一种增强的纵联差动同步算法
继电保护问答题
1、继电保护的基本任务是什么？自动迅速有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证故障部分迅速恢复正常运行。
反应电器元件不正常运行状态，并根据运行维护条件而动作于发出信号或跳闸。
2、电力系统对继电保护的四个基本要求是什么？分别对这四个基本要求进行解释？正确理解”四性”的统一性和矛盾性.选择性：电力系统发生故障时，保护装饰仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。
速动性：尽可能快地切除故障灵敏性：在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。
满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏的正确的反映出来。
可靠性：保护装置规定的保护范围内发生了应该动作的故障时，应可靠动作，即不发生拒动；而在其他不改动作的情况下，应可靠不动作，即不发生误动作。
继电保护的科学研究设计制造和运行的绝大部分工作是围绕着如何处理好这四个基本要求之间的辩证统一关系而进行的。
3、继电保护装置的组成包括那几个部分？各部分的功能是什么？测量部分：测量从被保护对象输入的有关电气量进行计算，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，给出“是”“非”“大于”“不大于”等于“0”或“1”性质的一组逻辑符号，从而判断保护是否该启动。
逻辑部分：根据测量部分各输出量大小，性质，输出的状态，出现的顺序或其组合，使保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定时候应该使断路器跳闸货发出信号，并将有关命令传给执行部分。
执行部分：根据逻辑部分输出的信号，完成保护装置所担负的任务，如被保护对象故障时，动作与跳闸，不正常运行时，发出信号，正常运行时，不动作等。
4、何谓主保护、后备保护和辅助保护？远后备和近后备保护有何区别？各有何优、缺点？主保护：反映被保护元件本身的故障，并以尽可能短的时限切除故障的保护。
后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护，又分为近后备保护和远后备保护。
纵联差动保护
6.2 纵联差动保护6.2.1 基本原理6.2.1.1 定义差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。
变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。
6.2.1.2 基本原理变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA 1、TA 2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，即2•'I －2•''I ＝0，保证纵差保护不动作。
但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。
(a) 双绕组变压器正常运行时的电流分布 (b) 三绕组变压器内部故障时的电流分布（图6.4 变压器纵差保护原理接线图）在图6.4（a ）双绕组变压器中，变压器两侧电流1•'I 、1•''I 同相位，所以电流互感器TA 1、TA 2二次的电流2•'I 、2•''I 同相位，则2•'I －2•''I ＝0的条件是2•'I ＝2•''I ，即 2•'I ＝2•''I ＝11i n I •'＝21i n I •'' (6.1) 即 12i i n n ＝11••'''I I ＝T K (6.2) 式中，1i n 、2i n ——分别为TA 1、TA 2的变比； T K ——变压器的变比。
若上述条件满足，则当变压器正常运行或纵差保护区外故障（以下简称“区外故障”或“区内故障”）时，流入差动继电器的电流为K I •＝2•'I －2•''I ＝0 (6.3)当区内故障时，2•''I 反向流出，则流入差动继电器的电流为K I •＝2•'I ＋2•''I ＞ 0 (6.4) 当K I ＞ 0时，差动继电器动作，驱动变压器两侧断路器分闸，对变压器起到保护作用。
【CN109787197A】基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护方法【专利】
(51)Int .Cl . H02H 7/26(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109787197 A (43)申请公布日 2019.05.21
( 54 )发明 名称 基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保
