光纤差动保护原理
光纤差动保护简介
纵联电流差动保护－－分析
发电机、变压器一般采用第一种方式，母线既可 发电机、变压器一般采用第一种方式，母线既可 以采用第一种方式，也可以采用第二种方式，第 二种方式实现的差动保护成为分布式母线保护。 而当被保护设备为输电线路时，由于两端相距甚 远，需要在每一侧都装设采集装置，然后利用通 信线路来交换两端的电流信息。因此必须采用第 信线路来交换两端的电流信息。因此必须采用第 二种方式 二种方式
& & ∆I M − ∆I N & & ∆I M + ∆I N ≥ K res 2
满足动作条件，且有较高的灵敏度。
& ∆IM
Zp; ∆EΣ
ZN
& ∆EΣ & ∆IM = − ZM & ∆EΣ & ∆I N = − ZN & & & ∆EΣ ∆EΣ ∆EΣ & & ∆IM + ∆I N = + = ⋅ ZM + ZN ZM ZN ZM ⋅ ZN & & & ∆EΣ ∆EΣ ∆EΣ & & ∆IM − ∆I N = − = ⋅ ZM − ZN ZM ZN ZM ⋅ ZN
光纤纵联保护的信号传输方式和技术特点
由于采用专用光纤通道,64 由于采用专用光纤通道,64 kbits 数据接口 装置的时钟同步方式为: 装置的时钟同步方式为:两侧的继电保护通 信接口装置均发送工作时钟, 信接口装置均发送工作时钟,数据发送采用 本机内时钟,接收时钟从接收数据码流中提 机内时钟,接收时钟从接收数据码流中提 取,称为内时钟(主- 主) 方式,如图1 (b) 所示。 称为内时钟( 方式,如图1
& & ∆IM − ∆I N 制动量： ∆Ires = Kres ≠ Ires 2
光纤差动保护
光纤差动保护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，基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律，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、能适应电力系统震荡、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1 原理介绍光纤分相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，各侧保护利用本地和对侧电流数据按相进行差动电流计算。
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。
光纤电流差动保护系统的典型构成如图1所示。
当线路在正常运行或发生区外故障时，线路两侧电流相位是反向的。
如图所示，假设M侧为送电端，N侧为受电端，则，M侧电流为母线流向线路，N侧电流为线路流向母线，两侧电流大小相等方向相反，此时线路两侧的差电流为零；当线路发生区内故障时，故障电流都是由母线流向线路，方向相同，线路两侧电流的差电流不再为零，当其满足电流差动保护的动作特性方程时，保护装置发出跳闸令快速将故障相切除。
2 对通信系统的要求光纤电流差动保护借助于通信通道双向传输电流数据，供两侧保护进行实时计算。
其一般采用两种通信方式：一种是保护装置以64Kbps／2Mbps速率，按ITU-T建议G.703规定于数字通信系统复用器的64Kbps／2Mbps数据通道同向接口，即复用PCM方式；另一种是保护装置的数据通信以64Kbps／2Mbps速率采用专用光纤芯进行双向传输，即专用光纤方式。
(详见图3)光纤电流差动保护要求线路两侧的保护装置的采样同时、同步，因此时钟同步对光纤电流差动保护至关重要。
一起110kV线路光纤差动保护通道故障分析及处理
一起110kV线路光纤差动保护通道故障分析及处理摘要：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，基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律，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、能适应电力系统震荡、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。
本文主要通过分析一起110kV光纤差动保护通道故障案例，以此帮助变电运行人员与保护专业人员快速处理光纤差动保护通道故障。
关键字：光纤差动保护；通信中断；自环；丢帧。
