CN102118023A - 一种t接线路三端差动保护的光纤通道不对称识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力工程领域的继电保护自动化领域，特别是一种适用于T接线路三端差动保护的通道不对称识别方法。本发明借用三端差动保护的主、从采样同步机制，在两个从侧与一个主侧采样同步调整完成后，再在两个从侧之间进行采样同步的计算及检测；如果三端光纤通道收、发延时均一致，则两个从侧在分别与主侧采样同步调整完成后之间也必然采样同步；如果三端光纤通道任一通道收、发延时不一致，则两个从侧在分别与主侧采样同步调整完成后从侧之间也必然采样不同步；本方法在识别出三端光纤通道存在收发延时不一致时，瞬时闭锁三端差动保护并发出告警信号。
Description
技术领域
本发明涉及电力工程领域的继电保护自动化领域，特别是一种适用于T接线路三端差动保护的通道不对称识别方法。
背景技术
随着光纤通信技术的日益成熟，基于光纤通道的两端电流差动保护在电力系统得到非常广泛的使用。由于T接线路具有经济性好、建设周期短、节约土地等优点，在高压系统中的应用越来越多。三端差动保护的运用也越来越多。
电流差动保护原理是比较输电线路各端电流的相位和幅值，为保证线路各端差动保护计算的正确性，必须保证所计算的各端电气量的采样时刻一致。 由于保护装置上电时刻不同、采样晶振偏差以及数据发送、接受的传输时间差，必然会造成采样时刻的差异，所以各端保护装置在进行差动计算前必须通过采样时刻的调整，保证用于差动计算的数据同步。
为使进行计算的各侧电流量的采样时刻一致，需设定一侧装置的采样时刻为参考基准，其它侧参照基准调整自己的采样时刻，这样将采样时刻调整一致的过程称为同步调整。以三端差动保护为例，规定一侧为参考端，即主侧；另外两侧为同步端，即从侧。目前国内差动保护装置的采样同步原理大多基于“乒乓”原理（即等腰梯形算法，假设通道收、发延时一致）；如果通道收、发延时不一致，则正常运行时差动保护会计算出差流，严重时引起保护误动。下面介绍下“乒乓”原理。
1) 同步计算的一般原理 (即等腰梯形算法)
基于数字通道的同步调整计算全都建立在收发数据延时相等的“等腰梯形算法”的数学模型上。如图1所示：
在该图等腰梯形中，若从侧已知梯形的上底及下底的长度，运用几何知识容易求得主侧数据帧发送点 
在从侧所对应的同时刻点
时刻。也就是说，从侧通过简单计算就可知道对侧数据帧发送时间与本侧时标的关系。
具体处理过程如下：每侧保护装置需记忆以下内容：上次发送数据的时刻与最近的接收时刻的间隔时间
，
，并将
、
利用数字通道传递过来，装置发送数据间隔为固定时间（即采样时间间隔，如主侧相邻两个数据帧发送点之差），设为T(设装置每周波采样24点，每个采样周期向对侧发送一帧数据)，则在从侧的
时刻可求出对侧数据发送时刻
（2）
通道传输延时的计算公式如下：
从侧与主侧采样时刻偏差
若
，则
取a；则从端滞后主端
；若
, 取
，则从端超前主端；根据从侧与主侧的采样时刻偏差
，从侧做出相应的调整，可达到同步采样的目的。
两侧采样序号差△Num的计算公式如下：
△Num= 对侧采样序号 - [本侧采样序号 - 取整（（
–
）/ T + 0.5）] （5）
说明：取整为取整数部分，不进行四舍五入运算。
2) 采样时刻调整法
以三端差动保护为例，三侧中确定一个主侧和两个从侧后，从侧根据“乒乓算法”的结果中两侧采样序号差及采样时刻差进行采样同步调整，确保从侧与主侧的采样时刻一致。
3) 收发延时不一致对采样的影响
若光纤通信收发通道延时不一致时，则从侧发送报文到主侧的通道延时与主侧发送报文到从侧的通道延时不同；假设收发通道时间差为
，则因时差造成两侧不同步的相位差为
。
面对光纤通道的收发延时不一致的难题，目前国内差动保护保护缺乏有效的监视手段，仅依赖于正常出现的异常差流来判断，而差流大小与负荷电流有关，难以识别，因而时常出现差动保护误动的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于T接线路三端差动保护的光纤通道不对称识别方法，用以解决现有技术在处理光纤通道不对称时缺乏有效监视手段的问题。
为实现上述目的，本发明的方案是：一种T接线路三端差动保护的光纤通道不对称识别方法，步骤如下：
1) 确定三端差动保护的一个主侧与两个从侧；
