西安交通大学《继电保护原理(高起专)》第五章 期末考试拓展学习6

1、西交 10 春学期继电保护原理（高起专）第五章继电保护装置的简介当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。继电保护装置的构成1.测量比较元件2.逻辑判断元件3.执行输出元件继电保护装置的任务、监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统

2、元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。 （如：单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等） 。、反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。、实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制。如：自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等

3、。1 光纤通道作为纵联保护通道的优势光纤通道首先在通信技术中得到广泛的应用，它是基于用光导纤维作为传输介质的一种通信手段。光纤通道相对于其他传统通道（如：电缆、微波等）具有如下特点：（1） 传输质量高，误码率低，一般在 10-10 以下。这种特点使得光纤通道很容易满足继电保护对通道所要求的“透明度”。即发端保护装置发送的信息，经通道传输后到达收端，使收端保护装置所看到的信息与发端原始发送信息完全一致，没有增加或减少任何细节。（2） 光的频率高，所以频带宽，传输的信息量大。这样可以使线路两端保护装置尽可能多的交换信息，从而可以大大加强继电保护动作的正确性和可靠性。（3） 抗干扰能力强。由于光信号

4、的特点，可以有效的防止雷电、系统故障时产生的电磁方面的干扰，因此，光纤通道最适合应用于继电保护通道。以上光纤通道的三个特点，是继电保护所采用的常规通道形式所无法比拟的。在通道选择上应为首选。但是由于光缆的特点，抗外力破坏能力较差，当采用直埋或空中架设时，易于受到外力破坏，造成机械损伤。若采用 OPGW，则可以有效的防止类似事件的发生。2 光纤通道与继电保护配合的几种方式目前，纵联保护采用光纤通道的方式，得到了越来越广泛的应用，在现场运行设备中，主要有以下几种方式：（1）专用光纤保护：光纤与纵联保护（如： WXB-11C ）配合构成专用光纤纵联保护。采用允许式，在光纤通道上传输允许信号和直跳信号

5、。此种方式，需要专用光纤接口（如：FOX-40用单独的专用光芯。优点是：避免了与其他装置的联系（包括通信专业的设备） ，减少了信号的传输环节，增加了使用的可靠性。缺点是：光芯利用率降低（与复用比较） ，保护人员维护通道设备没有优势。而且，在带路操作时，需进行本路保护与带路保护光芯的切换，操作不便，而且光接头经多次的拔插，易造成损坏。（2）复用光纤保护：光纤与纵联保护（如： 7SL32、WXH-11、CSL101、WXH-11C 保护）配合构成复用光纤纵联保护。采用允许式，保护装置发出的允许信号和直跳信号需要经音频接口传送给复用设备，然后经复用设备上光纤通道。优点是：接线简单，利于运行维护。带路

6、进行电信号切换，利于实施。提高了光芯的利用率。缺点是：中间环节增加，而且带路切换设备在通信室，不利于运行人员巡视检查，通信设备有问题要影响保护装置的运行。（3）光纤纵联电流差动保护：光纤通道的大容量、较高的抗干扰能力，为纵联电流差动的应用提供了可能。首先得到应用的是模拟式的光纤纵联电流差动，当前已很少采用。随着大规模集成电路的应用，数字式电流差动广泛应用开来。 LFCB-102 7SD511（西门子）等保护装置。采用的通道方式有复用光纤方式和专用光纤方式。因专用（或复用）光纤保护主要的区别就是通道形式不一样，但构成纵联的原理与常规保护没有区别，所以，不再进一步分析。鉴于光纤纵联电流差动保护原理

7、简单，应用前景广泛，对通道依赖性强，下面主要对纵联电流差动保护的应用进行分析、讨论。3 光纤纵联电流差动保护应用中应注意的几个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 以上系统保护多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，只是各家的制

8、动特性不一样，有两段式，也有三段式。各厂家在内部算法上也各有千秋，在此不做详细的分析，本文从运行角度对实际运行中存在的一些问题进行分析。1、保护之间的连接问题：纵联电流差动保护与通信设备的连接有自身的特点，与常规保护不一样。常规保护传输的允许信号、直跳信号可以说是传输的是命令，是开关量（或0 或 保护传输的主要是数字量（也含开关量） ，它是把本侧的三相电流采样值（分相式差动）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。针对这个特点，纵联电流差动保护必须采用特殊的连接方式与设备，才能达到目的。通常，有以下几种连接方式：（1）直接相连方式：A：保护装置具有光接口

9、，保护与保护之间通过光纤直接相连。此种方式可靠性高。当采用 850nm 波长的光纤设备与多模光纤配合使用时，具有性好，且易于实现的特点。但由于光纤衰耗偏大（相对 1300nm 10KM，所以在几公里的短线路上经常采用。B： 在保护装置之间，通过双绞线或同轴电缆，依照 G703 同向接口协议，进行电接口直接相连的方式。要求保护具有电接口，但这种方式抗干扰能力差，而且数字量不宜进行长距离的传输。所以，一般不使用这种方式。（2）复用方式：A：保护装置电接口通过双绞线或同轴电缆，与通信PCM 设备 64kbps 接口直接相连，然后上通道进行传输。在现场，通常保护室与通信室较远，而且数字信号直接在电缆中

10、传输极易受干扰，所以，这种方式很少采用。B：保护装置光接口通过光纤与光电转换设备相连，然后光电转换设备与通信设备 64kbps 接口依照 G703 协议，进行连接。由于光信号抗干扰能力强，可以用于变电站内保护室和通信室之间的连接。而且带路时可以很方便的进行电信号的切换。所以，这种方式被广泛的采用。PCM 复用2：同步问题：在复用接口与通信设备连接时，大部分接口均支持 64kbps 数据通道收发数据同步复接的要求，必须采用主从时钟方式。否则，将因时钟不同步，造成滑码的出现，保护装置反映出的就是 CRC 校验码告警。G703 同向方式（也有些设备要求提在某些保护装置中，对接口没有做出要求，但时钟必须设为主从方式，因为两端保护装置在计算差流时，必须保证同步，否则，对差流的计算就会造成误差。有一