[发明专利]高压输电线路光纤综差保护装置

说明书

技术领域

本技术设计一种为由微机实现的数字式110kV输电线路光纤综差快速保护装置，尤其涉及一种高压输电线路光纤综差保护装置。

背景技术

伴随着中国经济的飞速发展，中国的城市化进程越来越快，110KV高压输电线路的输电距离越来越短；而且由于城市美观的要求，110KV高压输电线路普遍下地采用高压电缆线路传输。由于这两方面的原因要求相对应的线路保护装置能实现全线速动。110KV高压输电线路光纤综差保护迎合了此要求。

传统上，由于光纤传输设备价格等原因，高压输电线路光纤综差保护装置一般都用于220KV输电线路保护上，线路长度比较长，光信号传输都需要中继，为节约成本，普遍采用与光通信设备复接，由于复接设备的通信速率较慢，一般为64K或2M，数据传输率低，导致线路两侧保护装置A/D采样必须同步，否则一旦不同步，轻者产生异常差流，装置告警，重者装置误动。所以在传统光纤综差保护中，为了保持线路两侧采样同步，采用了各种各样的方法，如图1所示，最主流的方法是将两个装置分为主侧和从侧，装置上电时由主侧发送一个令牌给从侧，从侧再转发回来，由主侧测量令牌传送一个来回所用的时间，根据此时间来调整采样步点而达到两侧同步之目的。

但这种做法有三个问题。一：一旦装置受到干扰将失去同步，装置必须闭锁差动保护，同时启动两侧重新同步,线路将短时失去保护。二：是如何判别装置已失去同步，产生差流的原因是失去同步还是线路故障。三：是必须通信系统的路由不变，但现代通信系统的路由很多是可以重构的。西北电管局专门有专题研究阐明了这三点。

发明内容

本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种不需要同步采样，稳定性和可靠性高的高压输电线路光纤综差保护装置。

为解决上述技术问题，本技术采取的技术方案为：1、一种高压输电线路光纤综差保护装置，包括中央处理单元、第一A/D转换器、第二A/D转换器、第一采样装置和第二采样装置；其特征在于：所述中央处理单元包括DSP和MCU；所述第一采样装置、第一A/D转换器和DSP依次电连接，第一采样装置采集输电线路参数信息并且经过第一A/D转换器转换成数字信号后输入DSP，DSP对数字信号进行处理并发出控制信号；所述第二采样装置、第二A/D转换器和MCU依次电连接，第二采样装置采集输电线路参数信息并且经过第二A/D转换器转换成数字信号后输入MCU，MCU对数字信号进行处理并发出控制信号；DSP合MCU通过并行接口进行数据交换，在每一个采样周期内，DSP和MCU对原始采样数据进行互检，也对经过中间的数值计算结果进行互检。

本技术的核心中央处理单元选DSP+CPU构架为硬件平台，DSP与CPU具有独立的前向数据采集通道，中间通过并行口实时交换数据。在该硬件平台的支持下，本技术在每一个采样间隔内不仅可以实现结果互检，也可以实现所采集的原始数据及根据原始数据计算出的中间结果互检。任一采样点互检出错即丢弃该点数据。过程互检出错只会延长装置动作时间，而不影响装置动作结果。避免了以前所采用的简单的对结果的表决。一旦表决错误装置即误动火拒动。极大的提高了装置的可靠性。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述第一采样装置和第二采样装置的采样密度均为384点。

如图2所示，其中为差流幅值，N为采样率，当N=24时N=96时N=384时N=768时由此可见差流精度依赖于采样密度，采样密度越高，差流精度越高。但采样密度也不能无限止提高，一是受制于系统平台处理速度，二是受制于通信速率。综合两个限制条件，本技术选择4M波特率的异步通信速度。采样率取N=384点，此时误差不到2%，能完全符合保护要求。而4M波特率的通信速率已超过了复接通信设备的最大通信速度，故本技术不能适用于复用通道。但是，由于光通信技术的发展，单根光缆无中继可传输的最大距离已超过50KM，这已远超过了一般情况下110KV线路的输电半径。已完全能符合要求。在实际使用中往往与通信系统共用一根光缆，只是在其中抽几根光纤专用作保护专用通道而已。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述第一采样装置和第二采样装置均采用分相电流差动和零序电流差动继电器，以实现全线速动。线路两侧差动保护采样不需同步，彼此之间无主从关系，或者说使用时，高压线路两侧各设置一个本技术的高压输电线路光纤综差保护装置，采取双侧非同步冗余采样式，采样间隔同步传输线路光纤综差保护，不存在因采样失步而导致本技术误动可能。