线路光纤纵差保护原理

浅谈输电线路的纵联保护摘要：本文首先就输电线路纵联保护原理、概念、分类进行了介绍，而后进一步深入，对纵联差动保护应解决的主要问题及解决措施展开了剖析。

关键字：纵联保护；故障；光纤纵联差动保护一、纵联保护（一）基本原理纵联保护是将线路两侧测量信息进行判断实现全线速动保护，其基本原理有如下三种：（二）概念和分类将线路两侧测量信息传到对侧进行比较构成的全线速动保护，称作线路纵联保护。

线路纵联保护不需与其他保护配合，不受负荷电流的影响，不反应系统震荡，有良好的选择性。

通常用高频通道组成的纵联保护称高频保护，用光纤通道组成的纵联保护称光纤纵联差动保护。

二、纵联差动保护应解决的主要问题及措施（一）纵联差动保护应解决的主要问题1、输电线路电容电流的影响电容电流是从线路内部流出的电流，因此它构成动作电流。

由于负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流。

所以在空载或轻载下电容电流最容易造成保护误动。

2、外部短路或外部短路切除时产生的不平衡电流外部短路或外部短路切除时，由于两端电流互感器的变比误差不一致、暂态过程中由于两端电流互感器的暂态特性不一致、二次回路的时间常数的不一致产生不平衡电流。

3、重负荷线路区内经高阻接地时灵敏度不足的问题4、正常运行时电流感器（TA）断线造成纵联电流差动保护误动作正常运行时当输电线路一端的TA断线时差动继电器的动作电流和制动电流都等于未断线一端的负荷电流。

由于差动继电器的制动系数小于1，起动电流值又较小，因此工作点将落在比率制动特性的动作区内造成差动继电器动作。

5、弱电端拒动的问题当线路有一端背后无电源或为小电源时该端称为弱电端。

6、输电线路两端保护采样时间不一致所产生的不平衡电流的问题引起两侧采样不同步的原因：（1）两侧装置上电时刻的不一致；（2）一侧数据传送到另一侧有通道时延和数据接收时延；（3）两侧装置晶振存在固有偏差；（二）解决措施1、防止电容电流造成保护误动的措施（1）提高差动继电器比率制动曲线中的起动电流Iqd的定值来躲电容电流的影响。

WORD格式整理iPACS-5713线路光纤纵差保护测控装置技术说明书版本：V1.01江苏金智科技股份有限公司目录1. 概述 (1)1.1.应用范围 (1)1.2.保护配置和功能 (1)1.2.1. 保护配置 (1)1.2.2. 测控功能 (1)1.2.3. 保护信息功能 (1)2. 技术参数 (2)2.1.机械及环境参数 (2)2.1.1. 工作环境 (2)2.1.2. 机械性能 (2)2.2.电气参数 (2)2.2.1. 额定数据 (2)2.2.2. 功率消耗 (2)2.2.3. 过载能力 (2)2.3.主要技术指标 (2)2.3.1. 光纤纵差保护 (2)2.3.2. 过流保护 (3)2.3.3. 零序保护 (3)2.3.4. 低频保护 (3)2.3.5. 重合闸 (3)2.3.6. 遥信开入 (3)2.3.7. 遥测量计量等级 (3)2.3.8. 电磁兼容 (3)2.3.9. 绝缘试验 (4)2.3.10. 输出接点容量 (4)3. 软件工作原理 (4)3.1.保护程序结构 (4)3.2.装置起动元件 (5)3.2.1. 光纤纵差起动 (5)3.2.2. 过电流起动 (5)3.2.3. 零序电流起动 (6)3.2.4. 低频起动 (6)3.2.5. 位置不对应起动 (6)3.3.光纤纵差保护 (7)3.4.过流保护 (7)3.5.零序保护（接地保护） (8)3.6.过负荷保护 (9)3.7.加速保护 (9)3.8.低频减载保护 (9)3.9.重合闸 (9)3.10.装置自检 (10)3.11.装置运行告警 (10)3.11.1. TWJ异常判别 (10)3.11.2. 差流异常判别 (10)3.11.3. 交流电压断线 (10)3.11.4. 交流电流断线 (10)3.11.5. 线路电压断线 (11)3.11.6. 频率异常判别 (11)3.12.遥控、遥测、遥信功能 (11)3.13.对时功能 (11)3.14.逻辑框图 (12)4. 定值内容及整定说明 (14)4.1.系统定值 (14)4.2.保护定值 (14)4.3.通讯参数 (16)4.4.辅助参数 (17)4.5.软压板 (18)5. 装置接线端子与说明 (20)5.1.模拟量输入 (21)5.2.背板接线说明 (21)5.3.装置结构及安装参考尺寸 (23)1.概述1.1.应用范围iPACS-5713线路光纤纵差保护测控装置适用于110kV以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中的短线路光纤纵差和电流保护及测控，可组屏安装，也可在开关柜就地安装。

