数字式光纤分相电流差动保护的研究
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摘要
随着电力系统的迅速发展,电网结构不断发生变化。同杆并架双回线路和远距离重负荷线路将不断增多，分支线路和多端线路亦将增加。在我国高压线路保护中有着丰富运行经验的高频相差保护、高频方向保护和距离保护等,很难满足这些新情况对保护的要求。
此课题主要是研究能够更好适应电网发展的新型电流纵差保护。其主要内容是：（1）对影响差动保护灵敏度的各种因素和不同的电流差动保护判据进行了理论分析；（2）用EMTP仿真软件对差动判据进行了数据仿真，并用Matlab对输出结果进行了详细的可视化分析；（3）分析、比较了国内外纵差保护的数据采样同步方法；（4）对判据进行了实际的编程实现和动模仿真。
此装置的优点是：能够灵敏、可靠的切除电力系统发生的各种故障，尤其是基于故障分量的差动判据与传统差动判据相比，在重载线路上发生各种故障，即使是高阻接地时，也具有很好的灵敏性。
With the rapid development of the power system, the power grid changes day to day, such as: the number of parallel lines increases greatly, the transmission lines become much longer and the load is much more heavy. Furthermore, T lines and the multi-terminal lines are commonly used. The traditional protections, including the Phase Differential Protection Based on High Frequency, the Directional Protection Based on High Frequency and the Distance Protection cannot meet the demand of these developments.
The thesis is focus on the research of the optical-fiber differential current protection that can adapt to the rapidly changing power grid. It mainly contains the following four parts: (1) Theoretical analysis of some operation criterions and some factors that influence the operation of the differential protection. (2) Simulation of a 500kv transmission line using EMTP software. The results were visually analyzed through Matlab software at length. (3) Analysis and comparison of some synchronization methods used by domestic and abroad companies. (4) Programming the software of the protection devices and having dynamical tested the devices.
The devices have many merits. They can sensitively and reliably cut off all the faults occurring in the power system. Even under the critical situation, faulting on the long heavy load transmission lines through high ground resistances, the criterion based on fault components still has considerable sensibility.
Wang Xiaoyu (Power System & It’s Automation)
此课题主要是研究能够更好适应电网发展的新型电流纵差保护。其主要内容是：（1）对影响差动保护灵敏度的各种因素和不同的电流差动保护判据进行了理论分析；（2）用EMTP仿真软件对差动判据进行了数据仿真，并用Matlab对输出结果进行了详细的可视化分析；（3）分析、比较了国内外纵差保护的数据采样同步方法；（4）对判据进行了实际的编程实现和动模仿真。
此装置的优点是：能够灵敏、可靠的切除电力系统发生的各种故障，尤其是基于故障分量的差动判据与传统差动判据相比，在重载线路上发生各种故障，即使是高阻接地时，也具有很好的灵敏性。
With the rapid development of the power system, the power grid changes day to day, such as: the number of parallel lines increases greatly, the transmission lines become much longer and the load is much more heavy. Furthermore, T lines and the multi-terminal lines are commonly used. The traditional protections, including the Phase Differential Protection Based on High Frequency, the Directional Protection Based on High Frequency and the Distance Protection cannot meet the demand of these developments.
The thesis is focus on the research of the optical-fiber differential current protection that can adapt to the rapidly changing power grid. It mainly contains the following four parts: (1) Theoretical analysis of some operation criterions and some factors that influence the operation of the differential protection. (2) Simulation of a 500kv transmission line using EMTP software. The results were visually analyzed through Matlab software at length. (3) Analysis and comparison of some synchronization methods used by domestic and abroad companies. (4) Programming the software of the protection devices and having dynamical tested the devices.
The devices have many merits. They can sensitively and reliably cut off all the faults occurring in the power system. Even under the critical situation, faulting on the long heavy load transmission lines through high ground resistances, the criterion based on fault components still has considerable sensibility.
