基于光纤差动保护的新型智能配电网设计
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。
基于5G和光纤综合通道的输电线路差动保护方法
基于5G和光纤综合通道的输电线路差动保护方法摘要：现有输电线路差动保护均基于光纤通道设计，其通道要求高，限制了双通道三路由的推广应用。
另外，现有差动保护不具备识别通道路由延时不一致的能力，存在差动误动的风险。
从数据格式、采样同步、同步监测、网络安全等方面研究了对通道要求降低的输电线路差动保护解决方案，并提出了基于5G和光纤综合通道的线路差动保护方法。
重点研究了基于数据通道可靠性提升的同步方法、基于外部同步时钟的同步方法和多模式数据实时同步监测策略，实现综合通道差动保护同步。
通过仿真试验，基于5G和光纤综合通道的输电线路差动保护方法，实现了可路由的差动数据处理，降低了差动保护对通道的要求，对采样同步状态进行实时监测，提高了差动保护的可靠性，有利于双通道三路由的推广应用。
关键词：5G；光纤综合通道；输电线路；差动保护方法输电线路差动保护理论上具有输电线路内部短路时动作的绝对选择性，被广泛用于输电线路的主保护。
5G(5thgenerationmobilenetworks)-第五代移动通信技术是最新一代蜂窝移动通信技术定义的超高可靠与低时延通信(ultra-reliableandlowlatencycommunications，URLLC)应用场景，具有高速率、低时延、高可靠性、高授时精度等特点，契合了线路差动保护的要求。
然而由于帧格式、通道类型、通道资源分配方式的差异，以及通道延时不确定、安全性下降等原因，导致既有差动保护无法直接使用5G通信技术。
本文研究并提出了适用于5G通道的线路差动保护方法，提高了差动保护通道的选择性。
1.5G差动保护技术1.1帧结构国内主流的光纤差动保护使用同步数字体系网络传输保护数据，为提高通道利用率，本文提出了一种基于可路由采样值机制传输5G差动数据的方法。
在传统的SV报文的结构上，增加传输层和网络层信息，使报文能够通过5G网络传输；实现差动保护数据传输。
1.2网络安全为提高数据传输安全性，本文提出了一系列数据安全处理测量，包括：①数据白名单机制，仅当接收数据的源IP地址在装置的白名单内，才认为是有效数据。
智能变电站内光纤通信在继电保护中的应用
智能变电站内光纤通信在继电保护中的应用摘要：目前，随着国家电力系统投入使用面积的日益增大，继电保护能力的要求越来越严格。
目前，我国电力系统逐渐朝向超高电压、超大机组方面发展。
虽然目前电力系统能够完成高电压线路、传输大容量电能的任务，但也存在许多风险。
一旦发生安全事故，易导致大面积地区用电困扰，给居民的生活带来不便。
因此，需要运用电力系统继电保护装置快速切断故障区域。
目前，我国采用的继电保护装置的物理渠道主要有电力线载波、光纤等。
但是，电力线载波的传输通道易受环境影响，无法保证输电质量。
而光纤物理渠道在遭受环境干扰的情况下，具有实现耗能低、传输容量大等优点。
因此，电力企业推崇光纤物理渠道。
关键词：智能变电站；光纤通信；继电保护；应用引言智能变电站建设可改善传统的变电站管理模式，将其转变为信息数据化、通信网络化和信息共享的综合形式。
值得注意的是继电保护系统是保障电力设备安全、预防电网大面积停电的最基本、最科学的技术手段，对预防电网的大面积停电、保障检电安全有积极意义。
1继电保护中光纤通信技术运用优势1.1 信息传递量大传统的传输通道相比，采用光纤通信技术的传输通道具有更强的信息传递功能，信息通过光纤传输具有的频带宽和适用远距离传输等特点，同时采用光纤通信技术进行传输，其载波频率远高于传统通道，能够满足电力系统的日常运行要求，使得继电保护的信息传递更加快捷高效。
1.2 更强的抗干扰能力一般的光纤通道主要材质是绝缘性较强的石英，这让通信传输通道具有更强的抗干扰能力，避免其他设备或装置对继电保护的信息传递造成干扰等不利影响，提升继电保护中信息传递质量。
同时光纤通信技术能够适应继电保护的基本需求，强大的抗干扰能力让光纤通信信息传递更加稳定，不仅能够避免外界干扰，还能使得信息传递高效完成。
此外，光纤通信技术升级容易，如果电网的实际需求提升，对光纤通信装置进行扩容难度不大。