2) 两个从侧分别与主侧进行采样时刻同步：基于收发通道延时相等的“等腰梯形”算法，分别计算两个从侧与主侧通道延时及与主侧间的采样时刻差；两个从侧根据各自的通道延时及采样时刻差分别调整采样序号及采样时刻，实现两个从侧与主侧的采样同步；
3) 两个从侧之间实时进行采样同步计算及检测：计算两个从侧之间的采样序号差及采样时刻差，根据两个从侧之间采样同步计算结果中采样时刻差的数值确定是否三侧采样同步；如果采样时刻差小于门槛值△T，则认为三侧采样同步，三侧通道收发延时一致，开放三侧差动保护；如果采样时刻差大于门槛值△T，则认为三侧采样不同步，三侧通道中存在收发延时不一致情况，瞬时闭锁三侧差动保护并发出告警信号。
本发明借用三端差动保护的主、从采样同步机制，在两个从侧与一个主侧采样同步调整完成后，再在两个从侧之间进行采样同步的计算及检测；如果三端光纤通道收、发延时均一致，则两个从侧在分别与主侧采样同步调整完成后之间也必然采样同步；如果三端光纤通道任一通道收、发延时不一致，则两个从侧在分别与主侧采样同步调整完成后从侧之间也必然采样不同步；本方法在识别出三端光纤通道存在收发延时不一致时，瞬时闭锁三端差动保护并发出告警信号。
进一步的，所述门槛值△T 为二分之一采样时间间隔。
附图说明
图1 同步调整计算示意图；
图2三端差动保护通道配置图；
图3 光纤通道不对称识别流程。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
以图2、图3所示的三端差动保护通道不对称识别方法论述本发明。
如图2所示的M、N、S 三端输电线路，由差动保护M、N、S构成三端差动保护系统。保护M的A通道与保护N的A通道构成光纤通道、保护M的B通道与保护S的A通道构成光纤通道、保护N的B通道与保护S的B通道构成光纤数据通道。
以图2中M侧为主侧，N为从侧1、S为从侧2为例论述本发明（主从定位根据运行方式由三端差动保护系统自行确定，以M为主侧论述本发明，并不失去一般性）。确定主侧、从侧的方法可以采用自适应主从定位方法（中国专利200810141382.4）。
三端差动保护完成一个主侧（M侧）两个从侧（N和S侧）后，从侧1与主侧独立进行N端与M端的采样时刻同步调整，从侧2与主侧独立进行S端与M端的采样时刻同步调整。当两个从侧分别与主侧完成采样时刻同步调整后，本发明对从侧1与从侧2进行采样时刻同步计算及检测,同步计算原理为利用＂等腰梯形算法＂计算从侧之间的采样序号差及采样时刻差，当从侧之间采样时刻差小于T/2(T为装置的采样时间间隔)时判断为两个从侧采样同步；当从侧1与从侧2采样时刻同步，也就是N端与S端也同步时，则表明M、N、S三端采样时刻同步，此时开放三端差动保护；当从侧1与从侧2采样时刻不同步，也就是N端与S端不同步时，则表明存在某条通道收发延时不一致，此时闭锁三端差动保护。
现有的三端差动保护逻辑都是基于假定通道收发延时完全一致的情况，由于没有采用两个从侧之间进行采样时刻同步检测技术，无法直接识别通道收发延时不一致情况，仅能通过差流等信息间接识别，收负荷电流影响较大，当实际运行中出现某一通道收发延时不一致，将严重影响差动保护性能。当采用本发明后，可以在检测出通道收发延时不一致时，及时选择闭锁差动逻辑，避免误动作。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方法，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种T接线路三端差动保护的光纤通道不对称识别方法，其特征在于，步骤如下：
1）确定三端差动保护的一个主侧与两个从侧；
2）两个从侧分别与主侧进行采样时刻同步：基于收发通道延时相等的“等腰梯形”算法，分别计算两个从侧与主侧通道延时及与主侧间的采样时刻差；两个从侧根据各自的通道延时及采样时刻差分别调整采样序号及采样时刻，实现两个从侧与主侧的采样同步；
3）两个从侧之间实时进行采样同步计算及检测：计算两个从侧之间的采样序号差及采样时刻差，根据两个从侧之间采样同步计算结果中采样时刻差的数值确定是否三侧采样同步；如果采样时刻差小于门槛值△T，则认为三侧采样同步，三侧通道收发延时一致，开放三侧差动保护；如果采样时刻差大于门槛值△T，则认为三侧采样不同步，三侧通道中存在收发延时不一致情况，瞬时闭锁三侧差动保护并发出告警信号。
2.根据权利要求1所述的一种T接线路三端差动保护的光纤通道不对称识别方法，其特征在于，所述门槛值△T 为二分之一采样时间间隔。
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