淺析220KV線(xiàn)路保護(hù)通道配置

摘 要：本文通過(guò)對(duì)常規(guī)繼電保護(hù)通道方式的比較，對(duì)220kV線(xiàn)路保護(hù)通道配置原則進(jìn)行了調(diào)整，并根據(jù)新的配置原則對(duì)線(xiàn)路保護(hù)進(jìn)行了通道配置，通過(guò)理論計(jì)算分析論證配置的合理性和可行性。

關(guān)鍵詞：220kV 線(xiàn)路保護(hù) 通信組網(wǎng) 通道配置

中圖分類(lèi)號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

220kV線(xiàn)路通常采用縱聯(lián)保護(hù)，將被保護(hù)線(xiàn)路各端的保護(hù)裝置縱向連接起來(lái)，在系統(tǒng)故障時(shí)，每段保護(hù)裝置對(duì)各端送來(lái)的電氣量進(jìn)行比較，判斷故障發(fā)生在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外，以決定是否進(jìn)行保護(hù)。

1常規(guī)繼電保護(hù)通道方式

縱聯(lián)保護(hù)按照通道類(lèi)型分類(lèi)，主要有：載波通道、導(dǎo)引線(xiàn)通道、微波通道、光纖通道。

1.1載波通道

載波通道是利用電力線(xiàn)路、結(jié)合加工設(shè)備、收發(fā)信機(jī)構(gòu)成的一種有線(xiàn)通信通道，以載波通道構(gòu)成的線(xiàn)路縱聯(lián)保護(hù)也稱(chēng)為高頻保護(hù)。載波通道的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單快速、靈敏度高、安全性好。但由于載波通道存在以下缺點(diǎn)：①由于載波通道中傳輸?shù)母哳l信號(hào)為電信號(hào)，易受各種強(qiáng)電磁干擾而造成保護(hù)拒動(dòng)；②根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，高頻保護(hù)所用的收發(fā)信機(jī)故障率很高，直接影響保護(hù)的可靠性③由于沿海的大部分地區(qū)易受臺(tái)風(fēng)侵襲，載波通道所需要加裝的阻波器在臺(tái)風(fēng)中易擺動(dòng)造成線(xiàn)路跳閘，成為一個(gè)安全隱患。因此，載波通道已不是首選的保護(hù)通道方式。

1.2導(dǎo)引線(xiàn)通道

導(dǎo)引線(xiàn)通道就是用二次電纜將線(xiàn)路兩側(cè)保護(hù)的電流回路聯(lián)系起來(lái)，導(dǎo)引線(xiàn)中傳輸?shù)氖请娦盘?hào)。導(dǎo)引線(xiàn)通道需要鋪設(shè)電纜，其投資隨線(xiàn)路長(zhǎng)度而增加。在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，除了雷擊外，在接地故障時(shí)地中電流會(huì)引起地電位升高，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，對(duì)保護(hù)裝置和人身安全構(gòu)成威脅，也會(huì)造成保護(hù)不正確動(dòng)作。導(dǎo)引線(xiàn)直接傳輸交流電量，導(dǎo)引線(xiàn)的參數(shù)（電阻和分布電容）直接影響保護(hù)性能，從而在技術(shù)上也限制了導(dǎo)線(xiàn)保護(hù)用于較長(zhǎng)的線(xiàn)路。因此導(dǎo)引線(xiàn)通道方式通常不被采用。

1.3微波通道

微波通道為無(wú)線(xiàn)通信方式，采用頻率為2000MHz、6000-8000MHz，主要用于電力系統(tǒng)通信，由定向天線(xiàn)、連接電纜、收發(fā)信機(jī)組成。微波通道與輸電線(xiàn)沒(méi)有直接的聯(lián)系，輸電線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)不會(huì)對(duì)微波通信系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響，因而利用微波保護(hù)的方式不受限制。微波通信具有很寬的頻帶，線(xiàn)路故障時(shí)信號(hào)不會(huì)中斷，可以傳送交流電的波形。采用脈沖編碼調(diào)制（PCM）方式可以進(jìn)一步擴(kuò)大信息傳輸量，提高抗干擾能力，也更適合于數(shù)字保護(hù)。但是微波通道受天氣影響較大，且通道不穩(wěn)定。

