CPU模块3均采用微处理器控制，具体可W采用32位或者64的 处理器。
[0022] 上述结构的四端线路光纤差动保护装置工作原理：电源模块为各个模块提供所有 的工作电源。交流插件4采集交流电压电流信号传送至差动CPU模块1、零序CPU模块、距 离CPU模块3,=个CPU模块通过CAN总线接受和发送信息到通讯管理模块5,同时通讯管 理模块5通过内部数据总线方式显示信息到液晶显示模块9,同时也接受液晶显示模块9的 操作信息。光接口模块6单独连接到差动CPU模块1，接受对侧发送的信息同时发送本侧的 信息。差动CPU模块1、零序CPU模块、距离CPU模块3块根据逻辑判断控制信号模块7和 跳合闽模块8,给外部发送所需要的信息W及控制外部断路器的分合。
[0023] 上述结构的四端线路光纤差动保护装置使用时，分别安装在四端线路的各个端口 上，当线路区域内或区域外出现故障时，及时作出准确动作或不动作的判别，实现相间和接 地距离保护、带方向零序保护、=相一次重合闽带检同期功能、手合检同期和失灵保护等功 能。
[0024] 一种四端线路光纤差动保护方法，包括如下步骤： 1) 将四端线路光纤差动保护装置安装在四端线路的各个端口上，其中，第一端口 A的 保护装置分别与第二端口 B和第四端口 D的保护装置通讯连接，第二端口 B的保护装置与 第=端口 C的保护装置通讯连接；所述第=端口 C的保护装置与第四端口 D的保护装置也 可W进行通讯连接，形成备用通道，当工作中的其他某条通讯通道发生故障时，可W实现通 道自动切换（由控制字设置)，投入备用通道，使差动保护恢复工作； 2) 通信正常时，电流信息同时在两个方向上传输，一条传输链路是由第四端口（链头D 端）开始，且W第四端口 D的电流为基准，第四端口 D的电流传送到第一端口 A后，第一端 口 A将本端口的电流和第四端口 D的电流同步后，发往第二端口 B ;第二端口 B将本端口的 电流和第四端口 D的电流同步后，然后将第四端口 D、第一端口 A和第二端口 B的数据一同 打包发往第=端口（链尾C端)，第=端口 C收到后，将本端口的电流与第四端口 D、第一端口 A和第二端口 B的电流同步，得到了四个端口的同步电流数据；另外一条传输链路过程基本 与上一条传输链路相同，传输方向由第=端口 C开始，经第一端口 A和第二端口 B中转，最 后在第四端口 D得到四个端口的同步电流数据；由上述通信过程可W看出，在链头/链尾C 端、D端可W分别得到一个基准同步的所有端的数据，而在第一端口 A和第二端口 B可W得 到2个基准同步的所有站的数据，实现所有站的信息共享； 3) 因为四端线路光纤差动保护比较的是线路各端的电流值，为了保证保护计算的正确 性，进行差动计算所需的线路各端的电流必须是同一时刻的电流值，由于线路各端保护装 置是独立进行采样的，不能保证采样的同步性，必须采取数据修正同步，数据传输时2个端 口（N端和M端）的延时采用W下公式：
其中，Tl为发送 端M的数据发送时刻，T2为接收端N的数据接收时刻，T3为接收端N数据再次发送时刻，T4 为发送端M数据接收时刻，数据发送端M和接收端N各自W相同的频率进行独自采样，他们 之间的相角差为0，T 4减去传输延时Td,计算得到接收端N的T3时刻在发送端M对应的 时刻t (i)，W及接收端N的电流数据对应的采样序号M (i)，将与序号对应的发送端M的电 流矢量旋转e，得到与接收端NT3时刻的同步电流矢量，对于接收端N的处理过程和发送端 M类似，数据经过修正后，就可W进行差动保护计算； 4)四端线路光纤差动保护装置根据差动保护计算结构执行相应的保护动作。
[0025] 差动保护的基本差动判据如下：
式中％为差动电流，为制动电流，巧，餐^为制动系数。
[0026] W四侧差动为例，如图6所示保护的动作特性为两折线。其中斜率适用于小电 流区域，CT特性工作在线性区，定值載:为差动保护的最小启动值，定值/^1:的选取可保证CT 运行在线性区，当制动电流大于时，认为CT逐渐进入非线性区。斜率坚^适用于大电流 域，CT特性接近或进入饱和，通过选择适合的斜率及,加大制动量W防止保护误动作。
[0027] 本实施例所述的四端线路光纤差动保护装置及方法，1、在原先=端线路光纤差动 的基础上只需要增加单台线路光纤差动保护W及专用光纤通道和设备就能实现；2、四端线 路光纤差动保护不仅仅适用于四端的线路光纤差动保护，也适用于=端或者两端线路的光 纤差动保护；3、采用创新的数据同步方式，保证四端线路四侧差动保护装置的可靠性。
