220 kV電網(wǎng)旁路代路縱聯(lián)保護(hù)通道切換問題的研究

莫健記

摘? ?要：電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和更新使得電壓等級和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)得到有效的優(yōu)化，從而為全國聯(lián)網(wǎng)工程目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)提供可能性。保護(hù)線路內(nèi)部故障的有效切除能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性和輸送效率產(chǎn)生直接的影響，縱聯(lián)保護(hù)的形式能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定性提供保障。文章從旁路代路保護(hù)通道切換方案入手，對光纖縱聯(lián)保護(hù)旁路代切換回路和實(shí)際應(yīng)用中光纖縱聯(lián)差動保護(hù)的注意事項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)的闡述。此次研究的目的是明確旁路代路縱聯(lián)保護(hù)通道切換在220 kV電網(wǎng)中的重要性。

關(guān)鍵詞：220 kV電網(wǎng);旁路代路;縱聯(lián)保護(hù)通道;通道切換

人們對用電安全需求顯著的提升對電網(wǎng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行提出全新的要求，因此，需要對220 kV電網(wǎng)旁路代路縱聯(lián)保護(hù)通道切換問題進(jìn)行有效的研究，使系統(tǒng)內(nèi)的故障被及時地切除，并為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。此次研究對豐富220 kV電網(wǎng)旁路代路縱聯(lián)保護(hù)通道切換問題方面的知識具有理論性意義。本研究從以下方面對其進(jìn)行詳細(xì)的探討。

1? ? 旁路代路保護(hù)通道切換方案

在電網(wǎng)形成的初期，旁路和線路繼電保護(hù)的配置缺乏完善性，在功能上，只對距離、零序和過流進(jìn)行保護(hù)。另外，旁路開關(guān)和代路開關(guān)無法同時運(yùn)行，從而使全線速動以及快速切除故障的有效實(shí)現(xiàn)受到嚴(yán)重的阻礙。當(dāng)下，電網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展對電網(wǎng)穩(wěn)定性和繼電保護(hù)提出全新的要求。因此，對線路縱聯(lián)保護(hù)進(jìn)行必要的研究具有重要的意義，尤其是高頻保護(hù)的研究。旁路開關(guān)代路時，切換高頻通道有兩種方案，即切換收發(fā)信機(jī)和切換高頻電纜。

1.1? 切換收發(fā)信機(jī)

在不為旁路保護(hù)屏裝設(shè)收發(fā)信機(jī)而與線路保護(hù)屏共用的情形之中使用切換收發(fā)信機(jī)，即收發(fā)信機(jī)不存在于旁路保護(hù)屏之內(nèi)，當(dāng)需要進(jìn)行收信和發(fā)信操作時，線路保護(hù)屏內(nèi)的收發(fā)信機(jī)經(jīng)過有效的切換，能夠在旁路保護(hù)中得到有效使用。

1.2? 切換高頻電纜

切換通道和切換收發(fā)信機(jī)完全不同，在切換通道之中，旁路收發(fā)信機(jī)存在于旁路保護(hù)屏之中，能夠?yàn)榕月奉l率切換提供保護(hù)。

這兩種方案的優(yōu)勢都比較明顯，但同時也存在一定的缺點(diǎn)，切換高頻電纜產(chǎn)生的干擾問題不會出現(xiàn)在切換收發(fā)信機(jī)之中，但會被線路收發(fā)信機(jī)限制，從而使保護(hù)屏接線和檢驗(yàn)線路的工作頻率都得到顯著的增加。切換高頻電纜方案的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在運(yùn)行設(shè)備和停運(yùn)設(shè)備之間的獨(dú)立運(yùn)行方面，從而為線路連接和保護(hù)檢驗(yàn)工作的便利性提供保障。切換高頻電纜是旁路代路通道切換中常用方案的一種。

2? ? 通道切換原理

FOX-41A裝置原理及構(gòu)成：FOX-41A裝置的硬件主要包括主CPU、系統(tǒng)通信控制（System Control&Communication，SCC）、開關(guān)命令輸入、命令輸出回路、光電變換接口和人機(jī)界面、通信打印接口。