护方法 ( 57 )摘要
基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保 护方法 ，在一定的 采样率下 ，对线路保 护两 侧电 流进行采集 ，并形成电流信号序列I1和I2 ；建立 电 流信号序列I1 、电 流信号序列I2的 波形分布直 方图 ；将建立的波形直方图转化成两个概率分布 函数，利用Bhattacharyya距离算法的定义，计算 出 两 侧电 流 波形 采 样值的 Bha tta cha ryya 系数 BC ；将计算所得Bhattacharyya 系数BC值与设定 的门 槛值BCset进行比 较 ，若低于该门 槛值 ，则判 为内部故障 ，保护动作 ；若高于该门槛值 ，则判为 正常运行或非内部故障 ，闭锁保护。本发明方法 能对各类典型故障包括CT饱和等做出准确判断 ， 在采样数据异常或者受到白噪声影响时也能可 靠动作和闭锁，具有很强的抗干扰能力。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910037229 .5
(22)申请日 2019 .01 .15
(71)申请人 三峡大学 地址 443002 湖北省宜昌市西陵区大学路8 号
(72)发明人 翁汉琍 陈皓 万毅 黄景光 李振兴 刘华
(74)专利代理机构 说明书5页 附图9页
CN 109787197 A
CN 109787197 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1 ：在一定的 采样率下 ，对线路保 护两 侧电 流进行采集 ，并形成电 流 信号序列I1 和 I2，按每周波N点，则电流信号序列I1＝{I1(1) ,I1(2) ,…I1(i) ,…I1(N)} ,I2＝{I2(1) ,I2 (2) ,…I2(i) ,…I2(N)} ,i＝1 ,2 ,…N； 步骤2 ：建立电 流信号序列I1、电 流信号序列I2的波形分布直方图 ； 步骤3 ：将建立的 波形直方图 转化成两个概率分布函数 ，利 用Bha ttacha ryya 距离算法 的定义，计算出两侧电流波形采样值的Bhattacharyya系数BC； 步骤4：将步骤3中计算所得Bhattacharyya系数BC值与设定的门槛值BCset进行比较，若 低于该门槛值 ，则判为内部故障 ，保护动作 ；若高于该门槛值 ，则判为正常运行或非内部故 障 ，闭锁保护。 2 .根据权利要求1所述基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护方法，其特征在 于 ：步骤2中 ：提取数据窗内的电 流信号序列I1 和I2 ，比 较它们半个 周波内的 最大值 和最小 值，确定范围为[a ,b]，记b-a＝h；将区间[a ,b]等分为10个子区间，则每个子区间的长度为 0 .1h，依次标号为1 ,2 ,… ,5 ,… ,9 ,10，记区间编号为波形直方图横坐标；分别统计落入每个 子区间的采样值个数，将其与数据窗内总的采样值个数作商，得到占比nr，作为波形直方图 纵坐标；以此建立序列分布直方图及概率分布函数。 3 .根据权利要求1所述基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护方法，其特征在 于：步骤3中：对提取的电流信号序列I1和I2进行数学处理转化为直方图后，通过计算两者的 Bhattacharyya系数BC进行波形相似度识别。 4 .基于Bhattacharyya距离算法的线路纵联保护方法，其特征在于：将线路两侧电流采 样值转化成区间分布函数 ，通过Bha tta cha ryya 距离算法对两 侧波形 相似度进行比 较 ，以 Bhattacharyya系数BC值为基准，构成有效的输电线路纵联保护判据。 5 .Bhattacharyya距离算法，应用于超高压长距离输电线路故障识别。
纵联差动
继电 部分
（3）通道的作用是传递高频信号。
三、 高频通道的构成：
有“相 - 相”和“相 - 地”两种连接 方式 ∨
“我国广泛运用”
收信机 发信机
收信机 发信机
收信机 发信机
收信机 发信机
1）高频阻波器(2)
高频阻波器是一个由电感和电容构成的并联谐振回路， 其参数选择得使该回路对高频设备的工作频率发生并联 谐振。 因此高频阻波器呈现很大的阻抗。高频阻波器串联在线 路两端，从而将高频信号限制在被保护线路上传递，而 不致分流到其他线路上去。
以此构成比相系统，由比位差是0°或近于0°时， 保护判断为被保护范围内部故障， 应瞬时动作切除故障；
b.若两侧流相位差为180°或接近于180°时， 保护判断为外部故障，应可靠地不动作。
为了满足以上要求，采用高频通道经常无电流， 而在外部故障时发出闭锁信号的方式来构成保护。 当短路电流为正半周时，使它操作高频发信机发 出高频信号，而在负半周时则不发出信号，如此 不断地交替进行。