1.3 更低的误码率光纤通信技术的采用，让继电保护信息的传递效率得到提升，同时还能够增加传递的准确性。
光纤电流差动保护装置
光纤电流差动保护装置1.引言1.1 概述光纤电流差动保护装置是一种用于保护电力系统的重要设备。
它基于光纤通信技术和电流差动保护原理，能够准确、快速地检测出电力系统中的故障和异常情况，并采取相应的措施进行保护。
与传统的电流差动保护装置相比，光纤电流差动保护装置具有更高的抗干扰能力和更快的反应速度。
它采用光纤作为信号传输介质，能够有效地抵抗电磁干扰和外界干扰。
同时，光纤的传输速度快，能够在毫秒级的时间内完成信号的传输和处理，从而更快地响应系统故障，提高保护的准确性和可靠性。
光纤电流差动保护装置广泛应用于各类电力系统中，特别是对于大型发电厂、变电站等关键设备的保护具有重要意义。
它可以监测电力系统中的故障电流，并实时判断故障的类型和位置。
一旦发现异常情况，光纤电流差动保护装置能够立即发出警报信号，并采取自动或手动的方式切除故障电路，避免故障扩大和对系统造成更大的损害。
总之，光纤电流差动保护装置是一种先进的电力系统保护装置，通过光纤通信技术和电流差动原理，能够实现对电力系统的快速、准确保护。
它的广泛应用将进一步提升电力系统的可靠性和安全性。
在未来，随着科技的进步和应用场景的变化，光纤电流差动保护装置的功能和性能还将不断提升，为电力系统的保护提供更加有效的手段。
文章结构的完整性和合理性对于读者来说至关重要，它可以帮助读者更好地理解文章的内容和逻辑。
本文将按照以下结构进行阐述：1. 引言1.1 概述：介绍光纤电流差动保护装置的背景和概念，强调其在电力系统中的重要性和应用场景。
1.2 文章结构：简要概述本文的结构，提供读者对文章内容的整体框架和逻辑的把握。
1.3 目的：明确本文的目标，即通过深入探讨光纤电流差动保护装置的原理和应用，为读者提供有关该装置的全面了解。
2. 正文2.1 光纤电流差动保护装置的原理：详细介绍光纤电流差动保护装置的工作原理、基本组成和关键技术。
包括光纤传感、电流差动保护原理和性能指标。
2.2 光纤电流差动保护装置的应用：探讨光纤电流差动保护装置在电力系统中的典型应用场景，如电力变电站和电力输配电网等。
基于光纤网络的10 kV 智能配电网差动保护方案设计
基于光纤网络的10 kV 智能配电网差动保护方案设计段运鑫;刘宝江;魏勇;褚琼楠【期刊名称】《低压电器》【年(卷),期】2015(000)013【摘要】通过研究基于光纤通信方式下的10 kV 智能配电网线路全线速动保护方案和实现方法，结合具体的配电网系统要求设计出新型原理的配电网继电保护，可同时满足选择性和速动性的要求。
与传统配电网保护相比新方案具有原理简单、配置灵活、恢复供电快、安全可靠的特点，适合大规模推广。
%This paper focused on the research of quick trip relay protection scheme and realization method based on an optical fiber communication mode,designed a new principle relay protection combined with the specific requirement of 10 kV smart distribution system.It can satisfy the demand of rapidity and selectivity,also has the characteristics of simple principle,flexible configuration,quick power restoration,safety and reliability,and is suitableto be large-scale extended.【总页数】5页(P28-31,49)【作者】段运鑫;刘宝江;魏勇;褚琼楠【作者单位】许继电气股份有限公司，河南许昌461000;许继电气股份有限公司，河南许昌 461000;许继电气股份有限公司，河南许昌 461000;河南龙源许继科技发展股份有限公司，河南许昌 461000【正文语种】中文【中图分类】TM773+.4【相关文献】1.