開關(guān)命令輸入的作用主要為：利用光耦隔離將外部的保護(hù)輸入命令信號轉(zhuǎn)變成內(nèi)部的邏輯控制電位，進(jìn)而使其轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信號，之后通過數(shù)字通道，將其有效地發(fā)送到對側(cè)。命令輸出回路能夠?qū)π盘栠M(jìn)行接收，并且將接收到的命令信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變，從而使其轉(zhuǎn)變成開關(guān)量信號之后有效輸出。主CPU，SCC串聯(lián)通信控制器、外圍芯片電路能夠?qū)γ畹陌l(fā)送和接收進(jìn)行處理。光電變換接口能夠使光纖傳輸信號和電信號之間進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換。

開關(guān)量狀態(tài)作為裝置連續(xù)查詢I/O口命令的輸入部分，SCC能夠?qū)ζ錉顟B(tài)信息進(jìn)行有效傳輸，將其有效的傳輸?shù)骄幋a電路之中，從而形成有效的數(shù)據(jù)碼流。該數(shù)據(jù)碼流通過電/光變換之后，利用光纖發(fā)送通道將其有效地傳輸?shù)綄?cè)。與此同時，裝置能夠?qū)饫w接收通道上的數(shù)據(jù)碼流進(jìn)行有效接收，并利用光/電變換使有效解碼得以實(shí)現(xiàn)。之后，利用SCC將其有效傳輸?shù)街鰿PU之中，主CPU對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后，將相對應(yīng)的開關(guān)量命令進(jìn)行有效的輸出。

3? ? 光纖縱聯(lián)保護(hù)旁路代切換回路

3.1? 收發(fā)信切換回路

為了使電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行得到保障，同時使電網(wǎng)系統(tǒng)的保護(hù)和改造的便利性得到保障，通常將多樣化的策略應(yīng)用到線路保護(hù)之中，從而使線路保護(hù)和旁路保護(hù)在型號以及硬件配置方面的有效區(qū)分得到保證。例如：就信號傳輸方式而言，線路保護(hù)中的旁路代收發(fā)信回路與旁路保護(hù)裝置之間具有顯著的一致性，即前者采用單相式設(shè)計(jì)的方式，后者方式與前者相同。

3.2? 光纖接口裝置電源切換回路

光纖接口裝置存在于光纖信道之中，光纖縱聯(lián)保護(hù)型電源是光纖接口裝置中的主要工作電源[1]。當(dāng)旁路保護(hù)取代線路保護(hù)的現(xiàn)象出現(xiàn)時，應(yīng)該采取切換線路保護(hù)電源的方式，使旁路保護(hù)因檢修等原因產(chǎn)生停運(yùn)的現(xiàn)象被有效杜絕。

3.3? 信道監(jiān)視信號切換回路

斷路器檢修并切斷間隔測控信號電源的情況出現(xiàn)在旁路保護(hù)代線路運(yùn)行狀態(tài)，會導(dǎo)致測控信號無法及時、正確地傳遞到監(jiān)控系統(tǒng)之中，進(jìn)而使光纖接口裝置和信道等具體的運(yùn)行情況無法被充分掌握，其為220 kV光纖縱聯(lián)保護(hù)旁路代切換回路方面的設(shè)計(jì)規(guī)定，缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在旁路保護(hù)代路運(yùn)行情況無法全面、充分地體現(xiàn)。為了使該問題得到有效解決，可以在光纖接口裝置和信道監(jiān)視信號位置處設(shè)置旁路間隔[2]。

4? ? 實(shí)際應(yīng)用中光纖縱聯(lián)差動保護(hù)的注意事項(xiàng)

