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WXH-803微机线路保护装置的研制属国家“十五”重大技术装备研制项目(科技攻关)计划,专题合同编号为ZZ01-01-10-02,由许继电气股份有限公司等四家单位联合研究开发。市场分析和与国内外同类先进产品的对比表明,WXH-803微机线路保护装置的各项技术指标均达到国内先进水平,具有广阔的应用前景。WXH-803微机线路保护装置通信部分的研发主要着眼于如何利用光纤通道传输保护两侧的电气量进行差动比较,保证光纤通道的稳定性,降低误码率等。它直接关系到保护装置的保护动作能否正确、快速完成,是WXH-803微机线路保护装置研发的关键。本选题完成WXH-803微机线路保护装置通信部分的设计和通信方案的测试。主要内容有以下几个方面:
1.结合电力系统通信的发展现状和趋势,综述了本选题的研究意义。在介绍了国内外数字式高压线路电流差动保护的现状之后,提出了本文研究的主要内容和拟解决的关键问题。
2.通信通道的选择关系到保护装置两侧电气量的能否正确快速传输,从而决定了保护动作的正确与否。因此,适当地选择保护装置利用的通信通道具有重要的意义。本文在技术性、可靠性和经济性等方面比较了电力系统通信中电力载波通信技术、微波通信技术和光纤通信技术的优缺点,说明光纤通信技术具有一些不可比拟的优点。结合目前我国电力系统通信发展的最新趋势,指出利用光纤通道传输保护信号代表了继电保护行业的先进水平和发展趋势,因此选用光纤通道作为WXH-803微机线路保护装置的通信通道。
3.参与了数字式高压线路电流差动保护装置通信接口整体设计和方案的研究。根据传输距离的长短,可分为通过专用通信光缆传送电气量的方案和通过复用光纤通信系统传送电气量的方案。
4.保护装置的主从定位普遍采用通过硬压板、软压板和控制字实现的方法,但是这些方法给保护装置的调试、运行和管理带米较多不便。WXH-803微机线路保护装置采用自适应主从定位技术自动确定参考端利同步端,此技术具有简单易行、方便调试等优点,同时解决了检查光纤通道及装置的发光功率是否满足实际通道要求的问题。
5.WXH-803微机线路保护装置采用电流差动保护技术,保护装置比较线路两侧的电流采样数据,而线路两端保护装置的电流采样是独立进行的,为了保证差动保护算法的正确性,要求线路各端保护装置的电流采样实现同步,或者将电流采样数据进行同步处理。本文分析研究了现有的采样数据修正法、采样时刻调整法、时钟校正法、GPS同步法和参考相量同步法等电流采样同步方法的优缺点后,采用采样序号调整法进行电流采样同步,这种方法能够减少电流采样同步误差,提高保护装置的可靠性。考虑到装置的可扩展性,为装置留有GPS接口。
6.数据通信完成电流数据和开关量信息的传输,因此数据通信的传输方式和数据通信的检错能力决定了通信的质量,进而决定了保护装置动作的可靠性。本文介绍了WXH-803保护装置数据通信的格式及其采用的CRC码检错方法的原理、流程图和算法实现等内容。
7.光纤通道的稳定与否是光纤纵联差动保护装置正确工作的基础。为了保证高压输电线的安全运行,作为主保护的纵联差动保护不致由于通道故障而退出运行,有必要为同一套纵差保护装置配置备用光纤通道。然而如何正确快速地进行主用通道和备用通道之间的切换就成为保证保护装置正确动作的关键问题。本文介绍了光纤通道备用的几种方式以及几种主用通道和备用通道之间的切换方法及WXH-803微机线路保护装置的软件自动切换方法。
8.光纤的传输损耗特性是决定光网络传输距离、传输稳定性和可靠性的最重要因素之一。尽量地减少光纤损耗也是本选题要解决的一个重要问题。本文介绍了光纤损耗的种类,提出针对光纤损耗的不同类型而采用的不同的减少光纤损耗的措施。
9.完成了WXH-803微机线路保护装置通信部分的测试。测试结果表明,WXH-803微机线路保护装置在各种故障条件下,均能动作正确,各项指标满足高压、超高压输电线路主保护的运行要求。WXH-803微机线路保护装置通信部分的设计达到了预期的目标。