线路光纤纵差保护原理及调试方法摘要：随着时间的进步，电力改革和进步不断推进，以光纤为基础的全国通信系统建设已成为良好电网通信数的基础。

不同电网运行状态反馈的光纤纵向差异发展的差异也使我们有可能形成基于光纤纵向差模的网络保护。

在实际施工过程中，采用光纤纵差信号传输速度比较快，可以为电网保护线路提供缓冲空间。

因此，基于光纤的多维切换是未来电网保护中长期存在的模式。

关键词：线路光纤纵差；保护原理；调试方法引言输电线路作为电力网络的组成部分，承担着传输和分配电能的重要任务，其正常运行对于保障电能可靠传输，维持电网同步稳定具有重要意义。

输电线路发生的各种短路、接地、断线等故障，如无相应的保护装置快速切除隔离，将会导致事故范围扩大，电气设备损坏，甚至造成电网解列等严重后果。

光纤纵联保护利用光纤通道作为传输介质，能够识别线路本段、线路末端、对侧母线及下级线路出口故障等，从而实现全线速动的一种线路保护方式。

光纤纵联保护能够实现线路两端被保护元件电气量的传输与比较，从而判断故障在本线路保护区内或是区外，区内故障保护装置将可靠快速动作切除故障，区外故障和正常运行情况下保护装置不误动。

1光纤通信系统光纤纵差保护是用光导纤维作为通信通道的一-种高压输电线路纵联保护，由于光纤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,所以被用作线路光纤纵差保护的通道介质。

通常,光纤通信系统分为以下几个部分。

（1）光发信机。

光发信机是实现电/光转换的光端机。

其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。

（2）光收信机。

光收信机是实现光/电转换的光端机。

其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端机去。

（3）光纤或光缆。

光纤或光缆构成光的传输通路,其功能是将发信端发出的已调光信号,经过光纤或光缆的远距离传输后,耦合到收信端的光检测器上去,完成传送信息任务。

光纤纵联差动保护原理
光纤纵联差动保护是一种利用光纤通道进行数据传输的保护方式，其基本原理是利用基尔霍夫定律，将流入被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零。

当设备出现故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，差动电流大于零。

当差动电流大于差动保护装置的整定值时，保护动作，将被保护设备的各侧断路器跳开，使故障设备断开电源。

光纤纵联差动保护利用光纤通道，实时向对侧传送电流采样数据，同时接收对侧数据。

各侧保护利用本地和对侧电流数据进行差动电流计算，根据差动制动特性进行故障判别。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。

实际上就是一种差动保护。

只不过将两侧的电气量先转换成数字信号后，再通过光纤进行双侧通讯，对两侧的电气量进行比较。

而一般的差动保护主要比较两侧的电流差，用的是控制电缆形成差流回路，为防止CT二次回路负载太大，差流回路的电缆不可能很长。

但光纤差动不存在这个局限性。

光纤差动保护目前一般应用在很重要的线路中作为主保护，并且可以保护线路的全长。

这是我收集的资料，可能对你有用220kV线路的主保护：高频通道。

采用专用的收发信机，相-地耦合方式。

光纤通道。

采用点对点直接连接通道。

220kV线路的主保护：高频通道。

采用载波机复用保护，相-相耦合方式。

光纤通道。

采用复用PCM方式，经过OPGW传输。

不同保护通道的保护配置及应用原则1 、两套纵联保护宜由两个完全独立的通道（含通道设备）传送。

2 、对有OPGW光纤通道的线路，纵联保护通道应采用OPGW光纤通道。

3 、220kV线路两套主保护通道一般选用相—地耦合制的电力线高频通道，但分别耦合在不同的相别上。

配置两套不同原理的高频闭锁式保护（专用收发信机）。

4、对有OPGW光缆的线路，每套保护直接使用不同的光纤芯或复用光纤通道。

配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤允许式方向/距离保护或两套光纤分相电流差动保护。

5、对有OPGW光缆且完全同杆并架双回线,每回线均配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤允许式方向/距离保护或两套光纤分相电流差动保护，每套保护直接使用不同的光纤芯或复用光纤通道6、对有OPGW光缆且非同杆并架双回线,在无OPGW光缆的线路上配置一套光纤分相电流差动、一套专用载波高频闭锁式保护或迂回OPGW通道的光纤分相电流差动;在有OPGW光缆的线路上保护配置同上。

