48 1996年9月 电力系统自动化 第20卷第9期 A utomation of Electric Power System s 设某一编号信息在a时刻由同步端发出，它于血2时刻 同步端 到达参考端并于血时刻自参考端返回，最后于1时刻到达 同步端。血2和血将由参考端在下一个信息里发送到同步端。 由图3和前面所设参数可知以下两式成立： 参考端 m2=ts1-△t+ta (23 14=m3+△t+u 图3时钟校正法 Fig 3 Clock tie correction method 解此二元一次方程组，得a和△r的算式如下： td=1s4-1s1)(n i2) △r=M+）-(haa+a 2 在同步端计算出△1后，可按照△1的一定比例对同步端时钟进行校正直到△1变为零，此时两 端时钟进入同步运行状态。从△1的表达式可以看出，△1的计算并未涉及a,因此，当两端同步后， 传输时延的变化将不会影响△：的大小。同时由于两端时钟是由高稳晶振控制的，同步后即使在通 信中断的情况下亦能维持较长时间的同步运行。结合采用自适应调整技术，可保证开始时两端时 钟的快速同步，而正常运行时使同步更稳定和更精确。两端时钟同步后，采样便可同步进行。计 算出的：则可用于对通道时延进行监视。 该方法采用时钟校正技术实现两端的同步采样，与前面两种方法相比，其可靠性受通道影响 最小。该方法己在ABB公司生产的REL561型差动保护中得到应用，效果良好。 以上三种同步方法虽各有特点，但有一点是相同的，都假定两个方向传输时延相等。这对于 某些具有弹性负载的复用通信系统而言可能会引起误差，这些通信路线的改变会导致通道传输时 延有大到10ms的变化。 3基于参考向量的同步方法 为使同步问题完全摆脱通道的束缚，有人提出了利用参考向量实现同步的方法。现介绍其中 的一种双向量比较法。 该法利用线路模型计算出代表同一量的两个向量，然后 利用这两个向量的相位差实现采样同步。图4为某一线路的 4>Z1=R1+灿1 正序分量Π型等值模型。其中，V小1和y,、11'分别是线 VT 路两端的正序电流和电压向量，R1、L1、C1为线路正序参数。 =h-j02 z'=11'+jω 2 图4基于参考向量的同步法 Fig 4 Synchron ized simpling Viu)'=V1- Z111-j02Y1 based on reference phasor 式中、五均为线路正序电流，但由线路两端分别算出；V14,'为以A端参考相为基准计算出的 B端电压V,。 红和'虽然在物理上代表同一电流量，但由于计算时具有不同的参考相，故两者之间存在相 位差。该相位差的大小正好反映了两端参考相之间的相位差，由此可给出两端采样时钟在时间上 的差异：对此差异进行补偿就能解决两端数据采样的同步问题。这是基于电流量的同步方法。 同理，我们可以比较A瑞算出的V14,'和B端直接测量得到的V,',它们之间的相位差同样代 表了两端参考相之间的相位差。由此可得到基于电压量的同步方法。 需要指出，该法具体应用时，线路两端应首先选用适当的算法将参加比较的电流或电压向量 在故障前估计出来，然后传到对侧与本地向量进行比较，因此这种同步方法的准确性将取决于线 路模型的准确性和向量估计的精度，同时还要考虑各种误差因素的影响，如CT、PT、线路参数、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net图3 时钟校正法 Fig. 3 Clock time correction method 同步端 参考端 tm ts4 tm3 tm2 ts td td t 设某一编号信息在 ts1时刻由同步端发出, 它于 tm 2时刻 s1 到达参考端并于 tm 3时刻自参考端返回, 最后于 ts4时刻到达 同步端。tm 2和 tm 3将由参考端在下一个信息里发送到同步端。 由图 3 和前面所设参数可知以下两式成立: tm 2 = ts1 - ∃ t + td ts4 = tm 3 + ∃ t + td 解此二元一次方程组, 得 td 和 ∃ t 的算式如下: td = (ts4 - ts1) - (tm 3 - tm 2) 2 , ∃t = (ts4 + ts1) - (tm 3 + tm 2) 2 在同步端计算出 ∃ t 后, 可按照 ∃ t 的一定比例对同步端时钟进行校正直到 ∃ t 变为零, 此时两 端时钟进入同步运行状态。从 ∃ t 的表达式可以看出, ∃t 的计算并未涉及 td, 因此, 当两端同步后, 传输时延的变化将不会影响 ∃ t 的大小。同时由于两端时钟是由高稳晶振控制的, 同步后即使在通 信中断的情况下亦能维持较长时间的同步运行。结合采用自适应调整技术, 可保证开始时两端时 钟的快速同步, 而正常运行时使同步更稳定和更精确。两端时钟同步后, 采样便可同步进行。计 算出的 td 则可用于对通道时延进行监视。 该方法采用时钟校正技术实现两端的同步采样, 与前面两种方法相比, 其可靠性受通道影响 最小。该方法已在ABB 公司生产的REL 561 型差动保护中得到应用, 效果良好。 以上三种同步方法虽各有特点, 但有一点是相同的, 都假定两个方向传输时延相等。这对于 某些具有弹性负载的复用通信系统而言可能会引起误差, 这些通信路线的改变会导致通道传输时 延有大到 10 m s 的变化[4 ]。 3 基于参考向量的同步方法 为使同步问题完全摆脱通道的束缚, 有人提出了利用参考向量实现同步的方法。现介绍其中 的一种双向量比较法[5 ]。 · · 图4 基于参考向量的同步法 Fig. 4 Synchron ized sampling based on reference phasor ′ ′ V ′1 C1 2 C1 2 V1 o B I1 I1 IL Z1 = R1+ jΞL 1 IL A o 该法利用线路模型计算出代表同一量的两个向量, 然后 利用这两个向量的相位差实现采样同步。图 4 为某一线路的 正序分量 П型等值模型。其中, V 1、I 1 和V 1′、I 1′分别是线 路两端的正序电流和电压向量, R 1、L 1、C1 为线路正序参数。 IL = I 1 - jΞ C1 2 V 1 IL ′= I 1′+ jΞ C1 2 V 1′ V 1 (A )′= V 1 - Z 1 I 1 - jΞ C1 2 V 1 式中 IL、IL ′均为线路正序电流, 但由线路两端分别算出; V 1 (A )′为以A 端参考相为基准计算出的 B 端电压V 1′。 IL 和 IL ′虽然在物理上代表同一电流量, 但由于计算时具有不同的参考相, 故两者之间存在相 位差。该相位差的大小正好反映了两端参考相之间的相位差, 由此可给出两端采样时钟在时间上 的差异; 对此差异进行补偿就能解决两端数据采样的同步问题。这是基于电流量的同步方法。 同理, 我们可以比较A 端算出的V 1 (A )′和B 端直接测量得到的V 1′, 它们之间的相位差同样代 表了两端参考相之间的相位差。由此可得到基于电压量的同步方法。 需要指出, 该法具体应用时, 线路两端应首先选用适当的算法将参加比较的电流或电压向量 在故障前估计出来, 然后传到对侧与本地向量进行比较, 因此这种同步方法的准确性将取决于线 路模型的准确性和向量估计的精度, 同时还要考虑各种误差因素的影响, 如CT、PT、线路参数、 48 1996 年 9 月 电 力 系 统 自 动 化 A utom ation of Electric Pow er System s 第 20 卷 第 9 期