基于瞬时采样值的线路光纤纵联差动保护研究
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摘要
输电线路的安全运行是保证电力系统安全运行的重要条件，当输电线路发生故障时，快速、准确地切断和隔离故障线路并保持非故障线路的持续运行既是保证供电可靠性的要求，也是提高电力系统安全稳定运行必不可少的前提条件。基于基尔霍夫定律的电流差动保护无论对于何种形式的输电线路都是一种简单、可靠、选择性强的保护形式，电力系统的发展使得电流差动保护应用于线路保护成为需要，而电子、通信技术的发展使得电流差动保护应用于输电线路成为可能。
首先，本文对目前线路保护的研究和实际应用情况进行了讨论和分析，比较了常用线路纵联保护的实现原理和实现条件及优缺点。
其次，针对常规相量电流差动保护易受正常负荷电流和故障过渡电阻影响的缺点，同时为加快差动保护的动作速度，对基于故障分量瞬时采样值电流差动保护的原理、判据、动作特性等作了讨论和分析，结果表明基于故障分量瞬时采样值电流差动保护在可靠性、灵敏度、抗电流互感器饱和方面明显优于常规相量电流差动保护，对电流差动保护各端的同步采样方法和数据通信也进行了分析和评价。
最后，对应用于线路的基于光纤通信的瞬时采样值电流差动保护进行保护原理、保护判据、动作仿真、装置设计等方面进行具体研究。
The safety of transmission line plays a important role in power system safety It is not only the requirement of ensure supply power reliability, but also the necessary precondition of enhance power system stabilization, to remove faulty line quickly and accurately, also keep non-faulty line continuous work when some transmission line faults current differential protection is a kind of simple, reliable and good-selective protection manner to any variety of transmission lines, power system development needs current differential protection apply to transmission lines, moreover the advancement of electric and communication technology enable current differential protection apply to transmission lines
Firstly, the paper discusses, analyses the research and application transmission line protection in detail, compare the principle and realistic presupposition of general line pilot protections
Secondly, because conventional current vector differential protection are influenced easily by load current and transitional resistance, in order to at the same time quicken protection act, the principle and criterion include work characteristic of differential protect based on fault component sampled values are studied, results shows that differential protect based on fault component sampled values excels general vector current differential protection in reliability, sensitivity and anti-saturation of current transformer in addition, synchronous current sampling methods at all terminals of line is analyzed and estimated
Lastly, the principle and criterion .also device design about current sampling values differential protection based on Optical fiber
communication, which apply to short transmission lines are concretely investigated,
首先，本文对目前线路保护的研究和实际应用情况进行了讨论和分析，比较了常用线路纵联保护的实现原理和实现条件及优缺点。
其次，针对常规相量电流差动保护易受正常负荷电流和故障过渡电阻影响的缺点，同时为加快差动保护的动作速度，对基于故障分量瞬时采样值电流差动保护的原理、判据、动作特性等作了讨论和分析，结果表明基于故障分量瞬时采样值电流差动保护在可靠性、灵敏度、抗电流互感器饱和方面明显优于常规相量电流差动保护，对电流差动保护各端的同步采样方法和数据通信也进行了分析和评价。
最后，对应用于线路的基于光纤通信的瞬时采样值电流差动保护进行保护原理、保护判据、动作仿真、装置设计等方面进行具体研究。
The safety of transmission line plays a important role in power system safety It is not only the requirement of ensure supply power reliability, but also the necessary precondition of enhance power system stabilization, to remove faulty line quickly and accurately, also keep non-faulty line continuous work when some transmission line faults current differential protection is a kind of simple, reliable and good-selective protection manner to any variety of transmission lines, power system development needs current differential protection apply to transmission lines, moreover the advancement of electric and communication technology enable current differential protection apply to transmission lines
Firstly, the paper discusses, analyses the research and application transmission line protection in detail, compare the principle and realistic presupposition of general line pilot protections
Secondly, because conventional current vector differential protection are influenced easily by load current and transitional resistance, in order to at the same time quicken protection act, the principle and criterion include work characteristic of differential protect based on fault component sampled values are studied, results shows that differential protect based on fault component sampled values excels general vector current differential protection in reliability, sensitivity and anti-saturation of current transformer in addition, synchronous current sampling methods at all terminals of line is analyzed and estimated
Lastly, the principle and criterion .also device design about current sampling values differential protection based on Optical fiber
communication, which apply to short transmission lines are concretely investigated,
引文
1 陈德树，马天皓，刘沛等．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)：3-8
2 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)
3 杨维娜，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)
4 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)