4.4
一、微波保护构成
其他保护
跳 闸 通道（空间） 继电 部分 收信机 发信机 通信部分 收信机 发信机 继电 部分
跳 闸
微波是波长小于1m的电磁波，它包含三个波段: (1)分米波:波长为10cm~1m，频率为3000~300MHz 的微波，称特高频； (2)厘米波:波长为1~10cm，频率为30000~3000MHz 的微波； (3)毫米波:波长＜1cm的微波。
二、相差高频保护原理图：
保护 保护
保护
保护 保护
保护
(1)当被保护范围内部K1点故障，两侧电流皆 从母线流向线路，其方向为正且相位相同。 (2)当被保护线路外部K2点故障时，两侧电流 相位差为180°。
基于dsp的光纤纵联差动保护的研究可复制毕业论文.pdf
随着光纤通信技术在电力系统的应用，出现了光纤纵联差动保护。最初由于光 纤通信在电力通信系统的应用较少，且成本较高，光纤纵联差动保护多用于短距离 输电线路。现今，光纤通信技术迅速发展，设备成本降低，电力系统光纤网络的建 设规模不断扩大，光纤纵联差动保护的应用前景广阖。近些年，国外和因内～些微机 保护生产厂家相继推出了新型微机光纤电流差动保护装置，国外的有：ＧＥ公司的Ｌ９０、 ＡＢＢ公司的ＲＥＬ５６ｌ、东芝公司的ＧＲＬ一１００、阿尔斯通公司的Ｐ５５４等；国内的有：四 方公司的ＣＳＬ一１０３、南瑞公司的ＲＣＳ一９３ｌ、国电南自的ＰＳＬ一９６３、许继的ｗｘＨ～ ８０３等。但是，由于电力通信及其它诸多原因，光纤纵联差动保护在我国电力系统继电
Ｌｉ Ｃｈｏｎｇ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ） Ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｂｙ ｐｒｏｆ．Ｊｉａｏ Ｙａｎ－ｊｕｎ
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ＥＨＶ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ，ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ
１ ２电流差动保护装置的发展历史和现状
保护装置的发展主要体现在两个方面：保护装置硬件的发展和继电保护原理的 发展。从继电保护装置硬件发展来看，一般说来，电力系统继电保护装置硬件的发 展经历了机电型、整流型、晶体管型、集成电路型和数字计算机型五个阶段，电流 差动保护装置也不例外。从保护装置采用的继电保护原理来看，电流纵差保护的原 理是在１９０４年由ｃ．ＨＭｅｒｚ和Ｂ．Ｐｒｉｃｅ在英国提出的，至今约ｌｏｏ年，期间其原理 并未出现根本性的变化。由于它的原理简单可靠，因而在电力系统得到了广泛应用。 最初主要是用在发电机、变压器、母线和大型电动机等元件上。而电流差动保护原 理在电力线路上的应用，最早就是传统的导引线保护。由于电流差动保护需要输电 线路其他各端的电流信息，因此它的发展还体现在通信方式的变革上。
变压器的纵联差动保护
变压器的纵联差动保护众所周知，纵差保护是一切电气主设备的主保护，它灵敏度高、选择性好，在变压器保护上运用较为成功。
它可以用来反映变压器绕组的相间短路故障、中性点接地侧绕组的接地故障以及引出线的相间短路故障、中性点接地侧引出线的接地故障。
但是变压器纵差保护一直存在励磁涌流难以鉴定的问题，虽然已经有几种较为有效的闭锁方案，又因为超高压输电线路长度的增加、静止无功补偿容量的增大以及变压器硅钢片工艺的改进、磁化特性的改善等因素，变压器纵差保护的固有原理性矛盾更加突出。
纵差保护还受到互感器采集不平衡电流的影响，在本章将研究纵差保护的基本原理、不平衡电流的产生及克服方案。
1变压器纵差保护基本原理按照反应电流和电压量变化构成的保护装置，测量元件限于装设在被保护元件的一侧，无法区别被保护范围末端和相邻范围始端的故障。
为了保证动作的选择性，在整定动作参数时必须与相邻元件的保护相配合，一般采用缩短保护区（降低灵敏度）或延长动作时限（降低速动性）的方法来获得选择性。
但从保证系统稳定运行和减轻故障变压器的损失及避免扩大事故的要求来看，希望能快速切除被保护范围内任意地点发生的故障。
如果保护装置的测量元件能同时反应被保护设备两端的电量时，就能正确判断被保护范围区内和区外的故障。
被保护元件发生内部和外部故障时，其各侧功率方向或电流相位是有差别的，因而根据比较被保护元件各端电流大小和相位差别的方法而构成的纵联差动保护，获得了广泛的应用。
采用差动继电器作保护的测量元件，用来比较被保护元件各端电流的大小和相位之差，从而判断保护区内是否发生短路。
由于纵联差动保护只在保护区内短路时才动作，不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题，因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路，这是它的可贵优点。