一、光纤差动保护通信及保护原理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，各侧保护利用本地和对侧电流数据按相进行差动电流计算。
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。
通信通道可采用64kbps或2Mbps接口，本次事件两侧变电站采用保护装置为北京四方继保自动化股份有限公司生产型号为CSC-163A数字式线路保护装置，其数字电流差动保护系统构成见图1,保护装置与通信系统连接方式见图2。
图1 数字电流差动保护系统示意图图2 保护装置与通信系统连接方式示意图上图中以M、N为两端均装设 CSC-163 保护装置，保护与通信终端设备间采用光缆连接。
保护侧光端机装在保护装置的背后。
通信终端设备侧需配套北京四方继保自动化股份有限公司光接口盒 CSC-186BV (AN)。
二、光纤差动保护的启动元件1)相电流差突变量启动元件；2) 零序电流（3I0）突变量启动元件；3) 零序辅助启动元件；4) 若馈启动元件；5) 远方召唤启动元件。
光纤差动保护原理介绍
差动保护特点
►装置采用了经差流开放的电压起动元件， 负荷侧装置能正常起动
►差动保护能自动适应系统运行方式的改变
►装置能实测电容电流，根据差动电流验证 线路容抗整定是否合理
差动保护特点
►装置能实时监测通道工作情况，当通道发 生故障或通道网络拓扑发生变化时，装置 能起动新的同步过程，直至两侧采样重新 同步，同时记录同步次数及通道误码总数 等；两侧采样没有同步时，差动保护自动 退出。
电容电流补偿条件
容抗整定和实际系统不相符合判据：
0且 .75*XUXc1Uc1IC0D或 .1I0N.或 75I*CIDCD0.1XIUNc1
其中Icd为正常情况下的实测差流，即实际的电容电流； 1.实测电容电流和经XC1计算得到的电容电流具有可比性（至少有一个＞0.1In） ，并且较大的0.75倍＞较小值，可认为容抗整定和实际系统不相符合。 2.当实测电容电流和经XC1计算得到的电容电流都小于0.1In时，认为两者不具备 可比性，不再判别容抗整定是否同实际系统相符。
光纤差动保护
►采样同步 ►数据交换/通信构成
▪ 通道方案 ▪ 码型变换 ▪ 时钟提取 ▪ 通道监视
►保护原理 ►2M与64K接口的区别
通道方案
一 专用光纤 二 复接PCM
专用光纤
►一根光纤只用来传输一个方向的保护信息， 不与其它任何信息复用。
►一对光纤可用来传输（双向）一条线路两 侧的保护信息。
数据发送 64Kb/s 从SCC来
发时钟
数据接收 64Kb/s 去SCC
通信接口的功能框图
码型变换
光纤发送 （主）
光纤
时钟提取 DPLL
光纤电流纵差保护原理、影响因素及其应对措施
区外 短路 或区外短路切除时 电流纵差保护误动 。 解决 的措施是 ： （ 所有差动继电器均采用较 高的制动系数 ０ ５ １ ） ．。 ７
设定其制动 电流 为：
Ｉ ＣＤ＝Ｊ —Ｎ Ｉ Ｉ Ｊ Ｍ
则其动作 曲线如 图２ ：
（） ２差动继 电器的动作方程 中均采用 自 应的浮动制 动门槛 。 适
一
、
光纤 电流纵差保护原理概述
Ｍ
， 、
差动保护要发跳 闸命令必须满足如下条件：
一 Ｊ
Ｉ Ｍ
一
图１
，Ｉ ｖ
＝ 、 ■、
：
…一
Ｊ — —
——一
一 。… ‘ 一
ｆ 一
～ Βιβλιοθήκη 。二 、 ～，＝ ｊ～
① 本侧起动元件起 动 ② 本侧差动继 电器动作
满足上述两个条件 ，向对侧 发 ‘ 差动动作 ’的允许信号 。
它构 成动作 电 流。 由于负荷 电流是 穿越性 的 电流 ，它只产生 制动 电 路 时两个 相差ｌ 度的相量相减将产生不平衡 电流。 ５
流 。所 以线路投 运空载合闸和 区外故 障切 除时 ，由于高频分量 电容 电 流与工频 电容 电流叠加使 电容 电流增大很 多，最容易造成保护误动 。 空载运行时 ，负荷 电流是零 ，只有动作 电流 （ 电容电流 ），也要防止 保护误动。
３Ｔ ． Ａ断线 ，差 动保护 会误动 。为 了在单 侧电源线路 内部短 路时
Ｂ、在 同步过程 中测 量信号传输延时Ｔ Ｄ，并计算两侧 采样 时间差 △Ｔ 。然后 由从 机将采样时刻作多次 的小步 幅调整 ， 到两侧采样同 ｓ 直