基于光纤网络的10kV智能配电网差动保护方案设计 [J], 段运鑫;刘宝江;魏勇;褚琼楠;2.北京地铁10号线10kV供电纵联差动保护 [J], 赵立峰;姚刚3.10 kV母线故障主变差动保护动作和10 kV备投装置连续动作三次的分析 [J], 李少谦4.基于EPON通信探析智能配电网馈线差动保护 [J], 高俊杰5.基于EPON通信探析智能配电网馈线差动保护 [J], 高俊杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
分布式光纤差动区域自愈配网自动化方案-南海供电局君湖天下小区
2、方案
2.4 故障处理策略 2.4.3 小区内部配电站间电缆线路故障 2.4.3.1 相间故障
2、方案
2.4 故障处理策略 2.4.3 小区内部配电站间电缆线路故障 2.4.3.1 相间故障
2、方案
2.4 故障处理策略 2.4.3 小区内部配电站间电缆线路故障 2.4.3.1 相间故障
2、方案
2、方案
2.4 故障处理策略 2.4.2 小区内部主干电缆线路故障 2.4.2.1 相间故障
2、方案
2.4 故障处理策略 2.4.2 小区内部主干电缆线路故障 2.4.2.1 相间故障
2、方案
2.4 故障处理策略 2.4.2 小区内部主干电缆线路故障 2.4.2.1 相间故障
2、方案
2.4 故障处理策略 2.4.2 小区内部主干电缆线路故障 2.4.2.2 接地故障
2.4 故障处理策略 2.4.3 小区内部配电站间电缆线路故障 2.4.3.2 接地故障
当小区内部配电站间电缆线发生接地故障，#1号公用开关房的出线 603开关检测到区内接地故障，#4公用开关房的601开关没检测到区内 故障，#1号公用开关房的出线603开关延时6S后跳闸（其他检测到区内 接地故障的开关的延时值大于6S而不动作），同时向#4号公用配电站 601开关发送远跳指令，#4公用配电站601开关分闸，实现接地故障隔 离。然后启动网络备自投，#5公用配电站联络开关602开关合闸，恢复 #4公用配电站供电。
分布式光纤差动区域自愈配网自动化方案南海供电局君湖天下小区
1、方案说明
1.1背景
随着城市建设的日新月异，城区大型楼盘、小区越来越多，用电户 数超过2000以上的比比皆是。这些重要的负荷地处城市核心区域，由 10kV电缆网供电。
5G uRLLC在配电网场景的应用方案
——————————收稿日期：2023-02-061背景伴随5G 的发展，信息通信技术正从助力经济发展的基础动力加速转向引领经济发展的核心引擎，电力网络也正在加速向智能电网升级。
配网差动保护、配网自动化、配网PMU 均属于配电控制类业务，对通信安全、时延及网络授时精度都有很高要求，智能配电网场景通信需求如表1所示。
传统2G/3G/4G 网络无法满足智能配电网的通信需求，而5G 网络融合时间敏感网络（TSN ）服务则可以根据配电网的通信需求提供uRLLC 切片，对应的网络通道性能为端到端业务时延小于10ms ，授时同步误差小于240ns ，网络可靠性大于99.999%，完全满足智能配电网业务在时延、可靠性和授时精度方面的通信要求，进而有利于传统电网业务的数字化产业升级。
5G 在我国已经开始商用，三大运营商均推动了5G 发展，使它成为众多垂直行业场景下多种技术融合和应用的基础纽带。
特别是在5G SA 独立组网方式5G uRLLC 在配电网场景的应用方案下，5G将为智能配电网提供包括网络隔离、数据不出厂、安全加密等多种增值业务，为智能配电网提供定制化组网及差异化无线服务。
现阶段，35kV以下的配电网侧光纤覆盖率较低，而90%以上的停电发生在最后5km配电侧。
配电侧点多面广，光纤网络接入成本极高，随着智能电网的发展，传统光纤网不能满足配电网“泛在化、全覆盖”的通信要求。
显然，通过5G无线网络覆盖来提升配网自动化率是最高效的方法，一是利用公共频谱资源搭建专网实现业务要求，可为整个电力行业及社会节约大量建设成本（比如以租代建的直接成本）和运维成本；二是避免了专网无法提供差异化无线资源和网络架构而导致配置灵活性差的问题。