但是,为了构成纵联差动保护装置，必须在被保护元件各端装设电流互感器，并将它们的二次线圈用辅助导线连接起来，接差动继电器。
由于受助导线条件的限制，纵向连接的差动保护仅限于用在短线路上，对于发电机、变压器及母线等，则可广泛采用纵联差动保护实现主保护。
电力系统微机继电保护考试重点简介
8、当测量电压很低时，微机保护用记忆电压计算阻抗，该电压存放在微机的RAM中，为故障前一周波的电压。对于采用方向圆特性作为动作区的算法，当测量电压很小很小(接近等于0),距离保护用记忆电压来计算阻抗
9、系统无故障时发生振动，距离保护通过距离保护启动元件（电流突变算法）闭锁保护
16、微机保护数据采集系统的种类
第一种:由电压形成回路、低通滤波器（ALF）、采样保持器（S/H）、多路转换开关（MPX）、A/D转换器构成。
第二种 ：由电压形成回路、VFC压频转换器、光电隔离器、计数器构成。
17、互感器二次线圈与保护装置中的YB、LB的一次侧相连，完成保护装置的电流、电压输入。
3、线路阻抗不大于100km时用，R-L算法计算出来的线路阻抗能满足精度要求
4、在距离保护的算法中必须考虑过渡电阻和系统振荡的影响以及在保护出口故障时 ，保护动作正确性的问题
5、微机线路距离保护中计算阻抗的算法有傅氏算法、窄带滤波后的基波分量算法、故障分量阻抗算法、阻抗的R-L算法等
6、阻抗算法常见的动作区有多边形特性和圆特性。其中多边形特性是传统保护难以实现的
18、开出回路的主要器件有出口继电器和光电耦合器。保护装置开出回路中与外部相连的是出口继电器的接点。
19、出口压板可用于断开保护装置与跳闸回路的连接。
20、微机保护的数字滤波是用程序实现的。
21、开关量是反映接点接通和断开状态的数字以及控制接点接通和断开的数字只有两个数字0和1
22、将接点状态输入给微机保护叫开关量输入。
8、微机保护的滤波包括有数字滤波和实体滤波两种。其中数字滤波是通过算法实现的。
一种适合增强干扰消除合并算法的同步方法
ｎ ｅ ｅ ｄ ｔ ｏ ｂ ｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｐ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｍａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｆｅ ｒ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｃ ａ ｎ ｃ ｅ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ＥＩ ＲＣ． Ｄｕ ｅ ｔ ｏ ｉ ｔ ｓ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｉ ｎ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｉ ＲＣ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｏｒ ｆ Ｉ ＲＣ ａ ｎ ｄ ＭＲＣ ｗｉ ｌ ｌ ｒ ｅ —
3.电力变压器的纵联差动保护(一)-工作原理(课件)
一、纵联差动保护的基本原理
1.变压器正常运行或者外部故障时差动电流分析
差动电流： Id
I1'
I2' =
I1 nTA1
I2 nTA2
这个电流在变压器正常运行或外部故障时不一定为零。
I1'
I
2' ，即I
' d
=
0
一、纵联差动保护的基本原理
如何选择合适的电流互感器变比，使正常运行或变压器外 部故障时差动电流为零？
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
1.变压器的励磁涌流
（1）励磁涌流对差动保护的影响 由变压器的原理可知，变压器的励磁电流只流过变压器其 中的一侧。因此通过TA反映到差动回路中不能被平衡。但在 变压器正常工作情况下，励磁电流很小，反映到差动回路可以 忽略不计。
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
1.变压器的励磁涌流
（2）励磁涌流产生的原因
如果考虑剩磁Φr，这样经过半个周期后铁芯中的磁通将达到 幅值2Φm+Φr。因此：
铁芯中的磁通达到最大值—>变压器严重饱和—>励磁阻抗降 低—>对应的励磁电流很大—>类似于“涌动的潮流”，故简称 “励磁涌流”。
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
1.变压器的励磁涌流
（1）励磁涌流对差动保护的影响 但是当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，
由于变压器铁芯中的磁通急剧增大，使变压器铁芯瞬时饱和， 出现数值很大的励磁电流（称为：励磁涌流）。