1.4光纖通道

20世紀(jì)90年代末，光纖技術(shù)逐漸成熟。由于光纖通信技術(shù)有著其它通信方式無(wú)法比擬的穩(wěn)定、可靠、抗干擾強(qiáng)、信息量大、整定維護(hù)簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)，光纖通道逐漸成為首選的保護(hù)通道方式。通常有兩種光纖通道連接方式，一種為專(zhuān)用光纖方式，兩臺(tái)縱聯(lián)保護(hù)通過(guò)光纖直接相連。專(zhuān)用光纖方式，信號(hào)沒(méi)有經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，傳輸過(guò)程相對(duì)直接，但是浪費(fèi)纖芯資源，每條線(xiàn)路保護(hù)占用2根纖芯。另一種為復(fù)用方式，利用2Mbit/s或64kbit/s通道傳輸保護(hù)信號(hào)。最初，光纖保護(hù)采用64kbit/s同步通道，保護(hù)裝置按照64kbit/s速率編碼、同步數(shù)據(jù)鏈通信方式，和通信的接口采用64kbit/s正向碼速調(diào)整的同步接口方式，由PCM終端設(shè)備提供。這種保護(hù)方式中間環(huán)節(jié)過(guò)多，傳輸時(shí)延大，通道的故障概率增加。而采用2Mbit/s通道方式，能傳送的信息量大，不需要經(jīng)過(guò)PCM轉(zhuǎn)接，運(yùn)行可靠。通常做法為保護(hù)裝置（內(nèi)置光電轉(zhuǎn)換裝置）出2Mbit/s口通過(guò)同軸電纜與SDH設(shè)備相連，通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳送至對(duì)端（如下圖所示）。

2 220kV線(xiàn)路保護(hù)通道配置

2.1 220kV線(xiàn)路保護(hù)通道配置原則

根據(jù)綜合數(shù)據(jù)對(duì)比，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，1條20km的220kV線(xiàn)路架設(shè)OPGW的費(fèi)用和開(kāi)設(shè)高頻通道（結(jié)合加工設(shè)備）的費(fèi)用相當(dāng)。加上采用光纖通道的穩(wěn)定、可靠、抗干擾強(qiáng)、信息量大、整定維護(hù)簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)，采用專(zhuān)用纖芯的方式也無(wú)需開(kāi)設(shè)電路。因此對(duì)于220kV線(xiàn)路保護(hù)通道首選為專(zhuān)用纖芯的通道，配置原則如下：（1）兩套縱聯(lián)保護(hù)應(yīng)由兩個(gè)完全獨(dú)立的通道（含通道設(shè)備）傳送。（2）對(duì)有OPGW光纖通道的線(xiàn)路，縱聯(lián)保護(hù)通道應(yīng)采用OPGW光纖通道。（3）保護(hù)通道為光纖通道時(shí)可配置一套光纖允許式方向/距離保護(hù)、一套光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)或兩套光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)；無(wú)旁路切換要求時(shí)應(yīng)采用兩套光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)。（4）220kV線(xiàn)路兩套主保護(hù)通道在選用相一地耦合制的電力線(xiàn)高頻通道時(shí)，應(yīng)分別耦合在不同的相別上；配置兩套不同原理的高頻閉鎖式保護(hù)（專(zhuān)用收發(fā)信機(jī)）。（5）對(duì)有OPGW光纜的線(xiàn)路，每套保護(hù)直接使用不同的光纖芯或復(fù)用光纖通道；配置兩套光纖保護(hù)。（6）對(duì)有OPGW光纜且完全同桿并架雙回線(xiàn).每回線(xiàn)均配置兩套光纖保護(hù)，每套保護(hù)直接使用不同的光纖芯或復(fù)用光纖通道。（7）對(duì)有OPGW光纜且非同桿并架雙回線(xiàn)，在無(wú)OPGW光纜的線(xiàn)路上配置一套專(zhuān)用載波高頻閉鎖式保護(hù)或迂回OPGW通道的光纖保護(hù)以及一套直接使用光纖芯的分相電流差動(dòng)保護(hù)；在有OPGW光纜的線(xiàn)路上保護(hù)配置同（e）項(xiàng)。（8）對(duì)電纜或電纜架空線(xiàn)混合線(xiàn)路保護(hù)通道應(yīng)采用光纖通道，一套保護(hù)直接使用光纖芯，另一套保護(hù)復(fù)用光纖通道，復(fù)用光纖通道優(yōu)先采用迂回OPGW通道；配置兩套光纖保護(hù)。（9）對(duì)有ADSS光纜的線(xiàn)路，一套保護(hù)直接使用ADSS光纜，另一套選用相一地耦合制的電力線(xiàn)高頻通道。（10）保護(hù)通道不宜使用普通光纜通道和微波通道。（11）迂回光纖通道應(yīng)為220kVOPGW通道，傳輸延時(shí)應(yīng)不大于12ms，并應(yīng)滿(mǎn)足通道收發(fā)同時(shí)切換、路由、時(shí)延和往返一致的要求。

