（国家电投宁夏能源铝业临河发电分公司 宁夏银川 750411）
摘要：光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高压与雷电电磁干扰等优点，在继电保护中得到广泛应用，但在运行中也发现了一些问题，重点讨论了光纤保护在实际应用中可能遇到的问题及其解决办法。
关键词：光纤差动；光纤通道；应注意的问题
光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗低等优点。而电流差动保护原理简单，不受系统振荡、线路串补电容、平行互感、单侧电源运行方式的影响，差动保护本身具有选相能力，保护动作速度快，最适合作为主保护。光纤电流差动保护在运行中发现一些问题也不容忽视。
1光纤纵联电流差动的应用及运行中出现的问题
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。通过计算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。
某变电站220kV光纤电流差动保护WXH-803装置投运，通信方式为2M复用方式。两端互联时候，两端出现较高误码。由于是2M复用方式。首先确认时钟方式设置是否正确，当时投运人员确认没有错误，都为主时钟，但本着现场实时检测的原则，还是打开光端机后盖进行确认，结果发现B端时钟方式设置为从时钟方式，更改为主时钟。然后两端互连，发现误码虽然有所减少，但仍然有存在。分别对A、B两端进行近端光自环，装置没有误码；对A、B两端进行近端自环，装置仍然正常没有误码；对装置进行远端电自环，发现装置有误码产生，检查通信网络通信正常，还是本着现场实时检测的原则，最终确定误码产生的原因在于其中一条光纤通道的PDH/SDH设备的时钟不准确，从而造成了误码的产生。经更改通信网络时钟，整个保护通信系统消除了误码。
2光纤纵联电流差动保护应用中应注意的几个问题
2.1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1）。而纵联电流差动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，有直接相连方式与复用方式两种连接方式。
2.2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G703同向方式（也有些设备要求提供反向接口）。为了满足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。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。有一些纵联电流差动保护内部，有多种通道连接方式选择，如：光纤直联方式、经光电转换进64kbps接口等方式。这些方式均需采用跳线进行切换，否则，也会造成两侧保护计算差流的不同步。
2.3CT饱和问题
在差动保护设计中，CT饱和问题是必须考虑的一个问题。对于通常的220kV双母线系统，在发生区外故障时，由于线路两端CT特性不一致，有可能在保护装置内部产生差流，由于整定值小于额定电流，有可能造成保护误动。这个问题在一般的保护装置中靠比例制动原理已经得到解决。但是在500kV系统，一次系统多采用一个半接线（如图），当K1点发生短路时，流过5012的电流有两部分，一部分为1母线通过5011开关提供的IA，另一部分为对侧通过线路提供的IB。此时，在IA和IB的作用下，5012CT有可能严重饱和，一般的电流输入方式下，是5011CT与5012CT合并后进入A端保护装置，此时，将使输入到A端保护中的电流与一次值有较大误差，在两侧保护装置中形成差流。而且A侧保护中制动电流是|IA-IB|，此值可能不是很大，造成制动电流不够，极有可能使差动保护误动出口。
针对CT饱和，不同的厂家采用不同应对策略。有采用CT饱和检测器以提高制动特性的的、有采用自适应制动特性的等各种方法，但这些方法均影响了保护动作的灵敏度。较为有效的方法就是线路每侧采用两组CT绕组，进入保护装置进行制动（用最大电流进行制动）。这样可以在不影响原保护灵敏度的前提下,提高保护在区外故障且CT饱和时,保护抗误动的能力。
2.4CT断线的判别
对于电流纵差保护来说，CT断线的判别是很重要的一个功能，若处理不当，就有可能造成保护误动。现运行的所有纵差保护中，有如下几种方式：一种是引入另一个CT或同一CT的不同绕组，与本身CT进行比较（如：零序电流），若不一致则为CT断线，闭锁保护；若一致则为系统故障，开放保护。另一种是利用通道，交换线路两侧的零序电流情况，判别方法同上。还有利用检测电压变化率或零序电压来闭锁保护的。以上几种方式，我们感觉利用通道比较两端的零序电流的方式比较好，它充分利用了光纤通道的优势，又减少了外部的接线，简化了装置。对于采用电压变化量来闭锁、开放保护的方式，我们认为不可取，因为造成电压波动的因素太多，如：投切电抗器、电容器，发电机调整无功等，而且高阻接地时，电压的变化量并不是很大，最大问题是躲过渡电阻能力大大下降。所以，国产保护中，还没有用电压变化量来开放保护的方式。
2.5电容电流补偿问题
目前，在超高压电网中，纵联电流差动应用比较广泛。针对超高压、长距离输电线路，电容电流的影响不能不考虑进去。现在进口保护普遍的做法是在定值项中，对电容值（或充电电流）进行设定。但是作为限制一次过电压的一种手段，500kV线路普遍装设了高压电抗器对线路电容进行一定的补偿。但是，当电抗器因故退出运行时，此时保护内预设的充电电流值，就失去了意义，并且影响了保护的动作性能。现场必须重新进行定值的整定，给运行带来不便。是否可以采用一个开入量（如：高压电抗器的刀闸辅助接点），来控制此项定值的切换。这样，运行方式切换起来就较为方便。
2.6光纤保护在旁路代路上的问题
线路光纤保护在旁路代路时不方便操作，由于光纤活接头不能随便拔插，每次拔插都需要重新作衰耗测试，而且经常性拔插也容易造成活接头的损坏，因此不宜使用拔插活接头的办法实现光纤通道的切换。在我国部分省、市的电网中并没有单独的旁路保护，旁路代路时是切换交流回路，因此不存在通道切换问题，但在广州地区有独立的旁路保护，对于光纤闭锁式、允许式纵联保护暂时可以采用切换二次回路的方式，但对于光纤差动电流保护则无法代路，目前都是采取旁路保护单独增设一套光纤差动保护的方法解决。
结语
对光纤差动保护在运行中出现的问题，是一个不容忽视的问题，如果不及时进行处理将会给电网安全带来严重隐患，如何有效防止光纤差动保护在运行中出现异常将是我们今后进一步研究的问题。
参考文献
[1]李瑞生.光纤电流差动保护与通道试验技术[J].中国电力出版社，2006.
[2]朱声石.高压电网继电保护原理与技术[J].中国林业出版社，2008.
论文作者:陈瑞明,张庆
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/4
标签：电流论文; 光纤论文; 方式论文; 差动论文; 时钟论文; 通道论文; 旁路论文; 《电力设备》2017年第11期论文;