励磁涌流可达变压器额定电流的 6～8 倍，如不采取措施， 变压器纵差保护将会误动。
二、纵差动保护的不平衡电流及相应措施
差动保护
发电机纵差动保护培训资料1、发电机纵差动保护原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外部故障，而且还要求无延时地切除内部故障，为此而设置发电机纵差动保护。
在发电机中型点侧配置一组电流互感器，在发电机出口配置一组电流互感器，其保护范围为两电流互感器之间的发电机定子绕组及引出线。
两电流互感器是同一电压等级、同变比、可同型及特性尽可能相近的，其不平衡电流比较小。
为防止外部短路暂态不平横电流的影响，差动继电器可选用带中间速饱和电流器的继电器。
不平衡电流计算只考虑两电流互感器不一致而产生的不平蘅电流。
Ibp.max =KftqKtxfiI（3）dmaxKftq—非周期分量影响系数 BCH—2继电器取1Ktx—同型系数取0.5 fi=0.1 ID（3）max —外部短路最大短路电流周期分量为了防止电流互感器二次回路断线引起保护误动，设计有电流互感器二次回路断线监视装置，在发电机电流互感器二次回路断线后延时发信。
正常运行时发出断线信号后，运行人员应将差动保护退出，以防在断线情况下发生外部短路时差动保护误动。
2、发电厂330KV发电机差动保护蒲城发电厂1、2号发动机采用单星形中型点经中值电阻（1000欧）接地接线方式，差动保护采用BCH—12型差动继电器，保护范围是中型点CT与发电机出口CT之间、反映相间短路和单相接地故障，此保护未设CT断线闭锁，依靠躲过单相CT断线二次不平衡电流来闭锁CT断线。
发电机另外与主变共设置一套差动保护，保护范围是330KV两个出口开关CT、发电机中性点CT、厂高变低压侧两分支CT之间的接地、相间短路。
3、发电机纵差动保护的评价1）发电机纵差动保护不能反映定子绕组匝间短路；2）发电机定子绕组不同地点发生短路时，由于定子绕组多点感应电动势不同及短路阻抗不同，所以短路电流大小不同，中性点附近短路或接地，差动保护不灵敏。
同步发电机构纵差动保护一、发电机纵差动保护的作用原理对发电机相间短路的主保护，不但要求能正确区别发电机内、外故障，而且还要求无延时地切除内部故障。
变压器纵联差动保护原理
变压器纵联差动保护原理变压器纵联差动保护是一种用于保护变压器的重要保护装置，主要用于检测变压器绕组之间的电流差异，以便快速准确地判断是否发生了内部故障。
以下是变压器纵联差动保护的基本原理：1. 基本原理：-纵联差动保护通过比较变压器绕组之间的电流来检测潜在的内部故障。
正常工作状态下，变压器的输入电流等于输出电流，即两侧绕组电流相等。
当发生内部故障时，如绕组短路或绝缘故障，绕组之间的电流差异将导致纵联差动电流。
2. 电流比较：-纵联差动保护系统会同时监测变压器高压绕组和低压绕组的电流。
这些电流通过电流互感器（CT）测量，并传输到差动保护设备中。
设备将两侧电流进行比较，正常情况下两侧电流应该平衡。
3. 设定电流和灵敏性：-差动保护设备设有一定的电流差动保护设定值。
当变压器内部发生故障时，导致两侧电流不平衡，超过设定值时，差动保护将启动，产生差动保护动作信号。
4. 差动保护动作：-一旦检测到电流差异超过设定阈值，差动保护设备会发出保护动作信号。
这通常包括切断电源、关闭刀闸等措施，以隔离变压器并防止故障蔓延。
5. 灵敏性和稳定性：-纵联差动保护需要在足够灵敏的同时保持稳定性，以防止误动作。
因此，设定值的选择、电流互感器的准确性和保护装置的灵敏性都是设计中需要考虑的关键因素。
6. 复合差动保护：-为了提高保护的可靠性，有时会采用复合差动保护，结合其他保护元件，如零序电流保护、过流保护等。
这样可以增加差动保护的鲁棒性，减少误动作的可能性。
变压器纵联差动保护是确保变压器正常运行和防止故障蔓延的关键保护装置之一。
通过及时、准确地检测内部故障，它有助于提高电力系统的可靠性和稳定性。
纵联差动保护原理
一、发电机相间短路的纵联差动保护将发电机两侧变比和型号相同的电流互感器二次侧图示极性端纵向连接起来，差动继电器KD 接于其差回路中，当正常运行或外部故障时，I 1 与 I 2 反向流入，KD 的电流为11TA In - 22TA I n =1I '- 2I '≈0 ，故KD 不会动作。
当在保护 区内K2点故障时， I1与 I2 同向流入，KD 的电流为：11TA I n + 22TA I n =1I '+ 2I '=2k TAI n当2k TAI n 大于KD 的整定值时，即 1I ' - (3)maxmax /unb st unp i k TA I K K f I n =≠0 ,KD 动作。
这里需要指出的是：上面的讨论是在理想情况下进行的，实际上两侧的电流互感器的特性（励磁特性、饱和特性）不可能完全一致，误差也不一样，即nTA1≠nTA2，正常运行及外部故障时，2k TAI n ≥I set ，总有一定量值的电流流入KD, 此电流称为不平衡电流，用Iunb 表示。