从市场空间、行业集中度、5G诉求这3个方面来看，电力行业本身集中度高（CR5>50%），对5G在配电网场景的应用有着现实和明确场景的诉求，5G网络的灵活性能够满足配电网多维度的运营服务能力需求，帮助客户以更低的成本、更高效的部署方式实现通信管理和业务控制。
智能变电站非对称式光纤差动保护同步性测试方法
同步采样测试系统进行 了构建。在该测试系统 中，通常使 用升压控制 太来为升 流器供 应电能 。采 用 Ｐ Ｃ Ｓ ９ ３ １ 作 为智能保 护设备 ，而常 规保 护的装置则考虑应用 Ｒ Ｃ Ｓ ９ ３ １ 。由于升流器使用 的是标准 电流互感器 ， 因此其 可 以输 出 ３ ０ ０ ０ Ａ的最大 电流 。在 该测试 系统 中 ， Ｒ Ｃ Ｓ ９ ３ １ 直接 连接着 电缆导线 装置 ，以二次侧 电流来监视 其相位表 ，进而可 以起到 控制一次 电流的效果 ，防止 电流损害设备和人身安全。
升流 中的 最大差流 通 常小于 Ｏ ． ０ ４ Ａ，较差 一般在 １ ７ ０ 度到 １ ８ ０ 度 ，并 常规侧 保护装置的 同步是非常 关键 的。 由于智能侧保护通常不 会发生 且和 电流成正 比关系 。 滤 波回路 ，所 以会发生通道 延迟 ，但是常规侧的保护装置 正好与此相 ４ ． ２ 分析差流来源 反 。为此 ，一般选取 智能保 护装置作 为参 考端。 依据差动保 护等相关原理 ，如果两端保 护装置存在方 向相异 、大 小一致 的二次 电流 ，那么两侧通常不会 发生差流的情况 。在本次测试
一
４ 测试结 果及分 析
４ ． １ 记录测试结果 首先是依据 以上测试方法 ， 对本次 电流幅值 、 对应一侧 电流幅值 、 电流 角度差 以及两侧 电流 差进行记 录。 同时 ，根据一 次 电流从 １ ５ ０ Ａ 到２ ０ ０ ０ Ａ的过 程中 ，二次 电流 以及角 差、差流的变化情况 ，可 以发现 依 据智能变 电站 的实际情 况 ，本文对非对称式 光纤 差动保 护下的
１ 智能变电站非对称式光纤差动保护
１ ． １ 非对称式光纤差动保护 的配置 依据 智能变 电站 中相关 的继 电保护标准 ，２ ２ ０ ｋ Ｖ以上的线路都 应 当实行双 重化 的配置 保护 处理 ，每 一个保 护装 置都需 要具备 相应 主 要 和后 备保护 功能 。该 智 能变 电站 继 电保护 中 ，第一 套保 护装置 是 Ｐ ＣＳ ９ ３ １型超 高压线路 电流差 动保护设 备 ，另外 一套则采 用 Ｃ Ｓ Ｃ１ ０ ． ３ Ｂ 型超高压线路保 护设备 。 １ ． ２ 光纤差 动保 护同步 的三个 层次 为 了确保 非对称式光纤差动保 护可 以稳定的运行 ，必须保证智 能 侧和常 规一侧之 间能够 同步采 样数据。 因此 ，光纤差动保护可 以分 为 以下三个层次 ： （ １ ）首 先 ，在智 能变 电站 中 ，电子 式 电压感 应器和 电子式 电流 感应器之 间应是同步 的。实 际中可 以采 取两种设计方法 ，第一 种就 是 利用 间隔 ＭＵ传输 同步采样信号 的方法。另外一种方法应用 固定延 迟 的插入值 来达 到同步的 目的。 （ ２ ）对于保护装置和 间隔 ＭＵ，当间隔 ＭＵ和 电压、 电流等数据 实现 同步 时， 会向同一侧的保护装置传输信息。 不过 ， ＭＵ的发送频率不一定 回和保护装置的采样频率相一致 。 （ ３ ） 两侧保 护装置的同步性 。对 于非对 称式光纤差动保护来 说，智能侧和
智能配电网保护配置
智能配电网保护配置摘要：随着我国经济发展与社会进步，尤其是网络信息技术的快速进步，我国的配电网进行进入到智能化阶段。
本文主要就智能配电网保护配置应用的意义、方法两个方面的内容进行论述。
关键词：智能配电网；保护配置；意义；方法引言：在电力系统的应用中，配电网是一个重要的环节。
原因在于，配电网系统是直接面向大众与用户的一个重要能源载体。
我们通过有关方面的研究结果得知95%以上的停电和其它类型的事故是由于配电网系统的故障引起的。
因此，智能配电网保护装置的应用有利于我们对于出现的故障进行分析、解决，最终保障整个电力系统的质量和安全，使得广大的用户在安全的条件下进行电力资源的使用。
因此，我们需要对于智能配电网保护配置应用的意义、方法问题进行有效研究与分析工作。
