CN105680427B - 多适应的输电线路光纤差动保护方法 - Google Patents
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Abstract
一种多适应的输电线路光纤差动保护方法,涉及输电线路的继电保护方法。该保护方法包括以下步骤:在输电线路两端分别设置输电线路保护装置,两端的输电线路保护装置之间至少设置一条通信光纤;设置光纤通道在线评估模块,根据光纤通信的光功率、通道实时误码、当前误码状态评估光纤通道通信的三种状态;光纤通道在线评估模块将评估出的光纤通道通信状态结果发送至线路保护自适应模块;线路保护自适应模块根据光纤通道通信状态结果选择输电线路的保护方法。本发明针对不同的光纤通道状态下,自动匹配输电线路的保护方案。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路的继电保护方法,特别是通过光纤通道实现输电线路纵联保护的方法。
背景技术
目前,国内220kV及以上电压等级的输电线路,至少配置一台通过光纤通信的线路保护装置,光纤线路保护装置最主要的保护是光纤差动保护,其功能依赖于光纤通道的通信状态。输电线路的保护中,光纤通信的通道分类,主要有单通道、双通道、来回路由不一致三种,在现有的光纤通信条件下,依据不同的光纤通道,不同的通信状态,研究相应的线路保护方案,并实现自动匹配、自动适应,对提高输电线路保护的可靠性具有重大的意义。现有的光纤线路保护方法,存在以下两个弊端:(1)现有的光纤差动保护方法,一旦某个光纤通信通道异常,光纤差动保护直接退出,不能再继续保护输电线路安全输电,严重影响了电网的安全稳定运行。(2)现有输电线路的主要保护,分为差动保护和距离保护,不能根据光纤通道的状态,匹配不同的保护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够自动适应多种光纤通道以及不同通信状态的多适应的输电线路光纤差动保护方法。
本发明的目的可以这样实现,设计一种多适应的输电线路光纤差动保护方法,包括以下步骤:
A、在输电线路两端分别设置输电线路保护装置,两端的输电线路保护装置之间至少设置一条通信光纤;
B、设置光纤通道在线评估模块,根据光纤通信的光功率、通道实时误码、当前误码状态评估光纤通道通信的三种状态;光纤通道在线评估模块首先根据光纤通信的光功率评估光纤通道本身的通信功能是否正常,评估正常后,再根据通道实时误码、当前误码状态评估光纤通道通信的三种状态;
光功率分为接收光功率和发送光功率,当发送光功率≥-9dBm,且接收光功率≤-40dBm时,光纤通道本身的通信功能正常;否则需要闭锁保护,更换光纤;
光纤通道通信的状态包括优、次、差,
状态优为:通道调整成功,当前40ms内只有一帧误码;或通道调整成功,当前40ms内每周波数据内不存在2点误码;或通道调整成功,当前40ms内任意连续5点数据内不存在2点误码;
状态次为:通道调整不成功,当前40ms内有不连续误码;或通道调整成功,出现连续2帧数据误码;
C、状态差为:通道调整不成功,当前40ms内有连续误码;或通道调整成功,出现连续3帧以上数据误码;光纤通道在线评估模块将评估出的光纤通道通信状态结果发送至线路保护自适应模块;
D、线路保护自适应模块根据光纤通道通信状态结果选择输电线路的保护方法。
进一步地,对于单通道,线路保护自适应模块在状态优的情况下,选择差动保护作为输电线路的保护方法;在状态次的情况下,选择差动保护与含有距离和方向保护的命令式保护配合使用;在状态差的情况下,闭锁光纤差动保护。
进一步地,对于双通道,设置通道逻辑组合模块,光纤通道在线评估模块将光纤通道通信状态结果发送至通道逻辑组合模块,通道逻辑组合模块将组合后的双通道通信状态结果发送至线路保护自适应模块;线路保护自适应模块在第一通道和第二通道,任意一个的通道状态为优,选择差动保护作为输电线路的保护方法;若两个通道的状态都不是优的情况下,任意一个为次,选择相对较差的差动保护和命令式保护配合,作为输电线路的保护方法;两个通道的评估均为差,闭锁线路光纤差动保护。
进一步地,在双通道设置来回路由时间计算模块,来回路由时间计算模块计算来回路由时间差;当来回路由时间差超过预先设置的数值5ms时,线路保护自适应模块选择来回路由不一致时的输电线路保护方法:通道状态优时,投入基于GPS同步的差动保护;通道状态次时,转入允许式距离保护;通道状态差时,闭锁输电线路的光纤差动保护。