通常，在发电机正常运行时，此电流很小，当外部故障时，由于短路电流的作用，TA 的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb 增大，一般外部短路电流越大，Iunb 就可能越大，其最大值可达：.min.min .min()brk brk op ork brk op I I I K I I I >≥≤+式中：Kst ——同型系数，取；Kunp ——非周期性分量影响系数，取为1～； fi ——TA 的最大数值误差，取。
为使KD 在发电机正常运行及外部故障时不发生误动作， KD 的动作值必须大于最大平衡电流，即Iop=(Krel 为可靠系数，取）。
越大，动作值Iop 就越大，这样就会使保护在发电机内部故障的灵敏度降低。
此时，若出现较轻微的内部故障，或内部经比较大的过渡电阻Rg 短路时，保护不能动作。
光纤电流纵联差动保护
Im=IH
差动电流 ICD=Im+ In = IH -IH =0
In= -IH
区外F1短路时，短路电流为Id1
m
Im Id1 In
n
注：图中 及表达式 中电流量 均为相量 如： Im
F1
Im=Id1
差动电流
In= -Id1
ICD=Im+ In = Id1 –Id1 =0
区内F2短路时，短路电流为Imd和Ind
基本光纤通信 系统
(2)光源。继电保护频带较窄 (最多速率为64kb／s)，继 电保护装置选用光源器件为 光电二极管LED， 当有电流流过光源器件时， 光源器件受激发射出特定 波长的光束。
基本光纤通信 系统
(3)光纤接收器： 光纤接收器是将 光纤中耦合的光 信号转换为电信 号
(4)接收解调。接收解调即 将接收到的PCM串行码转 换成并行码，并解调出各路 采样信号和开关量信号。
经过保护对采样时间的 数次微调，直到AJ＝0， 两侧装置的采样完全同步。
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X2 Y1 Y2
X1
TA 断线时发生故障或系统 扰动导致起动元件动作，若“TA 断线闭锁差动”整定为“1”， 则闭锁电流差动保护；若“TA 断线闭锁差动”整定为“0”， 且该相差流大于“TA 断线差流定值”，仍开放电流差动保护。
Z1 Z2
光纤纵联差动保护是高压输电线路纵联保
电动机差动保护误动分析与改进措施
电动机差动保护误动分析与改进措施石生旺【摘要】对电动机起动过程中差动保护误动原因的分析,一般认为多重因素导致电动机起动时电动机侧电流互感器严重饱和,使二次电流出现畸变失真引起差动保护误动.针对电动机差动保护和电流互感器特点,本文给出了多个解决电流互感器饱和的方案,并结合目前发电厂厂用电发展趋势,提出厂用电流互感器参数选择、二次回路设计等方面需要考虑与保护配合,避免保护发生拒动、误动.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】4页(P136-139)【关键词】饱和;差动保护;二次负荷;起动电流;准确限值;电缆截面积【作者】石生旺【作者单位】广东韶关发电厂,广东韶关 512132【正文语种】中文当发电厂高压厂用电动机2MW及以上的电动机、或2MW以下但电流速断保护灵敏系数不符合要求时，可装设纵联差动保护，纵联差动保护应防止在电动机自起动过程中误动作[1]。
在工程应用中，在保护电流互感器参数选择、回路电缆设计时未考虑高压电动机特有的高倍起动电流特点和电动机位置至保护安装处距离两个因素，导致高压电动机起动时差动保护误动时有发生[2]。
本文通过高压电动机差动保护误动分析，提出多条解决措施，并结合现场厂用保护应用情况和电流互感器制造现状，提出厂用电电流互感器参数应结合多因素使用条件选择，满足保护测量要求，以供设计、维护参考。
1.1 保护误动情况给水泵电动机YKS5500-4额定电压为6kV，额定功率为5500kW，额定电流为611A，额定转速为1491r/min，绕组接法Y，功率因数为0.892。
电动机开关和电动机侧配置天津市百利纽泰克AS12/150b/4S的CT，A、C两相配置，变比为800/5，保护准确级为5P20，二次额定容量为20VA，二次绕组直流电阻RCT=0.52W，开关侧CT二次侧采用2.5mm2软导线引接至保护装置；电动机侧CT置于电动机尾部，采用2.5mm2屏蔽电缆引接至开关柜保护装置，长度为150m。
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一种增强的纵联差动同步算法摘要：纵联差动保护的同步算法一般是基于采样通道的同步方法，而这些方法均是基于本对侧装置的采样数据传输延时是相等的。
而使用了IEEE C37.94标准后，本对侧的采样数据传输延时是肯定不相等，因此需要对采样同步方法进行优化。