一、智能配电网保护配置应用的意义在配电网中采取各种智能类型的举措有利于保障配电网的质量和安全，使其应有的作用和功能得到全面性的保障。
比如：稳定的输配电技术的应用对于电力系统长时间工作状态的保持具有非常大的意义。
先进的智能调度技术与电子技术的应用，可以保障电力系统高性能设备的稳定运行。
比如：全控型大功率电力电子器件、动态电压恢复器、源滤波器等等。
因此，电力系统中的某一个环节出现了故障时，我们应用智能电网中的技术可以在第一时间充分的发现问题、为电力系统的故障解决打下一个良好的基础。
而随着时代的发展，智能电网在维护电网的高效、安全、运行稳定、可持续发展上具有重要的作用。
比如：对于日常生产生活中的供配电进行全面监控与分析工作，保障电力系统的安全运行，满足生产与生活用电的需要[1]。
二、智能配电网保护配置应用的方法本文主要设计出一种智能型的配电网保护系统，强调对于系统进行全过程监控与全方位保护，使其对于系统运行中存在的问题进行有效解决，全面性的保障配电网的质量和安全。
（一）智能终端我们可以应用新型的智能终端和有效的保护装置建设以间隔为单位的综合智能设备，最终使得系统的质量和安全。
基于5G无线通信的配电网自适应差动保护技术探讨
基于 5G无线通信的配电网自适应差动保护技术探讨摘要：现阶段，对于5G无线通信的相关研究不断深入，大量分布式电源接入配电网和相关用户对现有供电能力提出了更高的要求，并正式提出了基于5G 无线通信的配电网自适应差动保护技术。
本文针对上述内容展开研究，阐述该技术的特征，分析技术优势所在，总结相关工作经验，为同领域工作者提供合理化发展建议，为无线通信保护技术研究贡献一份力量。
关键词：差动保护技术；5G无线通信；配电网自适应前言：随着大量的分布式电源被正式接入到系统配电网中，此时的配电网故障概率、潮流方向、电流等级发生了较大变化，部分传统三段式过流保护无法有效满足配电网保护中的“四性”要求，应用的光纤差动保护需要对配电网故障进行妥善处理，为日后阶段的差动保护提供全新的发展方向。
但是，城区内敷设的各种光纤成本较高，同时难以解决配电网点中的无光纤覆盖以及配置保护问题。
对于5G无线通信技术而言，将其与纳米技术进行有效结合，使得信号覆盖范围更广，利用其高带宽、低延时的特点首次将5G通信作为系统的差动保护信息数据传输通道，能够有效满足差动保护对系统通信提出的要求。
一、基于5G的无线通信技术5G技术作为一种即将得到普及新时期无线通信技术，本身具备高带宽、高可靠性、低时延等诸多方面的优点，将其合理应用到系统配电网差动保护工作中，能够进一步提升配电网对于故障位置的定位精确性，同时隔离与供电恢复工作也迎来了全新的发展机遇。
基于5G通信技术的配电网差动保护能够更高标准的满足差动保护对无线通信提出的3项要求，能够更好的保证差动保护系统采用的传统光差保护处于统一采样频率，也就是每周波24点的频率标准，同时还能根据1200 Hz的实时频率向对侧/网络进行采样值传输[1]。
二、基于不确定传输技术的差动保护技术通常情况下，传统光纤形式的差动保护大多会使用乒乓原理对最终采样时刻进行评价，保证参加两端或者多端的保护程序属于同一时刻采样，这种方法并需要完全依赖外部时钟，便可以实现两端系统之间的数据和信息同步，但在其上升到各种多端系统后，不同装置之间的通信接口与对应的通道运维均呈现出了复杂度方面的变化特点。
基于光纤电流差动保护的500kV变电站线路运维分析
基于光纤电流差动保护的500kV变电站线路运维分析摘要：目前光纤电流差动保护的原理相对简单且可靠性极强，在我国已经逐步取代了电力线载波的高频距离保护，已经成为了我国500kV变电站线路的主要保护方式。
由于超高压输电线路在使用上开始普及，随之而来会有很多远距离线路连接复杂环网，并架多回线路等复杂的电力网络问题，所以光纤差动逐步发展也是由于自身原理简单，动作快速等优势。
本文首先介绍光纤差动保护的基本原理，通过分析500kV光纤差动保护存在的问题提出运维措施。
关键词：光纤差动保护；运行；维护1光纤电流差动保护简析光纤分相电流差动保护借助了线路光纤通道，进行实时的对侧传递采样数据，并且也对于对侧采样数据进行接收工作，通过对本地以及对侧电流数据进行差动电流的计算。