本发明与现有技术相比,考虑了光纤差动保护,针对不同的光纤通道状态下,自动匹配输电线路的保护方案,光纤通道状态发生变化后,不再直接退出保护,而是重新匹配相应的保护方案,提高了光纤差动保护的可靠性,对保护输电线路安全输电,具有重要意义。
附图说明
图1是本发明较佳实施例之自适应单通道不同通信状态的示意图;
图2是本发明较佳实施例之自适应双通道不同通信状态的示意图;
图3是本发明较佳实施例之自适应来回路由不一致不同通信状态的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
一种多适应的输电线路光纤差动保护方法,包括以下步骤:
A、在输电线路两端分别设置输电线路保护装置,两端的输电线路保护装置之间至少设置一条通信光纤;
B、设置光纤通道在线评估模块,根据光纤通信的光功率、通道实时误码、当前误码状态评估光纤通道通信的三种状态;
C、光纤通道在线评估模块将评估出的光纤通道通信状态结果发送至线路保护自适应模块;
D、线路保护自适应模块根据光纤通道通信状态结果选择输电线路的保护方法。
光纤通道在线评估模块首先根据光纤通信的光功率评估光纤通道本身的通信功能是否正常,评估正常后,再根据通道实时误码、当前误码状态评估光纤通道通信的三种状态。光功率分为接收光功率和发送光功率,当发送光功率≥-9dBm,且接收光功率≤-40dBm时,光纤通道本身的通信功能正常;否则需要闭锁保护,更换光纤。
光纤通道通信的状态包括优、次、差,其中,
状态优为:通道调整成功,当前40ms内只有一帧误码;或通道调整成功,当前40ms内每周波数据内不存在2点误码;或通道调整成功,当前40ms内任意连续5点数据内不存在2点误码;
状态次为:通道调整不成功,当前40ms内有不连续误码;或通道调整成功,出现连续2帧数据误码;
状态差为:通道调整不成功,当前40ms内有连续误码;或通道调整成功,出现连续3帧以上数据误码。
光纤通信具有单通道、双通道、来回路由不一致三种通信情况。
本发明涉及输电线路的保护方法,行业内定义的一些基本概念,说明如下:
单通道:分别安装在输电线路两端的两台输电线路保护装置,二者之间只有一条光纤正常通信。
双通道:分别安装在输电线路两端的两台输电线路保护装置,二者之间具有两条光纤正常通信。
来回路由不一致:分别安装在输电线路两端的两台输电线路保护装置,二者之间具有两条光纤正常通信,信号发送出去,到达对侧后再返回来的时间,称为来回路由时间,正常情况下,两个通道的来回路由时间应该一致,来回路由不一致,表示双通道时,两个通道的来回路由时间不一致的情况。
光功率:单位时间内接收到的光强大小,反映了光信号在光纤中传输的强弱,是监测光纤状态的一个重要指标,当接收到的光功率数据发生突变时,说明光纤通道接收状态也发生了突变,需要检修光纤;当接收的光功率数据在渐变,并且达到了预设定的门槛时,说明光纤器件已经达到预计的寿命,也需要检修,并更换光纤。
光功率是光在单位时间内所做的功,分为接收光功率和发送光功率,当发送光功率≥-9dBm,且接收光功率≤-40dBm时,认为光纤通道本身的通信功能正常,然后才进行光纤状态优、次、差的判断,若不满足上述判据,则需要闭锁保护,更换光纤,也就不存在通信状态优、次、差的判断了。
误码率:光纤通信中,由于信号受到噪音、交流电、闪电等因素影响,导致衰变,改变了信号大小,致使信号遭到破坏,产生误码。单位时间内,所收到数字信号中,产生误码的比特数,与所收到数字信号的总比特数之比,称为误码率,是衡量光纤传输数据精确性的重要指标。
通道调整成功:单通道、双通道、来回路由不一致之间,通道是可以调整的,双通道的来回路由时间变得不一致,便出现了来回路由不一致的情况,反之,来回路由不一致也可以调整成正常的双通道,双通道一侧光纤通信异常时,可以变成单通道,单通道的另外一侧通信正常后,也可以调整成双通道,这样一种情况切换到另外一种情况,并稳定通信后,称为通道调整成功。
如图1所示,对于单通道,线路保护自适应模块在状态优的情况下,选择差动保护作为输电线路的保护方法;在状态次的情况下,选择差动保护与含有距离和方向保护的命令式保护配合使用;在状态差的情况下,闭锁光纤差动保护。
