0 导言
分相电流差动维护原理简略，不受体系振动、线路串补电容、平行互感、体系非全相运转、单侧电源运转方法的影响，差动维护自身具有选相才能，维护动作速度快，最适协作为主维护。近年来，光纤技能、DSP技能、通讯技能、继电维护技能的敏捷开展为光纤电流差动维护的运用供给了机会。跟着通讯技能的向前开展和光纤等通讯设备的本钱下降，超高压线路光纤电流差动维护将会更广泛的运用。现在国内外大公司相继推出了新的光纤电流差动维护，国外公司如GE公司的L90, ABB公司的REL561、东芝公司的GRL-100、阿尔斯通的P554等，国内公司南瑞公司的RCS—931、四方公司的CSL—103、国电南自的PSL-603等各有其特色。
2000年许继电气公司推出依据32位DSP所研制开发的WXH-801/802微机线路维护,在姚(孟)－郑(州)线、江(门)－茂(名)线等7条500kV线路运转杰出。但一向没有与之配套的光纤电流差动维护。WXH-803数字式光纤电流差动维护便是许继电气为800系列配套开发的光纤电流差动维护。
1 光纤电流差动维护通讯插件规划
维护CPU选用TI公司的DSP数字信号处理器C32系列，完结16位A/D采样、数据核算、毛病判别等功用。通讯CPU完结主从定位、数据收发、采样同步调整、同步校准功用、通道检测等功用。维护CPU和通讯CPU之间通过双口RAM完结并行数据交流，如图1。接纳数据时，光收发模块传来64Kb/s的同步串行数据，先把它变为并行数据送至通讯CPU，完结对数据的检错、同步核算后，将正确的带有同步信息的数据通过双口RAM送给差动CPU插件。发送数据时，通讯CPU把差动CPU插件传来的采样数据变为64Kb/s同步串行数据送至光收发模块，由光收发模块将串行数据信号转化成光信号，通过光纤通道传送。
差动维护两边交流的是数字信号,通道选用专用光纤或复接PCM(微波或光纤通道)数据接口。考虑到复接通讯设备一般是在通讯机房，离维护距离有必定距离，在通讯机房设有一个64kb/s(亦可为2M kb/s)同向数据接口与通用PCM设备相连，选用同步通讯方法，通讯规约契合CCITT规范中关于G.703码型协议。维护距离内的差动维护将数据通过光纤传送给64kb/s同向数据接口。专用、复用通讯接口示意图如图2、3所示。专用方法下，发送数据选用内部时钟，即两边设备发送时钟作业在“主—主”方法下，接纳时钟选用从接纳数据流提取的时钟。复用方法下，发送数据选用从接纳数据流中提取的时钟，即两边设备发送时钟作业在“从—从”方法下，接纳时钟仍选用从接纳数据流提取的时钟。
2 光纤电流差动维护装备
WXH-803数字式光纤电流差动维护设备选用96点高速采样、快速变数据窗相量算法(以下快速短窗算法)。快速短窗算法在WXH-801/2数字式线路维护中作为短窗方向元件运用[1]。变窗算法不需求半周整数倍的数据窗，依据变窗算法核算相量的最小数据窗为四分之一周波。主维护选用毛病重量差动、稳态量电流差动、零序差动，后备维护由三段式相间距离和接地距离以及六段零序方向维护(四段零序电流及二段不灵敏零序电流维护)构成的全套后备维护，并配有主动重合闸。
(a) 毛病重量差动维护
式(1)为电流差动判据，式(2)为比率差动判据，两者一起建立维护跳闸，式中：ΔImφ、ΔInφ为两边相电流的毛病重量，Φ＝A,B,C， k为制动系数，Iset动作门槛。毛病重量电流差动维护，不受负荷电流的影响，维护的灵敏度高，护耐过渡电阻才能强[2,3]。
(b) 稳态量电流差动维护