由于外部故障造成的不平衡电流，为了能够有效的躲避，惯常的做法就是采取具有比率制动特性原理的电流继电器来进行工作。
但需要注意的是当外部的故障开始增多时，差动继电器自身的动作电流也会开始增加，并且呈现一定比率的变化。
通常我们会根据电流差动保护的制动特性方程来进行有效的判断，当判别为区内故障时需要动作跳闸，如果判别为区外故障为主因时，保护不动作。
RCS931D除了能够稳态相差动继电器，其本身带有变化量相差动继电器以及零序差动继电器。
RCS931D设有的变化量相差动继电器自身是不会受到负荷电流的直接影响和阻碍的，其特点是灵敏度很高。
如果遇到高过渡电阻接地故障，能够有效利用零序差动继电器自身的高灵敏度，进行保护工作，将零序电流差动进行延时，以此来躲避三相合闸引发的不同因素的影响。
光纤差动保护的基本原理是非常简单的，同时也具有绝对的选择性，在保护定值整定也具有比较大的优势，除此之外，光纤差动保护也具有选项功能，不需要传统的震荡闭锁。
在任何时候都能够及时且快速的将故障来源切除，保护其不受外部故障的影响。
在传统的电路保护问题上，经常由于复杂的链接需要考虑很多功率导向的问题，也需要注意TA断线等问题，而光纤电流差动则没有这个后顾之忧。
基于光纤差动保护的配网自动化方案研究
基于光纤差动保护的配网自动化方案研究发布时间：2022-07-15T06:03:27.440Z 来源：《当代电力文化》2022年3月第5期作者：龚明1，陈赟1，赵志亮1，龙自平1，蒋怀震2 [导读] 针对传统的三段式过流作为配网线路主保护，存在快速性和选择性难以匹配、龚明1，陈赟1，赵志亮1，龙自平1，蒋怀震2（1.云南农垦电力有限责任公司，云南省景洪市，666100；2.许继电气股份有限公司，河南省许昌市，461000）摘要：针对传统的三段式过流作为配网线路主保护，存在快速性和选择性难以匹配、整定保护定值困难等问题，存在越级跳闸和大面积停风险，本文提出基于光纤差动保护的配电网保护方案。
经过试验，证明该方法能够快速定位故障，精准隔离故障，缩小故障影响范围，保障正常区域供电，具有选择性强、动作快速、灵敏度高、不受配网方式影响、整定无复杂的配合关系、故障精确定位和精准隔离等特点，可以为云南农垦电网智能化和数字化升级提供新的技术路线。
关键词：光纤差动保护，过流保护，配网自动化 1前言随着云南农垦电网完成大规模农网改造升级工程，云南农垦电力系统系统的网架结构日益坚强，以及景洪市作为整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点地区，未来大量分布式电源将要接入云南农垦电网，根据文献[1-3],传统的三段式过流作为配网线路主保护，存在快速性和选择性难以匹配、整定保护定值困难等问题，可能会导致越级跳闸和区域性停电事件。
而传统就地型馈线自动化或集中型馈线自动化，故障定位、隔离与供电恢复时间较长，达到分钟级。
随着景洪市城市配电网运行可靠性要求不断提高，亟需对配电网实施主动管理，配网系统能够实现快速定位故障，精准隔离故障，缩小故障影响范围，保障正常区域供电。
因此，云南农垦电力有限责任公司正在探索光纤差动保护在配电网故障快速处理中的应用。
2方案设计 2.1网架结构设计本文在研究文献[5-7]基础上，提出一种符合云南农垦电网现状的环网接线方式，如图1所示。
基于光纤差动保护的新型智能配电网设计
基于光纤差动保护的新型智能配电网设计摘要：本文主要阐述了我国配网自动化建设的现状和发展趋势，并分析光纤差动保护在10kV线路应用的优势，从而提出了一种基于光纤差动保护的新型智能配电网设计，并分析这种配网自动化设计的应用优势。
关键词：配网自动化；光纤差动保护；新型智能电网设计1 配网自动化建设的发展趋势随着城市现代化建设的脚步不断向前，社会对用电可靠性的要求越来越高。
传统意义上的“集中控制型”、就地控制型”、“运行监测型”无法满足用电用户“零停电”的要求。
而基于面保护判断逻辑的“智能分布式”逻辑过于复杂，运行维护难度高，难以大范围运用。
除了满足用电用户的要求，配网自动化建设方案还要考虑到运行维护、检修、改造难度等方面的问题。
因此，寻找一种可靠性高、设计原理简单、便于运行维护检修且易于改造的配网自动化方案，是我国配网自动化建设的发展趋势。