如图2所示,对于双通道,设置通道逻辑组合模块,光纤通道在线评估模块将两个光纤通道的通信状态结果发送至通道逻辑组合模块,通道逻辑组合模块将组合后的双通道通信状态结果发送至线路保护自适应模块;线路保护自适应模块在第一通道和第二通道,任意一个的通道状态为优,选择差动保护作为输电线路的保护方法;若两个通道的状态都不是优的情况下,任意一个为次,选择相对较差的差动保护和命令式保护配合,作为输电线路的保护方法;两个通道的评估均为差,闭锁线路光纤差动保护。
相对较差的差动保护的判据更加严格,更加不容易动作的保护,所以说是性能相对较差的差动保护,例如:正常的差动保护是,自动系数小于1、差流Id>差流整定定值Iset时差动动作,如果差流整定定值Iset更大,就需要差流Id更大,保护装置才能够动作,较差的差动保护,也就是将Iset提高ΔIset,提高30%左右,也可以根据经验设定,自动系数大于1,因为差流整定定值增大后,差动保护的灵敏性降低了,所以说是性能较差的差动保护。命令式保护为只传输命令,命令动或不动的保护方式。相对较差的差动保护和命令式保护配合时,两者同时应用。
第一通道和第二通道的三种光纤通信状态,经过逻辑组合模块,可以得到9种组合状态。
如图3所示,在双通道设置来回路由时间计算模块,来回路由时间计算模块计算来回路由时间差;当来回路由时间差超过预先设置的数值5ms时,线路保护自适应模块选择来回路由不一致时的输电线路保护方法;通道状态优时,投入基于GPS同步的差动保护;通道状态次时,转入允许式距离保护;通道状态差时,闭锁输电线路的光纤差动保护。
本发明提供了新的自动适应不同光纤通信状态的输电线路保护方法,以及不同状态下保护方法选择的实施流程,与传统方法相比,解决了输电线路光纤差动保护,在光纤通信状态变化时,完全退出差动保护的问题,提高了保护输电线路的可靠性、安全性,对电力***,安全变电,安全输电,具有重要意义。
Claims (4)
1.一种多适应的输电线路光纤差动保护方法,其特征在于包括以下步骤:
A、在输电线路两端分别设置输电线路保护装置,两端的输电线路保护装置之间至少设置一条通信光纤;
B、设置光纤通道在线评估模块,根据光纤通信的光功率、通道实时误码、当前误码状态评估光纤通道通信的三种状态;光纤通道在线评估模块首先根据光纤通信的光功率评估光纤通道本身的通信功能是否正常,评估正常后,再根据通道实时误码、当前误码状态评估光纤通道通信的三种状态;
光功率分为接收光功率和发送光功率,当发送光功率≥-9dBm,且接收光功率≤-40dBm时,光纤通道本身的通信功能正常;否则需要闭锁保护,更换光纤;
光纤通道通信的状态包括优、次、差,
状态优为:通道调整成功,当前40ms内只有一帧误码;或通道调整成功,当前40ms内每周波数据内不存在2点误码;或通道调整成功,当前40ms内任意连续5点数据内不存在2点误码;
状态次为:通道调整不成功,当前40ms内有不连续误码;或通道调整成功,出现连续2帧数据误码;
状态差为:通道调整不成功,当前40ms内有连续误码;或通道调整成功,出现连续3帧以上数据误码;
C、光纤通道在线评估模块将评估出的光纤通道通信状态结果发送至线路保护自适应模块;
D、线路保护自适应模块根据光纤通道通信状态结果选择输电线路的保护方法。
2.根据权利要求1所述的多适应的输电线路光纤差动保护方法,其特征在于:对于单通道,线路保护自适应模块在状态优的情况下,选择差动保护作为输电线路的保护方法;在状态次的情况下,选择差动保护与含有距离和方向保护的命令式保护配合使用;在状态差的情况下,闭锁光纤差动保护。
3.根据权利要求1所述的多适应的输电线路光纤差动保护方法,其特征在于:对于双通道,设置通道逻辑组合模块,光纤通道在线评估模块将光纤通道通信状态结果发送至通道逻辑组合模块,通道逻辑组合模块将组合后的双通道通信状态结果发送至线路保护自适应模块;线路保护自适应模块在第一通道和第二通道,任意一个的通道状态为优,选择差动保护作为输电线路的保护方法;若两个通道的状态都不是优的情况下,任意一个为次,选择相对较差的差动保护和命令式保护配合,作为输电线路的保护方法;两个通道的评估均为差,闭锁线路光纤差动保护。
4.根据权利要求1所述的多适应的输电线路光纤差动保护方法,其特征在于:在双通道设置来回路由时间计算模块,来回路由时间计算模块计算来回路由时间差;当来回路由时间差超过预先设置的数值5ms时,线路保护自适应模块选择来回路由不一致时的输电线路保护方法:通道状态优时,投入基于GPS同步的差动保护;通道状态次时,转入允许式距离保护;通道状态差时,闭锁输电线路的光纤差动保护。
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