縱聯(lián)電流差動保護(hù)立足于基爾霍夫電流定律，利用線路兩端的電流相量構(gòu)成動作判據(jù)，具有絕對的選擇性，已被廣泛應(yīng)用于輸電線路之中。雖然其原理簡單、性能優(yōu)越，但對數(shù)據(jù)的同步性要求嚴(yán)格。被保護(hù)線路兩端存在同步誤差時，保護(hù)的靈敏性、可靠性等均會受到影響，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致保護(hù)誤動、拒動。因此，構(gòu)成差動判據(jù)前需對兩端電流相量進(jìn)行同步處理。

電流差動保護(hù)使用專用的通信通道來交換信息，并對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理。常用的同步方法主要有基于數(shù)據(jù)通道的同步方法、主站廣播對時法和基于衛(wèi)星的同步方法等。這些方法均依賴于時鐘，同步效果易受時鐘狀態(tài)、通道工況和網(wǎng)絡(luò)連接方式等因素的影響。

其中基于數(shù)據(jù)通道的采樣時刻調(diào)整法、采樣數(shù)據(jù)修正法以及時鐘校正法要求收發(fā)過程延時一致，難以適應(yīng)具有彈性負(fù)載、可變路由的復(fù)用通信系統(tǒng)；基于衛(wèi)星的同步方法主要有基于GPS系統(tǒng)的同步方式、基于北斗系統(tǒng)的同步方式等，也可將衛(wèi)星時鐘與網(wǎng)絡(luò)時鐘相結(jié)合來進(jìn)行同步，此類方案的精度高，但技術(shù)復(fù)雜且時鐘源信號易受天氣等因素影響而發(fā)生跳變，衛(wèi)星信號異常時波及范圍很廣。

為將電流差動保護(hù)原理應(yīng)用到配電網(wǎng)中，以解決含高滲透率DG配電網(wǎng)的保護(hù)問題，文獻(xiàn)[11-12]依據(jù)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點提出了基于故障時刻的數(shù)據(jù)同步方案、故障時刻檢測方法及誤差分析，為實現(xiàn)配電網(wǎng)電流差動保護(hù)進(jìn)行了有益的探索。

與配電網(wǎng)線路相比，輸電線路的空間跨度大，故障信號傳播過程明顯，若想在輸電網(wǎng)中借鑒基于故障時刻的同步方案，其誤差、可行性及應(yīng)用條件等尚需進(jìn)一步地討論和驗證。文獻(xiàn)[13-14]對超高壓輸電線路不同故障時刻的提取方法及精度等進(jìn)行了研究與分析，為提高此種同步方案的可靠性提供了有力保障。

為使輸電線路電流差動保護(hù)擺脫對同步時鐘的依賴，增強其對通道路由波動的適應(yīng)能力，提高保護(hù)的實用性和可靠性，本文將故障數(shù)據(jù)自同步方案應(yīng)用到輸電線路電流差動保護(hù)之中，并對其可行性、誤差來源和應(yīng)用條件等進(jìn)行了詳細(xì)地分析與論證。故障錄波數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果均證明了所提方案的可行性，能夠為輸電線路電流差動保護(hù)提供一種新的實現(xiàn)方式。

圖3 自同步原理

圖8 仿真模型示意圖

結(jié)論

為擺脫電流差動保護(hù)對同步時鐘的依賴，克服通道路由波動等因素的影響，提高保護(hù)的獨立性和可靠性，本文提出了輸電線路自同步電流差動保護(hù)方案，并對其可行性進(jìn)行了理論分析和仿真驗證。所得結(jié)論如下：

1）本文方案的誤差主要來自故障信號傳播過程帶來的誤差、采樣點近似故障時刻帶來的誤差以及故障時刻檢測算法帶來的誤差，且由此產(chǎn)生的誤差在允許范圍內(nèi)。

2）實際應(yīng)用時，為充分發(fā)揮本文方案的優(yōu)勢，降低同步誤差，建議使用較高的采樣頻率。

3）在選擇故障時刻檢測算法時要考慮算法窗口與精度的關(guān)系，同時還要考慮與差動判據(jù)類型（相量差動、瞬時值差動等）的協(xié)調(diào)和配合，以保證自同步差動方案的工程實現(xiàn)。

4）實際應(yīng)用時，還應(yīng)注意分布電容、互感器飽和、串并聯(lián)補償元件等的影響，必要時可增加相應(yīng)的補償算法。