2光纤差动保护的优势光纤差动保护相对比与其它类型的保护，其优势主要有：（1）光纤差动保护的原理简单，运用的是基尔霍夫电流基本定律，根据其原理本身，就可以正确判断区内故障与区外故障，具有成熟可靠的保护判断逻辑。
（2）光纤差动保护被广泛运用于220kV及以上电压等级的输电线路中，并作为主保护。
因此，对于光纤差动保护，国内有着成熟的运行管理经验以及检修、维护经验。
（3）光纤差动保护中，线路两侧的保护装置不存在电联系，提高了系统运行的可靠性。
（4）光纤差动保护其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等情况，可适应各种不同的电力运行系统。
（5）光纤差动保护由于其原理简单，并且不受运行方式变化的影响，能更好地实现保护单元化，可灵活应用于线路改造、线路整改、开闭所改造。
纤差动保护技术在世界电力系统中广泛应用，其保护逻辑日益成熟、完善。
并且，随着光纤通讯技术的不断发展，使光纤差动保护的实施变得更加简单，其应用的领域将变得更加广泛。
3一种基于光纤差动保护的新型智能配电网设计方案3.1 新型智能配电网设计方案总述新型智能配电网的主干线设计采用简单、可靠的单环网结构，单环网结构可以为开环系统或者闭环系统。
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基于光纤差动保护的新型智能配电网设计
摘要：本文主要阐述了我国配网自动化建设的现状和发展趋势，并分析光纤差
动保护在10kV线路应用的优势，从而提出了一种基于光纤差动保护的新型智能
配电网设计，并分析这种配网自动化设计的应用优势。
关键词：配网自动化；光纤差动保护；新型智能电网设计
1 配网自动化建设的发展趋势
随着城市现代化建设的脚步不断向前，社会对用电可靠性的要求越来越高。
传统意义上
的“集中控制型”、就地控制型”、“运行监测型”无法满足用电用户“零停电”的要求。
而基于面
保护判断逻辑的“智能分布式”逻辑过于复杂，运行维护难度高，难以大范围运用。
除了满足
用电用户的要求，配网自动化建设方案还要考虑到运行维护、检修、改造难度等方面的问题。
因此，寻找一种可靠性高、设计原理简单、便于运行维护检修且易于改造的配网自动化
方案，是我国配网自动化建设的发展趋势。
2光纤差动保护的优势
光纤差动保护相对比与其它类型的保护，其优势主要有：
（1）光纤差动保护的原理简单，运用的是基尔霍夫电流基本定律，根据其原理本身，就可以正确判断区内故障与区外故障，具有成熟可靠的保护判断逻辑。
（2）光纤差动保护被广泛运用于220kV及以上电压等级的输电线路中，并作为主保护。
因此，对于光纤差动保护，国内有着成熟的运行管理经验以及检修、维护经验。
（3）光纤差动保护中，线路两侧的保护装置不存在电联系，提高了系统运行的可靠性。
（4）光纤差动保护其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等情况，可适应各种不同的电力运行系统。
（5）光纤差动保护由于其原理简单，并且不受运行方式变化的影响，能更好地实现保护单元化，可灵活应用于线路改造、线路整改、开闭所改造。
纤差动保护技术在世界电力系统中广泛应用，其保护逻辑日益成熟、完善。
并且，随着
光纤通讯技术的不断发展，使光纤差动保护的实施变得更加简单，其应用的领域将变得更加
广泛。
3一种基于光纤差动保护的新型智能配电网设计方案
3.1 新型智能配电网设计方案总述
新型智能配电网的主干线设计采用简单、可靠的单环网结构，单环网结构可以为开环系
统或者闭环系统。
当为开环系统时，需要设置一个常开点作为转供电的联络开关。
智能配电网的高压开关均采用紧凑、环保型的真空断路器开关，故障发生时可实现快速
就地分闸隔离故障。
智能配电网的主保护采用光纤差动保护，并且设计后备保护。
当光纤通讯异常，主保护
失效时，智能配电网主干线路的保护将自主切换为后备保护。
3.2 智能配电网保护设计
（1）主保护设计
主干线采用光纤差动保护。
光纤接口采用FC型接口，采用单模双纤，发送器件为
1310nm InGaAsP/InPMQW-FP激光二极管（简称LD），光接收器件采用InGaAs光电二极管