电流纵差保 护能够动作 ，因此差动继 电器在动作 电流等 于制 动电流时 步为止。 应能保证动作 。这样在一侧Ｔ Ａ断线 时差动保 护会误 动。 Ｃ、在 同步过 程 中两侧 电流纵联差 动保 护 自动退 出。但 由于每次 仅作 小步幅调整 ，所以其它保护仍 Ｉｆ 正常工作 ， 必退 出。 Ｈ￣ ｌ 不 即在正常运行 中一直在测量 两侧 采样时间差 ＡＴ Ｓ，当测得的 △ １ 应对 电容 电流 的措施 。应对电容电流 的影响 ，可有 以下几 种解 ． 决方法 ： Ｔ 大于步幅调整的时间时 ，从机 立即将 采样时刻作小步幅调整 。由于 ｓ
光纤差动线路保护讲义
天王沟电站线路保护讲课讲义一、我站线路保护配置1.RCS-943 包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护,由三段相间和接地距离保护、四段零序方向过电流保护构成的全套后备保护；装置配有三相一次重合闸功能、过负荷告警功能;二、线路保护简介1.光纤纵差保护首先,光纤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是,保护就动作,跳开故障线路的开关;即使是微机保护装置,其原理也是这样的;但是,光纤差动保护采用分相电流差动元件作为快速主保护,并采用PCM光纤或光缆作为通道,使其动作速度更快,因而是短线路的主保护另外,光纤差动保护和其它差动保护的不同之处,还在于所采用的通道形式不同;的通道一般有以下几种类型：以下几点作为了解,我站为第3种1.电力线载波,也就是常说的高频保护,利用电力输电线路作为通道传输高频信号；2.微波纵联保护,简称微波保护,利用无线通道,需要天线无线传输；3.光纤纵联保护,简称光纤保护,利用光纤光缆作为通道；4.导引线纵联保护,简称导引线保护,利用导引线直接比较线路两端电流的幅值和相位,以判别区内、区外故障;2.线路距离保护我站线路距离保护分为接地距离、相间距离保护接地距离：以保护安装处故障相对地电压为测量电压、以带有零序电流补偿的故障相电流为测量电流的方式,就能够正确地反应各种接地故障的故障距离,所以它称为接地距离保护接线方式;相间距离：以保护安装处两故障相相间电压为测量电压、以两故障相电流之差为测量电流的方式称为相间距离保护接线方式;是反应故障点至保护安装地点之间的距离或阻抗;并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置;该装置的主要元件为距离阻抗继电器,它可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值,此阻抗称为继电器的测量阻抗;当短路点距保护安装处近时,其测量阻抗小,动作时间短；当短路点距保护安装处远时,其测量阻抗增大,动作时间增长,这样就保证了保护有选择性地切除故障线路;用电压与电流的比值即阻抗构成的继电保护,又称阻抗保护,阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值：U/I=Z,也就是短路点至保护安装处的阻抗值;因线路的阻抗值与距离成正比,所以叫或阻抗保护;距离保护分的动作行为反映保护安装处到短路点距离的远近;与电流保护和电压保护相比,距离保护的性能受系统运行方式的影响较小;距离保护保护范围讲解:一般距离保护为Ⅲ断式距离保护,第一段保护范围为线路全长85%,二段保护范围位前面与一段重合,后面为剩余线路的20%,三段保护范围为线路全长的120%;一般情况下,距离保护装置由以下4种元件组成;①起动元件：在发生故障的瞬间起动整套保护,并可作为距离保护的第Ⅲ段;起动元件常取用过电流继电器或低阻抗继电器;②方向元件：保证保护动作的方向性,防止反方向故障时保护误动作;方向元件可取用单独的功率方向继电器,也可取用功率方向继电器与距离元件结合构成方向阻抗继电器;③距离元件：距离保护装置的核心部分;它的作用是量测短路点至保护安装处的距离;一般采用阻抗继电器;④时限元件：配合短路点的远近得到所需的时限特性,以保证保护动作的选择性;一般采用时间继电器;3.保护装置面板操作说明根据说明书在实际设备上进行讲解,主要讲解日常操作。
线路保护(距离保护、光纤电流差动)
四、检验中常见故障及处理 交流回路故障
交流回路故障现象及处理（电流回路）
1、测试仪显示电流回路开路，装置采样无该相电流值。 分析处理：使用万用表检查或者直接拆线检查是否有绝缘包扎
2、测试仪未显示电流回路开路，装置采样无该相电流值或者 电流值比加入值小。
分析处理：紧固装置交流插件，或者检查该相电流回路是否有短接
2、装置采样无该相电压值 分析处理：紧固装置交流插件，或者检查该相电压回路是否有虚接