[0028] 上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通 技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
【主权项】
1. 一种四端线路光纤差动保护装置，其特征在于：包括差动CPU模块、零序CPU模块、 距离CPU模块、交流插件、通信管理模块、光接口模块、信号模块、跳合闽插件、显示模块和 电源插件，其中，所述交流插件与差动CPU模块、零序CPU模块、距离CPU模块的信号输入端 相连，将采集到的电流电压信号分别发送给差动CPU模块、零序CPU模块、距离CPU模块；所 述信号模块、跳合闽插件分别与差动CPU模块、零序CPU模块、距离CPU模块的信号输出端 相连，所述通信管理模块分别与差动CPU模块、零序CPU模块、距离CPU模块相连，所述光接 口模块与差动CPU模块相连，显示模块与通信管理模块相连。2. 如权利要求1所述的一种四端线路光纤差动保护装置，其特征在于：所述差动CPU 模块、零序CPU模块、距离CPU模块均采用32位或64位处理器控制。3. 如权利要求1所述的一种四端线路光纤差动保护装置，其特征在于：所述显示模块 采用触摸屏。4. 如权利要求1所述的一种四端线路光纤差动保护装置，其特征在于：所述电源插件 为各个模块提供直流5V和直流24V工作电源。5. 如权利要求1所述的一种四端线路光纤差动保护装置的差动保护方法，其特征在 于：包括如下步骤： 1) 将上述结构的四端线路光纤差动保护装置安装在四端线路的各个端口上，其中，第 一端口的保护装置分别与第二端口和第四端口的保护装置通讯连接，第二端口的保护装置 与第Ξ端口的保护装置通讯连接； 2) 通信正常时，电流信息同时在两个方向上传输，一条传输链路是由第四端口开始，且 W第四端口的电流为基准，第四端口的电流传送到第一端口后，第一端口将本端口的电流 和第四端口的电流同步后，发往第二端口；第二端口将本端口的电流和第四端口的电流同 步后，然后将第四端口、第一端口和第二端口的数据一同打包发往第Ξ端口，第Ξ端口收到 后，将本端口的电流与第四端口、第一端口和第二端口的电流同步，得到了四个端口的同步 电流数据；另外一条传输链路过程基本与上一条传输链路相同，传输方向由第Ξ端口开始， 经第一端口和第二端口中转，最后在第四端口得到四个端口的同步电流数据； 3) 由于线路各端保护装置是独立进行采样的，不能保证采样的同步 性，必须采取数据修正同步，数据传输时2个端口的延时采用W下公式：，其中，T1为发送端的数据发送时刻，T2为接收端的数 据接收时刻，T3为接收端数据再次发送时刻，T4为发送端数据接收时刻，数据发送端和接 收端各自W相同的频率进行独自采样，他们之间的相角差为Θ，Τ4减去传输延时Td，计算 得到接收端的T3时刻在发送端对应的时刻t(i)，W及接收端的电流数据对应的采样序号 M(i)，将与序号对应的发送端的电流矢量旋转Θ，得到与接收端T3时刻的同步电流矢量， 对于接收端的处理过程和发送端类似，数据经过修正后，进行差动保护计算； 4) 四端线路光纤差动保护装置根据差动保护计算结果执行相应的保护动作。6. 如权利要求5所述的一种四端线路光纤差动保护装置的差动保护方法，其特征在 于：所述第Ξ端口的保护装置与第四端口的保护装置通讯连接，形成备用通道，当工作中的 其他某条通讯通道发生故障时，实现通道自动切换，投入备用通道，使差动保护恢复工作。
【专利摘要】本发明公开了一种四端线路光纤差动保护装置及方法，所述差动保护装置包括差动CPU模块、零序CPU模块、距离CPU模块、交流插件、通信管理模块、光接口模块、信号模块、跳合闸插件、显示模块和电源插件，交流插件采集交流电压电流信号传送至3个CUP模块，3个CUP模块接收和发送信息到通讯管理模块，光接口模块单独连接到差动CPU，接受对侧发送的信息同时发送本侧的信息。差动CPU模块、零序CPU模块、距离CPU模块根据逻辑判断控制信号模块和跳合闸模块，给外部发送所需要的信息以及控制外部断路器的分合。将上述四端线路光纤差动保护装置安装在四端线路的各个端口上，根据差动保护计算结果执行相应的保护动作。
【IPC分类】H02H7/22, H02J13/00, H02H7/26
【公开号】CN105406452
【申请号】CN201511028010
【发明人】金乃正, 杨才明, 朱玛, 沈水明, 傅三川, 俞小虎, 闫志坤
【申请人】国网浙江省电力公司绍兴供电公司, 国家电网公司, 国网浙江省电力公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月31日