4.1? 保護(hù)之間的連接問題

與常規(guī)保護(hù)進(jìn)行對比可知，光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)裝置與通信設(shè)備進(jìn)行連接時，具有一定的特殊性，主要在傳輸內(nèi)容性質(zhì)和連接方式等方面進(jìn)行體現(xiàn)。用0和1表示的命令開關(guān)量通常在常規(guī)保護(hù)中進(jìn)行傳輸，具體指的是允許信號和直跳信號，但是在光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)裝置之中，同時能夠?qū)﹂_關(guān)量和數(shù)字量進(jìn)行傳輸。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算和比較等操作之后，對繼電器的輸出進(jìn)行控制，就連接方式而言，光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)主要有兩種：直接相連方式和復(fù)用方式[3]。

4.2? CT飽和問題和CT斷線的判別

CT飽和問題與差動保護(hù)設(shè)計(jì)之間具有密切的連接，在220 kV系統(tǒng)中，正常運(yùn)行時，如果線路兩端的CT運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)差異性，會使保護(hù)裝置采集到不平衡狀態(tài)下產(chǎn)生的差流，甚至導(dǎo)致保護(hù)誤動現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而使解決故障的難度顯著地提升。為了使CT飽和問題得到有效的解決和應(yīng)對，需要對各個廠家的實(shí)際情況進(jìn)行掌握，并對其采取針對性的策略。在保護(hù)電流縱差中進(jìn)行CT斷線的判別具有重要意義，差錯出現(xiàn)在實(shí)際操作之中，會為保護(hù)誤動情況的出現(xiàn)提供可能性，為了對縱差進(jìn)行有效的保護(hù)，可以將不同繞組、交換線路零序電壓等方式引入其中[4]。

4.3? 電容電流補(bǔ)償問題

從當(dāng)下電力行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r中可知，光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)應(yīng)用的范圍比較廣泛，但需要將電流電容補(bǔ)償問題考慮其中，使保護(hù)內(nèi)設(shè)定的電流值能夠在線路電容補(bǔ)償中充分發(fā)揮作用，并且需要對開入量進(jìn)行有效的設(shè)定，使其能夠控制電容定值的切換。

5? ? 結(jié)語

通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新和完善會使高壓電網(wǎng)中繼電保護(hù)的通道類型更加多樣化，但是220 kV光纖縱聯(lián)保護(hù)中旁路保護(hù)代線保護(hù)的相關(guān)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)比較欠缺，因此，需要對其進(jìn)行充分研究和探討，為電力行業(yè)的健康發(fā)展提供保障和基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]陳基順.220 kV電網(wǎng)旁路代路縱聯(lián)保護(hù)通道切換問題的工程分析與處理[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016（30）：136-137.

[2]周衛(wèi)，李秋霞.220 kV線路縱聯(lián)距離保護(hù)誤動事故分析[J].廣西電力，2012（3）：54-57.

[3]高峰，韋良.220 kV線路由旁路開關(guān)代出線開關(guān)時高頻距離保護(hù)分析[J].山東電力技術(shù)，2011（1）：44-46.

[4]曾子縣. 220 kV光纖縱聯(lián)保護(hù)中旁路保護(hù)代線路保護(hù)的若干問題[J].廣東電力，2011（8）：44-46.

Research on switching problem of bypass longitudinal

protection channel in 220 kV power grid

Mo Jianji

（Zhanjiang Power Supply Bureau， Guangdong Grid Co.， Ltd.， Zhanjiang 524000， China）

Abstract：With the continuous development and renewal of power grid technology， the voltage grade and power grid structure can be effectively optimized， thus providing the possibility for the effective realization of the national network engineering goal. The effective removal of the internal fault of the protection line can directly affect the stability and transmission efficiency of the parallel operation of the power system， and the stability of the power system can be guaranteed by the form of longitudinal protection. Starting with the switching scheme of the bypass protection channel， this paper expounds in detail the matters needing attention in the optical fiber longitudinal protection and the optical fiber longitudinal differential protection. The aim of this study was to identify the bypass route of the importance of protection channel switching in 220 kV power grid.

Key words：220 kV power grid; bypass alternative road; longitudinal protection channel; channel switching