3、装置采样显示B、C两相电压对调 分析处理：检查B、C两相电压回路接线是否对调
4、装置采样三相电压相位存在漂移的现象 分析处理：电压回路N被虚接。
四、检验中常见故障及处理 开入回路故障
开入回路检查方法 建议逐一投入压板及开入信号，检查装置开入变位情况
一、距离保护原理 三段距离保护
距离Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段之间的配合原则，基本上与电流保 护相似。
一、距离保护原理 三段距离保护
注意：距离保护的Ⅰ段保护范围通常选择为被保护线路 全长的80%~85%
原因：距离保护第1段的动作时限为保护装置本身的固有动作 时间，为了和相邻的下一线路的距离保护第1段有选择性的配 合，两者的保护范围不能有重叠的部分。否则，本线路第1段 的保护范围会延伸到下一线路，造成无选择性动作。 再者，保护定值计算用的线路参数有误差，电压互感器和电流 互感器的测量也有误差。考虑最不利的情况，这些误差为正值 相加。如果第1段的保护范围为被保护线路的全长，就不可避 免地要延伸到下一线路。此时，若下一线路出口故障，则相邻 的两条线路的第1段会同时动作，造成无选择性地切断故障。 除上弊，第1段保护范围通常取被保护线路全长的80％～85％。
2BZmZmZs et2ZmZs et
光纤差动保护工作中的问题探析
光纤差动保护工作中的问题探析摘要：随着我国经济和科技的快速发展，超高压输电线路也得到了一定程度的发展。
近年来，光纤通信技术发展迅速。
光纤差动保护由于其保护原理简单、动作迅速、能可靠地反映线路上的各种故障，被广泛用作220kV及以上输电线路的主保护。
本文主要从光纤差动保护的原理入手，结合实践经验，介绍其功能的应用和实现。
关键词：光纤差动；原理；注意事项引言：光纤作为继电保护通道介质，具有抗超高压和电磁干扰、电场隔离、频带宽度和低衰减损耗等优点。
电流差分保护原理简单，不受系统产生的影响，电路的附加电容、并联互感、单向电网运行模式、差动保护本身具有选择性能力，抗快速运动，最适合作为主保护。
光纤的差动电流保护也暴露出一系列不容忽视的问题。
一、光纤差动保护基本原理由于它只能反映两侧TA之间的总线路长度，原则上，光纤差动保护不是一个完整的保护，通常需要另一个备用保护来弥补不足。
例如，RCS-931保护是以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护。
它还配备了工频变化距离元件，以形成快速Ⅰ断保护。
后备保护包括三相相间和接地距离，以及多个零序方向的过流保护。
二、光纤纵联电流差动的应用及运行中出现的问题电流差动保护原理相对简单，是最有效的保护方法。
通过计算线路两侧电流的差值，可以识别区域内或区域外的故障。
区域外故障：故障电流为通电，两侧电流差为零。
区域故障：故障电流从线路两侧流向故障点，两侧电流差为两侧故障电流之和。
在实际应用中，220kV以上的系统保护需要采用分相电流差动保护方式。
将本侧三相电流的采样值传送到对侧进行同步比较，以便计算电流差，经过一定的逻辑后进行快速选择或不选择。
在动作特性方面，采用比例制动原理。
某变电站220kV光纤电流差动保护装置WXH-803投入运行，通信方式为2m复用方式。
当两端互连时，两端都会发生高位错误。
因为它是2m多路复用模式。
首先，检查时钟模式是否设置正确。
当时，操作人员确认没有错误，是主表。
光纤差动保护原理
光纤差动保护原理分析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，基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律，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、能适应电力系统震荡、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1 原理介绍光纤分相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，各侧保护利用本地和对侧电流数据按相进行差动电流计算。
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。
光纤电流差动保护系统的典型构成如图1所示。
当线路在正常运行或发生区外故障时，线路两侧电流相位是反向的。
