光纤电流差动保护技术在超高压线路中的应用

李军荣

(霍州煤电集团 吕梁山煤电有限公司方山发电厂，山西 吕梁033102)

0 引言

在超高压输变电工程中，光纤是一种具有明显抗干扰优势的高压线路保护通道，可提升线路继电保护的可靠性、准确性。电流差动保护技术作为目前在超高压光纤线路中应用最多的保护技术之一，其具有保护原理简单、保护效率高且具备选相能力等特性。再加之近年来，我国超高压输电线路广泛采用光纤保护通道，这也在一定程度上加快推进光纤电流差动保护的完善及应用。以下将简要介绍光纤电流差动保护的技术原理，并以工程实例为基础，分析该技术实践应用技巧。

1 光纤电流差动保护原理

在超高压输变电工程中，光纤电流差动保护技术主要是基于光纤线路通道来采集相关数据，两侧装置实时交互相关数据，然后运用差动电流计算公式对本地、对侧采集的电流数据进行计算分析［1］。

在判断线路故障时，主要是利用制动特性方程来实现电流差动保护目的，通过计算公式不仅可以判断、甄别区内电路故障，保护装置指令跳闸动作，另外，还可准确判断区外故障时保护装置指令不动作。假如输变电线路处于正常运行状态或者区外故障状态，此时，两侧线路的电流相位处于反向状态，差电流值为零;假如输变电线路区内出现故障，此时，两侧线路的差电流值则不为零，符合电流差动保护动作的特性方程，保护装置将发跳闸指令及时切除故障相。

2 光纤电流差动保护现场应用分析

现以梁山煤电有限公司方山发电厂220 kV 变电站出线间隔的RCS-931GM 保护装置为研究对象，探讨分析光纤电流差动保护技术现场应用技术。

2.1 光纤保护通道调试

2.1.1 专用光纤通道调试

采用光功率计对光纤保护通道上的保护装置发光功率进行检查，目的是检测其与通道插件标称值是否是一致的，重点针对对侧传递的光纤收信功率，并效验对侧的收信裕度，一般情况下常规插件的波长为1 310 nm，其接受灵敏度应该为64 K(-45 dBm)，若距离较长时波长为1 550 nm，此时的接受灵敏度也应该达到64 K(-45 dBm)，收信功率的裕度也应该保持在6 dB～10 dB。在两侧分别采用尾纤将保护装置的光收、发自环，同时把本侧、对侧的纵联码保持一致性，且将相关联的通道(即专用光纤、通道自环试验)控制字置“1”，观察一段时间后保护装置不可出现“通道异常”警告信号，在此期间监测通道状态的计数器数据均保持不变。

2.1.2 复用通道调试

采用光功率计对两侧的保护装置发光、接受功率进行检查并对收信裕度进行效验，检查及效验方法与专用光纤通道相同。在两侧分别采用尾纤将保护装置的光收、发自环，将相关联的通道(即:专用光纤、通道自环试验)控制字置“1”，观察一段时间后保护装置不可出现“通道异常”警告信号，在此期间监测通道状态的计数器数据均保持不变。检查两侧保护与复接接口装置间的光缆是否正常连接，采用光功率计检查复接接口装置的发光功率(常规光率值为-13.0 dBm)、接受功率(常规灵敏度为-30.0 dBm)，而两侧的收信光功率则应该持续保持在-20 dBm 之上，光纤保护装置收信功率则保持在-15 dBm之上。变电站内光率的衰耗值应＜2 dB。在线路两侧接口设备的电接口处进行自环，并将关联通道控制字置“1”，观察一段时间后保护装置不可出现“通道异常”警告信号，在此期间监测通道状态的计数器数据均不能出现增加。最后，使用误码仪对复用通道的传输质量进行测试，此时误码率越低表明传输质量越好。在复用通道上投入差动压板后，线路保护装置上的复用通道异常灯未亮，这表明光纤复用通道无异常，监测通道状态的计数器数据均保持不变。

2.2 装置带通道试验

当光纤的通道验收达到预期标准之后，经光纤连接两侧装置上的光端机，之后再进入装置将“通道自环试验”控制字修正为“0”，上述操作完成之后若光纤通道处于正常状态，此时两侧应亮起“运行”灯，“通道异常”灯不亮，未发出通道异常警告，通道异常接点不动作。此时，工程人员应注意在“主机方式”控制字两侧分别设置为“0”“1”，并在两侧投入差动保护压板，并在两侧合理位置处安置断路器，通道对侧分别接通三相对称电流，观察本侧屏幕上显示的对侧三相电流以及补偿后、未补偿的差动电流值，此时屏幕上显示的对侧电流值应小于5%的误差率［2］;之后交换位置检查，如果在检查时需要在两则同时接通电流，则需要确保通道两侧电流相位的参考点应保持一致性。

3 结语

从上述案例中可以看出，在超高压输变电线路中光纤电流差动保护主要以两侧电流值为基础，不会受到负荷电流影响且不显示系统的振荡，选择性比较强，线路故障反应灵敏度比较高，可及时反应线路故障并采取跳闸动作。在现代光纤技术发展及推广应用影响下，在超高压输变电线路中光纤电流差动保护具有现场操作简单、保护功能全面等优势，在未来超高压输变电线路中必将成为主流的保护技术。

［1］ 刘天泉.光纤电流差动保护及其试验技术［J］. 电工技术，2010(2):9 -11.

［2］ 李建强. 光纤电流差动保护的特点［J］. 科技资讯，2010(16):136 -137.