（简称PIN），光纤传输距离可达10km。
保护装置与保护装置之间采用“专用光纤通道”传输数据，即保护装置与保护装置之间的
数据交互单独采用一组光纤，且为直接连接的方式，中间不经过任何转换。
这样设计的好处
在于可保证数据传输的速度足够快，且稳定可靠。
光纤差动保护为分相电流保护，可分别检测A、B、C三相的差动电流。
设计具备二次谐
波闭锁光纤差动保护功能，此功能是为了防止励磁涌流引起光纤差动保护误动。
主干线保护设计确保线路发现大电流的短路故障以及小电流的接地故障时，保护装置均
能灵敏检测并且可靠动作。
光纤差动保护、光纤零序差动保护的逻辑判断及继电器出口动作
时间总和为≦40ms，开关的固有分闸时间为≦40ms，故障总处理时间为≦80ms。
（2）母线差动保护设计
母线差动保护与光纤差动保护类似，其运用的原理是基尔霍夫电流基本定律。
将母线看为一个“节点”，则正常运行情况下，流入与流出“节点”的电流的矢量和基本为0。
当母线发生故障时，这个平衡就会被打破，流入与流出母线的电流矢量和就不为0，当差流达到整定值时，母线上的开关就会跳闸，隔离母线故障。
（3）网络备自投保护设计
网络备自投保护即负荷转供电保护。
在单环网开环系统中，当主干线路发生故障时，故障段线路两端的断路器会发生跳闸时，智能配电网系统的开环点根据严谨的逻辑判断，符合逻辑条件时，联络开关就会进行备自投合闸，恢复非故障区域的供电。
整个负荷转供电的过程最快可以在200ms内完成。
3.3 通讯设计
新型智能配电网的通讯通道由“保护专用通讯通道”以及“通讯监控通道”组成。
其中“保护专用通讯通道”仅用于差动保护的电流信号传输。
而“通讯监控通道”主要用作于网络备自投的逻辑信号传输以及“三遥”数据传输。
新型智能配电网的数据可经过通讯管理机与供电部门的后台进行通讯，可适应无线通讯以及光纤通讯，并兼容IEC104协议、IEC101协议、IEC103协议等多种通讯协议。
4新型智能配电网的设计特点及创新
这种基于光纤差动保护的新型智能配电网方案是一种新型的智能分布式配电系统，相比较于传统的集中控制型自动化系统以及基于GOOSE通讯的智能分布式配电系统，这种新型系统的优点以及创新之处可以概述为：
（1）故障隔离速度快，实现快速转供电
系统采用可靠成熟的差动保护作为主保护，且采用专用的光纤通讯通道进行差动电流数据传输，故障发生后，最快可在70ms内实现故障隔离，故障隔离后最快可在200ms内实现转供电。
传统的集中控制型配网自动化系统在故障发生后需要1~3min才能判断出故障位置并隔离故障，并且需要变电站断路器重合闸配合。
重合闸时会对电网造成冲击，会对电网中运行的设备造成影响，并有可能加速线路绝缘材料的老化。
（2）运行设置简单，日常维护、检修方便
光线差动保护是基于基尔霍夫电流基本定律的保护，其原理简单可靠，设置保护整定时只需要输入保护整定值大小以及延时，没有潮流方向复杂逻辑的整定设置。
维护、检修时只需要检查光纤差动系统的保护装置是否正常以及光纤通道是否正常即可，无须理会潮流、方向等复杂逻辑判断问题，大大简化了日常维护、检修流程。
（3）线路改造灵活
光纤差动保护由于其原理简单，并且不受运行方式变化的影响，能更好地实现保护单元化。
在改造线路不具备通讯条件的情况下，可视为通讯异常状态，系统可由后备保护实现级差保护。
在改造线路不具备整条线路改造的情况下，可选取重要节点进行改造，且不影响智能电网功能的实现。
在已完成的光线差动智能电网中可自由增加或减少节点，不影响智能电网功能的实现。
5结语
综上所述，根据我国配电网覆盖范围广，线路纵横交错，网架复杂的现状，传统的配网自动化方案并不能满足当前用电的要求。
我们需要选取一种设计原理简单，保护功能可靠，线路改造灵活的智能电网来保障社会用电。
基于光纤差动保护的智能分布式系统是符合这一要求的智能电网，是我国配网自动化建设的一个可行方向。
参考文献：
[1]顾颖歆.我国配网自动化建设现状及发展趋势综述【J】.电气工程.2017（05）
[2]李文正.智能变电站光纤差动保护同步方案研究【J】. 电力系统保护与控制2012（16）
[3]夏建矿.关于输电线路光纤电流差动保护的若干问题讨论【J】.电力系统保护与控制2010（10）。