5 Einarsson T, Wennerlund P, Cederblad L, et al. Experiences of Current Differential Protections for Multi-Terminal Power Lines Using Multiplexed Data Transmission Systems. In: CIGRE. Paris: 1994.34～203
6 Li H Y, Southern E P, Crossley P A, et al. A New Type of Differential Feeder Protection Relay Using the Global Positioning System for Data Synchronization. IEEE Transactions on Power Delivery, 1997, 12(3)
7 王颖，王玉东．超高压线路纵联保护配置方案．电力系统自动化．2002，26(22)：62-65
8 高厚磊，汪世芳，贺家李．GPS时间同步技术及其在数字电流差动保护技术中应用的研究．电力系统及其自动化学报，1996，9(3)：37-43
9 林湘宁，何战虎，刘世明等．采样值差动保护若干问题的探讨．电力系统自动化，2001，25(18)：27-33
10 胡玉峰，陈德树，尹项根．采样值差动及其应用．电力系统自动化，2000，24(12)：40-44
11 高厚磊，贺家李，李永丽．应用GPS的数字式电流差动保护．电力系统及其自动化学报，1994，6(4)：63-68
12 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
13 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
14 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
15 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
16 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
17 文明浩，陈德树，尹项根．超高压长线向量差动保护的研究．电流系统自动化，2000，24(20)：37-39
18 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
19 贺鹏，曾维鲁．分布式数据采集与监控系统的时间同步及其软件编程．计算机工程，2000，26(7)：66-68
20 李清波，刘沛．光纤纵差保护的应用及灵敏度的提高．电力自动化设备，2002，22(4)：21-24
21 袁荣湘，陈德树，马天皓．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)：9-14
22 高厚磊．利用故障分离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
23 高厚磊，江世芳，贺家李．基于GPS的电流纵差保护设计及实验．电力系统自动化，2001，25(21)：61-65
24 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
25 成晓君，石鑫，刘龙国．数字电流纵差保护中数据采样的两种同步方法．山东电力高等专科学校学报，2001，4(3)：32-33
26 成建玉，孟宪民，张振旗．电流互感器饱和对继电保护影响的分析及对策．电力系统自动化，2000，24(6)：54-56
27 蔡贵龙，唐云．变压器差动保护电流互感器二次回路断线闭锁分析，继电器，2001，29(8)：56-58
28 廖泽有，杨奇逊．数字式线路电流纵差保护的通信技术．电力系统自动化，1999，23(18)：27-30
29 贺鹏．用GPS实现分布式控制系统的时间同步．三峡大学学报，2001，21(1)：44-47
30 伍叶凯，郁惟镛．微机型短线路保护原理几通信编码方案，上海交通大学学报，1999，33(12)：1529-1532
31 李岩，尹项根．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
32 袁荣湘，陈德树等．采样值电流差动保护原理的研究．电力自动化设备，2001，20(1)：1-3
33 胡玉峰，陈德树，尹项根．自适应采样值差动在变压器保护中的应用．电力系统自动化，2001，17(5)：31-34
34 伍叶凯，邹东霞．分布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)：136-141
35 高厚磊，汪世芳．T接线路电流纵差保护新判据研究．继电器，2001，29(90：6-10
36 程利军，龙翔，杨奇逊．基于采样值的CT饱和检测方案的研究．继电器，2000，28(8)：19-21
37 李建新，桂小军，俞镛伟．一种适用于母差保护的CT饱和判据．继电器，2000，28(3)：44-45
38 罗姗姗，贺家李，王荣琴．母线保护中电流互感器饱和检测新判据．电力系统及自动化学报，1996,3：29-36
39 李岩，陈德树，张蜇等．鉴别TA饱和的改进时差法研究．继电器，2001，29(11)：1-4
40 程利军，杨奇逊．基于采样值算法的数字母线保护的研究．继电器，2000，28(6)：4-6
41 李保恩，员保记，冯秋芳等．微机分相电流差动保护的应用研究．继电器，1998，26(3)：31-35
42 刘一江，阎子勤，易理刚等．微机短线路光纤纵差保护的研究．光纤与电缆及其应用技术．1999，6：32-36
43 王绪昭，杨维娜，鲍伟廉等．数学式微波分相电流差动保护．中国电力，1994，1：49-51
44 高厚磊，汪世芳．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
45 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
46 王维俭，李芙英．纵联差动保护原因不明误动的分析和决策．电力系统自动化，2000：35-19
47 林峻嵩，尹项根．WXH-35型光纤纵差保护在短线路上的应用．浙江电力，2002，21(4)
48 李锋，刘天斌．REL-561光纤电流纵差保护在华中电网中的应用．
49 戴学安．综论工频变化量继电器．新技术新产品，1995，19(1)：41-47
50 H.L.Tao. A New Microprocessor-based Pilot Direction Relay. International conference on Power System Technology .CASE. 1991
51 朱声石．北京：中国电力出版社．1994．高压电网继电保原理与技术
52 Fesler Eetal. Development of Digital E.H.V Line Differential Protection Relay. International conference in Power System Protection and Local Control, Beijing: 1994.5
53 Kwong W Setal. A Microprocessor-Based Current Differential Relay for Use with Digital communication System . 3~(rd) International Conference on Development in power System Protection, Lonton: 1985
54 Phadke A Getal. Synchronized Sampling and Phasor Measurements for Relaying and Control. IEEE on PWRD. 1994, 9(1)
55 杨维娜等．PCM系统传送继电保护数据的信号处理．电力系统通信，1992，(1)
56 袁荣湘，陈德树．一种新型差动保护的研究．第七届全国继电保护研讨会．北京，1998
57 张振华等．第三代微机保护的设计思想．电力自动化设备，1997(8)
58 葛耀中，王安定．故障分量电流相位比较式纵联保护的研究．电力系统及自动化学报，1989(1)
59 A Device for The Detection of C.T Saturation J.V.H Sanderson and P.S. Pereira IEE Development of Power System Protection. 1980
60 A Saturation Detector and Its Application to Differential Current Protection P.G.M claren G. March IEE Development of Power System Protection. 1980
2 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)
3 杨维娜，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)
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38 罗姗姗，贺家李，王荣琴．母线保护中电流互感器饱和检测新判据．电力系统及自动化学报，1996,3：29-36
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46 王维俭，李芙英．纵联差动保护原因不明误动的分析和决策．电力系统自动化，2000：35-19
47 林峻嵩，尹项根．WXH-35型光纤纵差保护在短线路上的应用．浙江电力，2002，21(4)
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51 朱声石．北京：中国电力出版社．1994．高压电网继电保原理与技术
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54 Phadke A Getal. Synchronized Sampling and Phasor Measurements for Relaying and Control. IEEE on PWRD. 1994, 9(1)
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