继电保护属于保障电网安全方面的关键环节,它是最为有效的确保系统安全性、稳定性的一种方式。基于基尔霍夫原理的电流差动保护,由于其原理简单、动作时间短、可靠性高等优势而被大量的作为主保护应用于变压器、输电线路和母线等元件。目前的电流差动保护大都是基于传统的电磁式互感器,但是电磁式互感器的暂态测量性能由于电网发生故障时产生的衰减直流分量引起的磁饱和而不免有些降低。另外,用作差动保护判据的电流工频量的傅里叶全周或半周变换提取也使得保护的动作速度相对不够快。为了更好地适应现代智能电网的发展,使继电保护的速动性和可靠性性能更加优越,研究基于光学的新型差动保护已变得尤为重要。光学差动保护是利用光学电流互感器测量和光学保护装置实现差动保护的动作判据,是电力系统继电保护的新概念。本文以“基于光传感的继电保护新原理提升整组动作时间技术研究”项目为依托,围绕光学电流互感器的传感原理及光学差动保护的动作判据展开研究。通过对保护判据中积分时间窗口的整定分析,得到了较为合理的数据时间窗,兼顾了保护具有良好的选择性和速动性;通过对保护判据制动系数的整定分析,得到了制动系数的合适取值范围;分析了频率偏移对区外故障制动比的影响;通过Matlab/Simulink软件对两端电源输电线路建模仿真,对比分析了常规差动保护与光学差动保护区外故障时的制动比特性,以及不同过渡电阻下保护的灵敏性;最后提出双端光学差动保护的实现方案,在RTDS上搭建了一次系统实时仿真模型,并与二次保护设备相连接,建立了一个完整的闭环线路保护测试系统,对光学差动型线路保护原理样机进行功能测试。通过仿真和测试结果分析得出,光学差动原理保护在所模拟的各种动态情况下,动作速度均比常规差动保护快,且灵敏度较高、动作正确,区内故障下基本不会拒动,区外故障下没有出现误动的现象,验证了本文光学差动保护判据的准确性及该保护原理的优越性。