Wang Xiaoyu (Power System & It’s Automation)
引文
[1]袁荣湘，超高压线路高性能保护原理与技术的研究，博士学位论文，武汉，华中理工大学，1999
[2]穆永民，光纤通信的现状及其发展，电力自动化设备，1997（3）：63～64
[3]韦乐平，光同步数字传送网，北京：人民邮电出版社，1998
[4]廖泽友，高压输电线路电流纵差保护装置的研究，博士学位论文，北京，华北电力大学，1999
[5]贺家李，葛耀中，超高压线路故障分析与继电保护，北京：科学出版社，1987
[6][日]冈村正已，太田宏次，输电线路继电保护，北京：水利电力出版社，1983
[7]葛耀中，电流差动保护动作判据的分析和研究，西安交通大学学报，1980（2）
[8]王绪昭，伍叶凯，杨奇逊，一种适用于双端系统微机微波电流差动保护的跳闸判据，继电器，1991（4）：2～8
[9]王绪昭，杨明玉，杨奇逊，三端系统数字式分相电流差动保护判据的研究，继电器，1992（3）：2～8
[10]朱声石，高压电网继电保护原理与技术（第二版），北京：中国电力出版社，1995
[11]高厚磊，江世芳，贺家李，输电线路新型电流差动保护的研究，中国电机工程学报，1999，19（8）：49～53
[12]高厚磊，利用故障分量瞬时值的电流纵差保护新判据，电力系统自动化，2000，24（16）：21～24，54
[13]高厚磊，江世芳，贺家李，基于GPS的电流纵差保护设计及试验，电力系统自动化，2001，25（21）：61～65
[14]尹项根，陈德树，张哲，等，故障分量差动保护，电力系统自动化，1999，23（11）：13～17
[15]袁荣湘，陈德树，马天皓，等，基于相关分析的暂态电流差动保护的原理与性能研究，电网技术，2000，24（4）：40～42
[16]袁荣湘，陈德树，张哲，高压输电线路新型差动保护的研究，中国电机工程学报，2000，20（4）：9～13
[17]袁荣湘，陈德树，张哲，耐受电流暂态分量影响的新型差动保护，电力系统自动化，2000，24（3）：14～18
[18]文明浩，陈德树，尹项根，超高压长线相量差动保护的研究，电力系统自动化，
2000，24（20）：37～40
[19]李岩，陈德树，尹项根，等，超高压长线的分相纵差保护方案设计，电力系统自动化，2002，26（15）：49～52
[20]陈德树，马天皓，刘沛，采样值电流差动微机保护的一些问题，电力自动化设备，1996，16（4）：3～7
[21]陈德树，尹项根，张哲，再谈采样值差动保护的一些问题，电力自动化设备，2000，20（4）：1～3
[22]袁荣湘，陈德树，马天皓，等，基于故障分量的采样值电流差动保护研究－原理分析，继电器，2000，28（3）：9～11，14
[23]袁荣湘，陈德树，马天皓，等，基于故障分量的采样值电流差动保护研究－整定方法，继电器，2000，28（4）：20～23
[24]林湘宁，何战虎，刘世明，等，电流采样值差动保护若干问题的探讨，电力系统自动化，2001，25（19）：27～33
[25]袁荣湘，陈德树，马天皓，等，采样值电流差动保护原理的研究，电力自动化设备，2000，20（1）：1～3
[26]高厚磊，江世芳，T接线路电流纵差保护新判据研究，继电器，2001，29（9）：6～9，16
[27]李岩，尹项根，马天皓，等，T接短线路微机纵差保护原理研究，电力自动化设备，1999，19（2）：21～23
[28]袁荣湘，陈德树，文明皓，等，T接线路故障仿真计算与分析，电力自动化设备，1999，19（1）：7～10
[29]袁荣湘，陈德树，文明皓，等，T接线路纵联保护中方向元件配合的讨论，继电器，1999，27（3）：4～6
[30]廖泽友，鲍伟廉，杨维那，等，高压线路电流差动保护的现状及其前景展望，继电器，1999，27（1）：4～7，21
[31]葛耀中，新型继电保护与故障测距原理与技术，西安：西安交通大学出版社，1996
[32]高厚磊，江世芳，暂态故障分量电流的计算分析，山东工业大学学报，2000，30（2）：146～152
[33]吕延洁，张保会，哈恒旭，基于暂态量超高速线路保护的发展与展望，电力系统自动化，2001（5）：56～61