如图所示，假设M侧为送电端，N侧为受电端，则，M侧电流为母线流向线路，N侧电流为线路流向母线，两侧电流大小相等方向相反，此时线路两侧的差电流为零；当线路发生区内故障时，故障电流都是由母线流向线路，方向相同，线路两侧电流的差电流不再为零，当其满足电流差动保护的动作特性方程时，保护装置发出跳闸令快速将故障相切除。
对于光纤分相电流差动保护而言，其差动保护一般采用如图2所示的双斜率制动特性，以保证发生穿越故障时的稳定性。
图中，Id表示差动电流，Ir表示制动电流，K1、K2分别表示不同的制动斜率。
采用这样的制动特性曲线，可以保证在小电流时有较高的灵敏度，而在电流大时具有较高的可靠性，即当线路末端发生区外故障时，因电流互感器发生饱和产生传变误差，此时采用较高斜率的制动特性更为可靠。
由于线路两侧电流互感器的测量误差和超高压线路运行时产生的充电电容电流等因素，差动保护在利用本地和对侧电流数据按相进行实时差电流计算时，其值并不为零，也即存在一定的不平衡电流。
光纤电流差动保护 光伏
光纤电流差动保护光伏光纤电流差动保护在光伏领域的应用光伏发电是一种利用太阳能将光能转化为电能的技术，是一种环保、可再生的能源利用方式。
光伏电站由光伏组件、逆变器、变压器等组成，其中逆变器起到将直流电转换为交流电的作用。
然而，在光伏电站中，由于光伏组件的特性和光照条件的变化，可能会导致电流不均匀分布，进而影响系统的稳定性和安全性。
为了解决这个问题，光纤电流差动保护技术应运而生。
光纤电流差动保护是一种利用光纤传感器实现的电流保护技术。
通过将光纤传感器布置在光伏电站的关键位置，可以实时监测电流的差异，并及时采取措施进行保护。
光纤电流差动保护技术具有高精度、灵敏度高、抗干扰能力强等优点，可以有效地提高光伏电站的运行效率和安全性。
光纤电流差动保护技术的原理是利用光纤传感器对电流进行监测和测量。
光纤传感器是一种基于光纤传输原理的传感器，通过光纤中的光信号传输来实现对电流的检测。
当电流通过光纤传感器时，会引起光信号的衰减或相位变化，通过测量光信号的变化可以得到电流的大小和变化情况。
光纤电流差动保护系统会将光信号转换为电信号，并通过数据处理和判断逻辑来实现对电流的保护。
光纤电流差动保护技术在光伏电站中的应用可以实现对电流的实时监测和保护。
通过布置光纤传感器在光伏电站的关键位置，可以对电流进行全面的监测和测量。
当电流出现异常时，光纤电流差动保护系统会及时发出警报信号，并采取相应的措施进行保护，保证光伏电站的正常运行。
光纤电流差动保护技术可以有效地预防电流过载、短路等故障，提高光伏电站的安全性和可靠性。
光纤电流差动保护技术还可以实现对电流分布的精确测量。
光伏电站中电流的分布情况可能会受到光照条件、温度等因素的影响，导致电流分布不均匀。
通过光纤电流差动保护技术，可以对电流的分布情况进行精确测量，并及时调整光伏电站的运行状态，以提高发电效率和系统的稳定性。
光纤电流差动保护技术在光伏领域的应用还可以实现对电流的远程监测和管理。
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光纤差动保护原理
差动保护是一种常用的保护方式，常用于光纤通信系统中。
它通过监测光纤通道中的光信号的差异来实现对信号中断和故障的快速检测和报警。
差动保护的原理基于两个主要概念：发送端和接收端。
在发送端，光纤信号会通过分束器分为两个光路，分别进入两根并行的光纤。
在接收端，两根光纤再次汇合，并通过合束器发送到接收器。
这种并联布置的光路可以确保信号在两个光纤中以相同的速度传播。
当光信号正常传输时，两个光路上的光信号是基本相等的。
然而，如果其中一个光路发生故障或信号中断，其中一个光路上的光强度将会发生变化，导致光强度差异。
差异光信号将被差动保护系统检测到，并触发报警机制。
差动保护系统通常通过光电探测器来测量两个光路上的光强度差异。
光电探测器将光信号转换为电信号，并通过比较两个光信号的强度，检测差异。
如果差异超过设定的阈值，系统将发出报警信号。
报警信号可以触发故障指示灯、自动切换光纤通路或通知操作员。
差动保护的优势在于其快速响应和高灵敏度。
它可以在几毫秒内检测到光信号的中断或故障，保证系统的可靠性和稳定性。
同时，差动保护系统可以灵活配置，适应不同的光纤布线和通信需求。
总之，差动保护是一种有效的光纤保护方式，通过差异光信号的监测和比较，实现对信号中断和故障的快速检测和报警，确保光纤通信系统的正常运行。