7、对电缆或电缆架空线混合线路保护通道应采用光纤通道，一套保护直接使用光纤芯，另一套保护复用光纤通道，配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤允许式方向/距离保护或两套光纤分相电流差动保护。

8、对有ADSS光缆的线路，一套保护直接使用光纤芯，另一套选用相—地耦合制的电力线高频通道。

首先，光纤差动保护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CT（电流互感器）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。

纵联保护的通道一般有以下几种类型：1.电力线载波纵联保护，也就是常说的高频保护；2.微波纵联保护，简称微波保护；3.光纤纵联保护，简称光纤保护；4.导引线纵联保护，简称导引线保护。

至于对光纤通道的具体要求，我没有找到详细的答案，我认为有以下几点应该做到：1.由于采用PCM光纤或光缆作为通道，主要是要求线路两侧的数据实现主、从方式严格同步；2.当保护装置运行时，必须成对使用，即两侧都运行；3.进行整定时，线路两侧必须一侧整定为主机，另一侧整定为从机；4.光纤接口的技术指标必须满足要求，例如单模光纤、多模光纤的发送功率，接收灵敏度，抗干扰性能，等等指标。

750kV输电线路具有传输容量大、输送距离远、经济效益好的特点，但同时也存在线路分布电容大、故障时高频分量丰富、直流分周期分量衰减缓慢的影响保护工作的因素。

文章分析了750kV输电线路的电容电流、暂态过程对线路电流差动保护以及距离保护的影响，并对线路保护的动模试验以及实际系统的人工接地试验中线路保护的动作情况进行了介绍。

关键词：继电保护；动模试验；人工接地由于特高压输电线路具有传输容量大、输送距离远、经济效益好的特点，我国目前正在进行特高压输电系统的研究。

于2005年9月在西北建成的750kV输电线路即是其中的一部分。

与500kV超高压输电线路相比，750kV输电线路的输送容量更大、线路距离更长、系统短路容量更大，因而对线路继电保护的要求也就更高。

线路光纤纵差保护装置线路光纤纵差保护装置是一种用于保护光纤通信线路的设备。

在光纤通信系统中，纤芯的纵向位置变化会导致光信号的衰减和失真，从而影响通信质量。

为了解决这个问题，光纤纵差保护装置应运而生。

光纤通信系统中的纵向位置变化主要来自于两个方面：纤芯的弯曲和拉力的变化。

当光纤受到外力作用，如挤压、弯曲或拉伸时，纤芯的纵向位置会发生变化。

这些变化会导致光信号在传输过程中发生衰减和失真，从而影响通信的可靠性和稳定性。

为了解决这个问题，光纤纵差保护装置采用了一系列的技术手段。

首先，装置通过对光纤进行固定，防止其受到外力的作用而发生纵向位置变化。

其次，装置可以检测到光纤的纵向位置变化，并及时采取措施进行调整。

例如，当光纤发生弯曲时，装置可以通过调节光纤的位置来减小弯曲程度。

当光纤受到拉力变化时，装置可以通过调节拉力的大小来保持光纤的纵向位置稳定。

光纤纵差保护装置的核心部件是传感器。

传感器能够感知光纤的纵向位置变化，并将信号传输给控制系统。

控制系统根据传感器的信号，及时采取措施进行调整。

传感器可以采用多种原理，如光纤光栅原理、光纤干涉原理等。

不同的原理具有不同的特点和适用范围，可以根据具体情况选择合适的传感器。

光纤纵差保护装置不仅可以保护光纤通信线路，还可以提高通信系统的性能。

通过控制光纤的纵向位置，可以减小光信号的衰减和失真，提高光纤通信的传输质量。

同时，装置还可以提高光纤的抗拉性能，增加光纤的使用寿命。

这对于长距离传输和高速通信具有重要意义。

值得一提的是，光纤纵差保护装置在光纤通信系统中的应用非常广泛。

无论是城域网、广域网还是数据中心，都需要使用光纤纵差保护装置来保护光纤通信线路。

特别是在一些恶劣的环境下，如高温、低温、高湿度等，光纤纵差保护装置的作用更加显著。

光纤纵差保护装置是一种重要的光纤通信设备，可以有效保护光纤通信线路，提高通信质量和可靠性。

随着光纤通信技术的不断发展，光纤纵差保护装置也将不断完善和提升，为光纤通信系统的稳定运行提供更好的保障。

测试设备：长园深瑞PRS-753S 光纤纵差成套保护装置使用设备：继保之星-1600 继电保护测试系统▲继保之星-1600 继电保护测试系统测试原理：假设M侧为送电端，N侧为受电端。

