CT特性对光纤差动保护的影响及建议

CT特性对光纤差动保护的影响及建议摘要：针对地区电网实际运行中影响输电线路光纤差动保护正确动作的因素，以PSL646光纤差动保护为例，从光纤差动保护的动作原理出发，深入细致地讨论分析了诸如线路两侧CT特性不一致对光纤差动保护的影响。从设计选型、保护装置升级等方面提出了解决方法，消除了对光纤电流差动保护的不利影响。关键词：光纤；电流差动保护EffectandimprovementsuggestionofCTcharacteristicsonopticalfiberprotectionGao-Yan(ElectricPowerOccupationlTechnicalInstituteofSEPC，TaiYuan030020，ShanXiProvince)Abstract：Thispaperindicatesfactorwhichaffectsthenormalactionofcurrentdifferentialprotectionfortransmissionlineinregionalpowergridinactualoperation.AndittakestheprincipleofdifferentialprotectionforopticalfiberasaviewandthePSL646differentialprotectionforopticalfiberasanexampletodiscussandanalyzeintensivelytheinfluenceoverthedifferentialprotectionforopticalfiberfromthedisparityofCTontwosidesofthetransmissionline.Thenitbringsinsomesolutionsindetailfromtheselectionofdesignandprotectionofsoftwarepromotiontoremovetheadverseeffectbroughtbythoseproblemsaboveforthedifferentialprotectiomforopticalfiber.KEYWORD：linefiberoptical；currentdifferentialprotection1概述随着光纤及通信技术的发展，以光纤通讯为主干网的电力通信网络也得到了迅猛发展和普及。由于光纤通道与电力线路和微波通道相比具有不怕超高压与雷电电磁干扰、传输质量高、误码率低(一般在以下)、对电场绝缘、频带宽、传输信息容量大、不受电磁干扰等优点，充分利用了电力系统的特有资源地线复合光缆、绕在地线上的缠绕式光缆及高压线同杆架设的全塑自承式光缆，特别是同步数字系列等大容量设备的出现，使得光纤通道作为线路电流差动保护的传输通道，得到了广泛的应用，光纤电流差动保护也越来越普及。目前地方电网110kV以上线路保护多采用光纤作为保护通道，光纤保护在各类故障时，均能快速可靠切除区内故障，同时在区外故障时不误动，具有良好的选相和快速切除故障的能力。但在实际运行中，由于线路两侧CT特性不一致，在调试、投运和实际运行中仍然暴露出许多问题，这些问题会对保护装置及电网的稳定运行带来隐患。因此，应对光纤电流差动保护进行充分的研究。2光纤电流差动保护光纤保护目前在地区电网中已经得到了广泛的应用，对已投入运行的光纤保护，按照原理的不同可以分为光纤电流差动保护和光纤闭锁式、允许式纵联保护两种。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，基本原理也是基于基尔霍夫基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单、可靠快速、能适应电力系统振荡、非全相运行等优点是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护的这些优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道保证了传送电流的幅值和相位，正确可靠地传送到对侧。当线路发生内部故障时，动作电流很大，而制动电流很小，因此工作点落在动作区内，差动继电器动作。当线路外部短路时，流过本线路的电流是穿越性的短路电流，动作电流很小，而制动电流很大，因此工作点落在非动作区内，差动继电器不动作。3光纤电流差动保护动作情况图1为某地区电网的系统接线。386-311、381-312均配PSL646专用光纤电流差动保护，在B站对主变开关充电时，引起35kV线路差动保护动作跳闸。某年某月某日12时33分，220kVA变电站35kVB站II线386光纤电流差动保护动作，开关跳闸。12时35分，B站I线382光纤电流差动保护动作，开关跳闸。35kVB站双回线路两侧均配置国电南自股份有限公司生产的PSL646型光纤电流差动保护。保护光纤电流差动保护的原理是比较线路两侧电流的向量，正常运行及区外故障时，两侧向量的差值（差流）应为0，保护不动作；当线路上发生故障时，差值（差流）不等于0，大于整定值定值，保护瞬时动作。该类保护定值较低，灵敏度高，能够有效解决短线路保护不好配合，整定困难问题。该类保护对线路两侧的电流互感器特性要求较高，当特性不一致时，容易发生误动。由于线路两侧CT特性不一致，包括CT暂态特性、稳态特性、CT饱和程度及线路两侧CT二次回路的时间常数不一致，如果在发生区外短路故障、区外短路故障切除时，电流差动保护可能会发生误动作。图1地区电网的系统图Fig1Primarysystemfigureofregionalpowergrid4保护动作原因分析4.1跳闸原因分析跳闸发生后，相关人员对该线路跳闸原因进行调查，调查情况如下：1）两次跳闸均发生在用户给主变充电的过程中，主变充电是导致线路光纤电流保护动作的原因。2）该线路两侧的两侧电流互感器型号参数不一致，在有较大的电流冲击下有可能产生差电流。保护算法中可以采用较高的制动系数K和增加浮动门槛。通过提高差动动作值来躲过两侧CT特性不一致产生的差流。CT参数见表1表1CT参数Tab.1DataofCT3）使用专用软件对两侧保护装置的录波图进行读取，发现由于两侧电流互感器的特性不一致，是导致光纤电流差动保护的动作原因。385电流、321电流刚开始能完全传变，两侧电流波形一致，之后由于321对应的CT特性不一致，电流未能正确传变，导致差流产生。4.2整改方案建议根据以上分析，本次差动保护动作是由于两侧开关对应的CT特性不一致，未能正确传变电流。整改的方案如下：（1） 更换双回线路两侧的电流互感器为同一厂家、同一型号的特性尽量一致的电流互感器。（2） 对两侧保护装置进行升级，增加差动保护延时功能，通过整定短延时躲开主变充电时的最大励磁涌流。更换特性一致的电流互感器是保证差动保护不会误动的首要措施，保护厂家升级软件仅是补充措施，用于躲过瞬间的不平衡电流。5结语光纤电流差动保护近年来已在地区电网中得到了广泛采用，同其他类型的保护有共性又有其特殊性。文章就输电线路光纤电流差动保护的CT这个特殊问题进行了探讨，有针对性地提出了解决方案，确保了光纤差动保护能可靠、稳定运行。参考文献：［1］ 贺家李，李永丽，李斌，等.电力系统继电保护原理与实用