电流差动判据和比率差动判据一起建立维护跳闸，式中： Imφ、Inφ为两边相电流的毛病重量，Φ＝A,B,C ，k≤1的制动系数，Iset动作门槛。全电流差动维护运用维护继电器丈量的毛病电流，是负荷电流与毛病重量电流的叠加，一般情况下能够满意灵敏度的要求，但稳态量电流差动维护存在问题，判据中未考虑负荷电流的影响。假定疏忽%&&&&&%电流的影响，无毛病及区外毛病两边电流巨细持平，方向相反，维护牢靠不动作，负荷电流不会产生影响。区内毛病产生通过渡电阻短路，负荷电流为穿越性电流，对两边电流巨细及相位有影响，使其朝晦气动作方向开展，影响维护的灵敏度，即答应过渡电阻才能有限，稳态量电流差动维护答应过渡电阻才能一般不超越250Ω，不满意500kV线路答应过渡电阻才能300Ω的要求[4]。图4给出了双端体系区内产生单相通过渡电阻短路电压、电流向量图，因为负荷电流的存在，使两边电流相位变大，一起影响两边电流幅值，在长线路重负荷通过渡电阻情况下，影响更严峻。若一端毛病电流小于负荷电流,两边电流Im，In夹角超越90°，导致维护距动[5]。
(c) 零序电流差动维护
电流差动判据和比率差动判据一起建立维护跳闸，式中：Im0 、In0为两边零序电流，I0dz为零序电流差动整定值。因为零序重量仅在接地毛病存在，亦为毛病重量。区内产生接地毛病：Im0 、In0从维护流向线路，只需到达电流差动判据门槛，维护牢靠动作。区外产生接地毛病：流过两边的电流为穿越性电流，式(5)、(6)均不满意，零序差动维护牢靠不动作。
(d)三种差动维护的合作运用
毛病重量电流差动维护不受负荷电流的影响、灵敏度高，但存在时刻短，在初次毛病运用。稳态量电流差动受负荷电流及过渡电阻的影响，灵敏度下降，可在全相及非全相全过程运用。零序电流差动仅反响接地毛病，接地毛病时毛病重量差流和零序差流是持平。零序差动不比毛病重量电流差动维护灵敏度高。可在无法运用毛病重量电流差动维护的少量场合(如毛病频频产生并且距离很短的时分)弥补全电流差动维护灵敏度缺乏的缺点，零序电流差动维护需求100ms左右延时以躲过三相合闸不一起等要素的影响及三相门口短路丈量误差和暂态重量引起的核算误差[6]。
3 实验与现场试运转
WXH-803数字式光纤电流差动维护设备于2002年10月通过了国家继电器质量监督查验中心的动模实验，2002年11月通过了华北电科院的数模实验，于2002年9月在陕西省电力局330kV输电线路张(村)罗(敷)I线上挂网试运转，该线路全长97.5公里，挂网试运转线路如图5。
该线路装备两层维护装备：一套为南瑞公司RCS-931型纵差维护设备； 另一套为日本三菱重工MCD-H PCM 电流差动继电器。鉴于线路较长，以上维护均复用PCM通道，维护室与通讯机房之间选用光纤衔接，在通讯机房设有专用数字接口完成光电转化并与通讯设备相连。WXH-803维护设备输出光信号通过光纤传输至通讯机房，在通讯机房通过专用设备选用PCM复用方法完成与通讯设备的衔接，如图6。试运转期间，设备未产生异常情况，饱尝三次区外毛病，正确不动作，倒闸操作过程中，设备未出现异常。
2002年11月在华北电力集团公司电网安全安稳技能管理中心数模实验室进行了500kV数模实验。参与此次实验还有：ALSTOM公司的P544纵联差动维护，南京南瑞继保电气有限公司RCS-931A型纵联差动维护，北京四方继保主动化有限公司CSL-103A型纵联差动维护。因为WXH-803维护设备选用快速变数据窗相量算法可在确保牢靠性的前提下可有效地进步电流差动维护的动作速度。检验实验中金属性毛病时维护的典型动作时刻16－18ms (含出口继电器时刻)，此算法至少比选用半周算法的维护快5ms。图7是150km小体系中点产生A相单相接地毛病50ms后转化为B相接地毛病，初次A相毛病18ms跳A相(短路电流0.9A),转化为B相毛病33ms三相跳闸。
4 结束语
WXH-803数字式光纤电流差动维护设备选用96点高速采样、快速短窗算法、选用毛病重量差动、稳态量电流差动、零序电流差动作为差动维护的判据。通过500kV体系动模实验、数模实验验证及330kV体系挂网试运转，证明了WXH-803维护设备能够适用于500kV输电线路。
