扰、不受运行方式影响，过渡电阻对它的影响非
常小，保护方式自身具备选相的能力，因其具备继电保护装置应该具备的绝对选
择性、灵敏性以及速动性等诸多优点，光纤分相电流差动保护已成为了220kV输
电线路上使用最多最主要的保护方式。

分相电流差动保护的保护原理是，通过输
电线路两侧的微机保护装置之间的互通信息，实现对本输电线路的保护。

要想确
保分相电流差动保护能够安全可靠的投入到运行中，就要对输电线路两侧的微机
保护装置进行联调。

就目前一些铺设的输电线路，分相电流差动保护是采用光纤通道，将220kV
输电线路两侧的微机保护装置进行纵向联结，将一端的电流、电压幅值及方向等
电气量数据传送到另一端，将两端的电气量数值进行对比，依此判断输电线路上
的故障时发生在本段线路范围之内还是范围之外，针对于线路范围之内的故障才
采取切断线路的一系列动作。

在输电线路的实际应用中，差动保护装置在交换线路两侧电气量的时候一般
采用允许式信号作为接受对侧电气量的指示，当装置发生异常或者是TA发生断
线时，发生异常的这一侧的起动元件及差动继电器有可能都发生动作，但线路的
另一侧不会向异常的这一侧发出允许信号，有效避免了纵联差动保护的误动现象，提高了输电线路运行的可靠性；另外，输电线路上的保护装置还能传输来自远方
的跳闸信号，传输过电压命令信号等，纵联差动实现了输电线路两侧断路器在故
障发生时快速跳闸，从而保证了继电保护装置的速动性。

二、纵联差动保护的相关概念
（一）纵联差动保护的数字通道
就目前新铺设的一些输电线路，继电保护装置的通道多采用光纤通道，即某
一特定传输速率的同向接口复接通信。

输电线路两侧保护装置要实现同步的关键
在于时钟，光纤通道在负责传输数据信号的同时，还负责着时钟信号的传输，正
是因为通道之中也有着时钟信号，输电线路两侧数据流的准确传输才成为了可能。

在允许式传输方式中，也就是采用允许式信号的传输方式中，保证唯一的主时钟
存在，并将对侧的保护装置作为从时钟，从而才能实现数据的同步传输，并为输
电线路两侧将要做比对的电气量值确立一个统一的基准，在实现输电线路两侧保
护装置数据传输同步的同时，也确保了数据分析的同步。

（二）纵联差动保护的联调
在联调的实际进行过程中，先将脉冲编码调制光纤的各个接口接好，用光衰
耗测量设备测量整条线路上光衰耗，并对衰耗程渡做记录，对于衰耗太大的部位，用酒精擦拭光纤，直至光衰耗值处于标准状态，然后将线路两侧的CT变比系数
确定好，然后进行下面的模拟试验。

空充线路试验。

将两侧的纵联保护装置带到通道上，进行手动或者是自动的
通道检查，确保检查正常的情况下通道处于连通状态，将输电线路对侧的断路器
设置成分位状态，在输电线路的本侧加上单相或者是多相的电流，电流值要高于
差流的高值，此时，模拟试验会发生的现象是输电线路本侧的继电保护装置立即
发生动作，而对侧的保护装置并不动作。

在输电线路本侧加上单相或者是多相的
电流，电流强度低于差流的低值，本侧保护装置可迅速动作，然后将本侧的断路
器设置成分为状态，对线路的对侧做同样的试验。

远方跳闸试验。

为了实现对侧保护装置在母线发生故障或者是断路器和电流
互感器之间发生故障时能快速跳闸，输电线路上的保护装置都设置了一个远方跳闸，用于母差保护、失灵保护的动作信号的传送，线路对侧保护装置收到动作信
号后驱动信号。

三、差动保护联调中存在的问题及解决方案
（一）不同厂家的纵联差动保护的配合问题
就不同纵联差动保护的研制厂家，即使在设计及研制的过程中都采用了分相
差动以及零序差动的原理，因其采用的具体计算方法是不同的，所以研制的纵联
差动保护装置在光纤通道中传送的内容是不一样的，且差别很大，因此，就理论
上来说，在输电线路两侧使用不同厂家研制的纵联差动保护是没有办法实现配合的。

但在实际的应用当中，基于这种不兼容性的特点，输电线路在两侧采用的保
护是同一厂家研制的，在运行的配合上还是很好的。

（二）纵联保护两侧的软件版本的配合问题
纵联差动保护在光纤通道中传输的信息有电气量，还有许多其他的控制信息，不同版本的软件有可能修改传输的信息，造成输电线路两侧差动保护装置失去配合。

在线路保护装置的实际联调过程中，因为两侧软件所使用的版本不同，保护
装置在本区域内遇到故障时不产生相应的动作，所以，在调试保护装置之前，一
定要认真核对输电线路两侧的软件版本是否相同。

在原则上，纵联差动保护两侧的版本如果是不同的，那在输电线路的两侧是
没有办法相互配合的，除非研制厂商已经事前生声明了---虽然软件的版本不同但
兼容性很好，可以配合。

（三）纵联保护两侧的连接片投入、退出问题
在纵联保护实施保护功能的过程中，纵联保护连片在线路的本侧退出的时候，差动保护这一侧的差动保护元件退出，使得对侧的纵联保护也相当于发生了退出
动作。

所以，在调试保护装置的过程中，一定要使保护两侧的连片一起投入，才
能真正确保差动保护的投入，从而进行联调。

在具体的运行过程中，基于安全上
的考量，纵联保护连接片在输电线路的一侧退出时，另一侧的连接片也要相应的
退出。

（四）光纤通道的通畅问题
保护联调开始之前，要确保光纤通道的通畅性，在已经确定了光纤通道的通
畅性之后，如果在调试过程中还是发现了通道中存在异常，可以从以下几个方面
着手判断异常的所在：两侧光纤连接的是否正确；检查本侧的光纤通道是否有故障，将本侧的通道从保护装置开始，经光纤转接到柜后再连接保护装置，形成一
个闭合的回路，检测该回路上是否存在异常，异常消失说明故障并不存在于本侧，反之亦然；检查光纤在各个柜内的铺设情况，光纤铺设尽可能不要弯折。

总结：经过一定的发展之后，保护装置及通信技术在软硬件上都取得了很大
的进步，保护程序的逻辑性更加的严谨，现场模拟调试也越来越复杂，这就要求
技术人员在进行联调时，综合各种技术及实际情况，提高理论分析及实际操作能力，保证装置调试的合格。

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