正常状态下或者发生区外故障时M、N两侧电流幅值相同、方向相反。

根据差动电流原理（差动电流为本侧与对侧电流向量和）得出差流为零。

当发生区内故障时，N侧电流反向，此时M、N两侧流入的电流幅值相等，方向相同，产生的差流为各相故障电流的两倍。

▲光纤电流差动保护系统构成示意图根据保护要求，当差动电流幅值小于整定值0.95倍时，保护可靠不动作；当差动电流值大于或者等于整定值1.05倍时，保护可靠动作且动作时间低于100mS。

注意：实际测试中通常将保护装置尾纤（与对侧保护连接的光纤）进行自环，并将本侧、对侧识别码设置为相同。

此时保护装置通过光纤收到的对侧（实际是本侧）发出的故障电流值与本侧故障电流值相加即为试验差动电流值。

由此，可推算出实际加入的实验电流值是产生的差动电流值的二分之一。

保护装置整定值：变化量启动电流定值：0.2A差动动作电流定值1.2A测试方法1、保护装置设置压板设置：检修压板投入，纵联差动保护投入，A 、B、C跳闸出口压板退出。

控制字设置：定值整定-纵联差动保护设置为1，其他控制字设置为0。

2、接线▲接线原理图断开IA、IB、IC、IN端子排上的连接划片，使保护装置与线路断开将测试仪的IA、IB、IC、IN输出端口接入对应端子排保护装置侧将测试仪UA、UB、UC、UN接入相应的端子排测试仪开关量输入+KM端子接入装置正电源端子口测试仪开关量输入A端子接入装置跳闸线圈端子口（本次选择压板跳闸出口）▲继保之星-1600 接线图▲电压电流接线▲开关量+KM接线▲跳闸线圈接线▲光纤自环前▲自环后实验操作1、验证0.95倍整定值下，差动保护可靠不动作。

（单独验证A相，其他相可参考此设置）根据差动动作值1.2A计算可得，差动电流实验值1.2*0.95=1.14A，实验电流为0.57A。

线路光纤纵差保护试验原理及光纤熔接工艺一、线路光纤纵差保护试验原理1，线路光纤纵差保护所谓输电线路的纵联保护，就是用某种通信通道（简称通道）将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。

我们比较常用的是三段式过流保护，它一般将保护的I 段定值整定为线路全长的80%—85%，对于其余的15%—20%线路段上的故障，只能带第II 段的时限切除，为了保证故障切除后电力系统的温度运行，这样做对于某些重要线路是不允许的。

在这种情况下只能采用纵联保护原理保护输电线路，理论上这种纵联保护具有绝对的选择性，可以实现线路全长范围内故障的无时限切除，是线路保护的主保护。

2，方向纵联保护原理方向纵联保护是闭锁式方向保护。

N P F －F ××(a) 保护原理图√——动作?——不动作低值(b) 简略原理框图图1 方向纵联保护原理图在正常时，通道无信号，而在外部故障时，发出闭锁信号。

此闭锁信号由短路功率方向为负的一端发出，被两端的装置同时接受，从而闭锁保护，达到区外故障不动作的目的。

方向纵联保护典型动作时间小于90ms。

当IΦmax>IQF时，保护立即发闭锁信号，当装置判为正方向故障时，40ms后保护将停发闭锁信号；而装置判为反方向故障时，保护将始终发闭锁信号。

其中，高灵敏电流起动定值IQF固定为0.8倍的低灵敏电流ICLZD（可整定）。

为提高装置动作可靠性，方向纵联保护需要复合电压起动元件和电流突变量起动元件共同作用后才开放方向纵联保护，电流突变量判据固定为：ΔIΦmax>0.5A；复合电压判据为：低电压动作或负序过电压动作。

安装在被保护线路两侧的装置相互之间仅传递“0”或“1”两种开关量信号，因而保护对辅助通道构成要求很低，它可以为普通四芯屏蔽线，可以为高频载波机通讯，也可以为光纤通讯。