本文提出的增强纵联差动同步方法在基于采样通道的同步方法的基础上能够适应采样数据两侧不相等的传输延时，支持国际通用的IEEE 37.94标准，并且提高同步的结果，使得继电保护装置的能够适应海外市场的需求。
关键词：纵联差动；同步；IEEE37.94An Enhanced Longitudinal Differential Synchronization AlgorithmDaibixiang（Nanjing SAC Power Grid Automation Co.，Ltd.No.39 Shuige Road，Jiangning Development Zone，Nanjing，JiangSu.211153）ABSTRACT：The synchronization algorithm of the longitudinal differential protection is generally based on the synchronization method of the sampling channel，and these methods are based on the sampling data transmission delay of the opposite device is equal.If we use the IEEE C37.94 standard，the opposite side sampling data transmission delays are definitely not equal，so the sampling synchronization method needs to be optimized.The enhanced longitudinal differential synchronization method proposed in this paper can adapt to the unequal transmission delays on both sides of the sampled data based on the sampling channel-based synchronization method，support the internationally accepted IEEE 37.94 standard，and improve the synchronization result，making the relay protection device can adapt to the needs of overseas markets.KEY WORD：Longitudinal Differential，Synchronization，IEEE37.940 引言光纵保护也称纵联差动保护，是继电保护中常用的主保护，对继电保护的稳定可靠运行起到了重要作用，目前国内主流继电保护厂家的保护设备在纵联差动的实现上均采用了光纤作为介质进行传输，但是光接口标准会有很大差异，对于专用通道，这样的做法对维护没什么影响；但在目前国内220kv及以上变电站大部分都是复用通道模式，光纤经过的环节比较多，如果通道发生异常，需要在不同环节的端口处进行自环检测，故障排除，费时费力，而且不同厂家保护装置很难互联互通。
IEEE于2002年制定了C37.94标准，并在2017年进行了修订，该标准规范了保护装置与数字复接设备之间的光纤连接，这样不同厂家生产的保护装置与数字复接设备在光接口处能够进行互联互通，并且能提高通道故障定位及监测的水平。
目前纵联差动保护的同步方法绝大部分厂家都是基于采样通道的同步方法，包括采样时刻调整法、采样数据修正法、参考向量同步法。
而这些方法均是基于本对侧装置的采样数据传输延时是相等的，而使用了IEEE C37.94标准后，本对侧的采样数据传输延时是肯定不相等，因此需要对采样同步方法进行优化。
1 IEEE C37.94介绍1.1 帧格式C37.94规定了保护设备与数字复接接口设备之间采用统一的标准进行通信，提供了N（N=1，2，⋯，12）×64kbit/s的传输带宽，使不用厂家的保护设备与数字复接接口设备能够互连。
另外，C37.94标准中规定了相对严格的帧格式，所以对通道故障定位起到积极作用。
C37.94的帧格式如下图所示，包括Header、Overhead、Channel Data。
图1 C37.94的帧格式Header格式为：a b c d e f g h 0 0 0 0 1 1 1 1。
其中a b c d e f g h存在如下两种模式，两种模式在报文中交替出现。
图2 Header格式说明Overhead格式为：pp qq rr ss 10 10 10……10。
48bit用于表示24个实际位信息，每个数据位后面都有其补码。
其中p，q，r，s用于表示Channel Data有效字节数，N = 1~12。
Channel Data由192bit组成，用于表示96个用户数据位，每个数据位跟随其补码。