[34]伍叶凯，郁惟镛，员保记，等，微机短线路光纤纵差保护装置的研究，1996（2）：9～16
[35]李保恩，员保记，冯秋芬，等，微机分相电流差动保护的应用研究，继电器，1998，26（3）：31～35
[36]员保记，王钢，贺家李，等，自适应分相电流差动保护的研究，电力系统自动化，1999，23（10）：11～13
[37]伍叶凯，员保记，利用故障分量的分相式电流差动保护，继电器，1996（3）：4～9，29
[38]刘万顺，电力系统故障分析，北京：水利电力出版社，1986
[39]伍叶凯，邹东霞，分相式微机电流差动保护灵敏度的研究，上海交通大学学报，1997，31（12）：137～141
[40]伍叶凯，邹东霞，电容电流对差动保护的影响及补偿方案，继电器，1997，25（4）：4～8
[41]李岩，陈德树，张哲，等，超高压长线电容电流对差动保护的影响及补偿对策仿真分析，继电器，2001，29（6）：6～9
[42]高中德，超高压电网继电保护专题分析，北京：中国电力出版社，1990
[43]高厚磊，江世芳，负荷电流对电流差动保护动作性能影响的分析，继电器，1999，27（1）：14～16
[44]张志涌，精通MATLAB6.5，北京：北京航空航天大学出版社，2003
[45]EMTP使用说明（上），北京：水电部EMTP工作组，1987
[46]杨奇逊，微机继电保护基础，北京：中国电力出版社，1988
[47]贺家李，宋从矩，电力系统继电保护原理（第二版），北京：水利电力出版社，1985
[48]杨维那，鲍伟廉，PCM系统传送继电保护数据的信号处理，电力系统通信，1992（2）：1～6
[49]伍叶凯，郁惟镛，微机型短线路保护原理及通信编码方案，上海交通大学学报，1999，33（12）：1529～1532
[50]廖泽友，鲍伟廉，杨奇逊，等，数字式高压线路电流纵差保护的通信技术，电力系统自动化，1999，23（18）：25～27，31
[51]CSL－103A（B）数字式输电线路纵联电流差动保护装置说明书，北京：北京四方继保自动化有限公司
[52]黄梅，沈江，电流差动保护复用数字通信系统时的时钟问题，电力系统自动化，2002，26（7）：70～72
[53]许建德，陆以群，新型数字电流差动保护装置中的数据采样同步和通信方式，电力系统自动化，1993，17（4）：23～26
[54]高厚磊，江世芳，贺家李，数字电流差动保护中几种采样同步方法，电力系统自动化，1996，20（9）：46～49，53
[2]穆永民，光纤通信的现状及其发展，电力自动化设备，1997（3）：63～64
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[4]廖泽友，高压输电线路电流纵差保护装置的研究，博士学位论文，北京，华北电力大学，1999
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2000，24（20）：37～40
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[43]高厚磊，江世芳，负荷电流对电流差动保护动作性能影响的分析，继电器，1999，27（1）：14～16
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[48]杨维那，鲍伟廉，PCM系统传送继电保护数据的信号处理，电力系统通信，1992（2）：1～6
[49]伍叶凯，郁惟镛，微机型短线路保护原理及通信编码方案，上海交通大学学报，1999，33（12）：1529～1532
[50]廖泽友，鲍伟廉，杨奇逊，等，数字式高压线路电流纵差保护的通信技术，电力系统自动化，1999，23（18）：25～27，31
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[52]黄梅，沈江，电流差动保护复用数字通信系统时的时钟问题，电力系统自动化，2002，26（7）：70～72
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[54]高厚磊，江世芳，贺家李，数字电流差动保护中几种采样同步方法，电力系统自动化，1996，20（9）：46～49，53