前N×8数据位为有效用户数据，其余的96 –（N×8）数据位设置为1。
C37．94标准规定每秒传送8000帧，其中每帧传输N个通道，每个通道有效数据为8 bit，所以通信传输带宽为N*64 kb/s。
1.2 信号故障IEEE C37.94 2017定义了LOS、YELLOW、AIS三种告警来反应不同位置的通道链路故障。
LOS产生条件：接收器在1ms内（8帧）连续检测到2帧或2帧以上的错帧即判别为LOS。
LOS清除条件：接收器在检测到连续8帧正确帧。
“黄色告警bit”y产生条件：保护装置判断出现LOS、AIS传输异常时，置y为1。
“黄色告警bit”y清除条件：保护装置判断无LOS、AIS传输异常时，置y为O。
YELLOW产生条件：连续3帧的帧头y位为1且接收信号正常（无LOS）。
YELLOW清除条件：连续3帧的帧头y位为0或接收信号无效（LOS）。
AIS产生条件：数字复接设备在光口接收LOS后，用全“l”填充（原码、补码更替）数据头及数据部分。
保护装置识别全“1”数据即判断为AIS。
AIS清除条件：数字复接设备在光口接收正常后，恢复数据头及数据部分。
保护装置识别为正常数据，即判断AIS消失。
2 使用IEEE C37.94的影响性分析220 kV及以上电压等级线路，由于线路距离长，其光纤纵联保护通常采用复用通道。
复用通道的连接方式如下图所示图3 符合C37.94的纵差保护通道光接口系统连接情况复用通道方式下的数字复接接口设备与电力通信网之间的通信速率一般为64 kb/s或2 Mbit/s。
目前使用的同步方式是基于发送和接收两侧的接收路由是一致的，而C37.94规定了报文必须每125us发送一帧，但是装置内部是按照固定的采样节拍在周期运行，而采样周期与125us之间没有倍数关系，所以每次定时中断里填写好发送缓冲区后，都得等前一个125us发送完毕，在下一个125us开始的头部进行发送，所以中间有一个时间差，光纵两侧的的发送时间差是不相等的，并且这个不相等的数值是一个随机数，最大是125us，并且每次发送时的等待时间差与前一次发送的时间差也是不一样的。
因此在采用了C37.94标准后需要对现有光差同步算法进行适应性的改造。
3 自适应乒乓同步方法自适应的乒乓同步方法需满足IEEE C37.94标准，且有以下两个原则：1、尽量减少对现有光差同步原理的影响。
2、将影响现有光差同步算法的不确定时间在前端处理掉，得出稳定的时间数据后在依据此进行光差同步的计算。
不确定的时间在第2章节中已有介绍，就是图4中的，在去掉了不确定性的时间后，得到一个相对稳定的等腰梯形图形，如图4红色部分所示上边的没有变化，下边去掉了不确定的，形成了一个稳定的时间。
利用乒乓同步的原理得到通讯延时如下：其中。
在去掉了不确定性的时间后，得到了图3中稳定的红色下边。
主从机采样时刻偏差为：，如果大于0，则从机采样超前，需暂时缩短从机采样周期，如果小于0，则从机采样滞后，需暂时增大从机采样周期。
图4增强的纵联差动同步方法为了计算稳定通讯时间的。
在进行计算时主机和从机均需要知道的数值，即可通过公式完成计算得出稳定的。
4 同步方法验证在应用了上述的同步方法后，进行相应的纵联差动测试，如下图所示：使用两台采用了IEEE37.94规约的线路保护装置进行装置的互联互通，使用测试仪同时在两台装置进行加量操作，此时通过同步方法在任意一侧进行本对侧相角的计算，计算得到本对侧的相角差在1°以内，符合纵联差动的保护要求，原先的乒乓同步算法的相角差在1.6°以内，优于现有的同步算法。
5 结论经过测试表明，增强的纵联差动同步算法优于传统的乒乓同步算法，能够很好的适用IEEE37.94标准在线路保护装置产品中的应用，在本对侧的采样数据传输延时不相等的情况下，很好的实现了纵联差动两侧装置的数据同步，能够保证纵联差动保护的可靠性和准确性，对继电保护的稳定可靠运行起到了重要作用。
参考文献：[1]赵宏大.线路保护通信通道的分析[J].电力系统通信.2011，v.32；No.11 12-17[2]李波，邢素娟，莫杰锋，黄妍，高鹏宇.基于光纤通道的双端保护联调[J].电气技术.2015，1（4）：22-25[3]李钢，冯辰虎，孙集伟，王宁，刘平.纵联电流差动保护数据同步技术及通道切换时数据交换的研究[J].电力系统保护与控制.2010，v.22；150-156[4]赵青春，谢华，陆金凤，朱晓彤.实用的半波长输电线路纵联差动保护[J].高电压技术.2018，44（1）：157-164[5]李静，李鸥.三端纵联差动保护原理及在北京地区的应用[J].中国科技成果.2009.10：58-61.[6]段哲民，解坤宪.光纤纵差保护同步接口转换电路设计[J].电子测量技术.2007，30（10）：360-364[7]罗晓宇，王秀梅.数字式纵联电流差动保护算法同步策略探讨[J].电力自动化设备.2006.26（7）：98-103.作者简介：戴必翔（1986-），男，硕士，工程师，主要从事智能变电站平台软件开发工作。