2.2 220kV線(xiàn)路保護(hù)通道配置原則

由于線(xiàn)路倒桿時(shí)光纖差動(dòng)保護(hù)總是能在通道中斷前動(dòng)作跳閘，以及兩套線(xiàn)路保護(hù)均采用專(zhuān)用光纖通道對(duì)突發(fā)情況（光纜斷線(xiàn)）的應(yīng)變能力太差。因此對(duì)保護(hù)通道配置原則進(jìn)行了調(diào)整，電網(wǎng)220kV線(xiàn)路保護(hù)通道配置原則如下：（1）本線(xiàn)有OPGW。第一套線(xiàn)路保護(hù)正常都采用復(fù)用本線(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)2M直達(dá)電路方式，第二套線(xiàn)路保護(hù)采用本線(xiàn)專(zhuān)用光纖芯。特殊緊急情況下（如光纜斷線(xiàn)），兩套主保護(hù)通道都中斷時(shí)，第一套線(xiàn)路保護(hù)可切換至2M應(yīng)急迂回通道。若通信規(guī)劃中本線(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)2M電路不通，則要求在兩側(cè)通信光端機(jī)上加光板供第一套線(xiàn)路保護(hù)復(fù)用本線(xiàn)2M電路，不采用單獨(dú)配置小型光端機(jī)方式。（2）本線(xiàn)無(wú)OPGW，但相鄰平行線(xiàn)路有OPGW。第一套線(xiàn)路保護(hù)正常都采用復(fù)用相鄰線(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)2M直達(dá)電路方式，第二套線(xiàn)路保護(hù)采用相鄰線(xiàn)專(zhuān)用光纖芯。特殊緊急情況下（如光纜斷線(xiàn)），兩套主保護(hù)通道都中斷時(shí)，第一套線(xiàn)路保護(hù)可切換至2M應(yīng)急迂回通道。（3）本線(xiàn)與相鄰平行線(xiàn)路均無(wú)OPGW。若具備可靠迂回通道時(shí)，則第一套保護(hù)采用高頻保護(hù)，第二套復(fù)用2M迂回。否則，兩套均采用高頻保護(hù)。（4）可靠迂回通道傳輸總延時(shí)不大于12ms，收發(fā)同一路由，220kV及以上電壓等級(jí)的OPGW。（5）緊急情況下使用的應(yīng)急迂回通道傳輸總延時(shí)不大于12ms，收發(fā)同一路由。（6）單臺(tái)光纖通道設(shè)備（如SDH光端機(jī)）復(fù)用數(shù)量按照國(guó)網(wǎng)典設(shè)原則上不超過(guò)8套。（7）保護(hù)若采用可靠迂回通道，則通信部門(mén)在工程投產(chǎn)前必須確定固定的迂回路由，并按照繼電保護(hù)光纖通道運(yùn)行管理辦法嚴(yán)格管理迂回路由的運(yùn)行和檢修工作。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)調(diào)整后，線(xiàn)路主備保護(hù)采用不同原理的通道方式，并組織應(yīng)急迂回通道。實(shí)現(xiàn)了性能互補(bǔ)，提高了線(xiàn)路保護(hù)的可靠性，但目前的配置原則存在以下問(wèn)題：

（1）電力通信組網(wǎng)主要是滿(mǎn)足調(diào)度自動(dòng)化、保護(hù)、生產(chǎn)管理等業(yè)務(wù)的需求，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)目前以環(huán)網(wǎng)為主。一次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以放射狀為主。通道配置原則中的“復(fù)用本線(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)2M直達(dá)電路方式”，將產(chǎn)生大量的放射狀電路，使通信網(wǎng)絡(luò)變得復(fù)雜。

（2）通道配置原則中的“收發(fā)同一路由”，就需要核實(shí)現(xiàn)有運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)倒換方式。若網(wǎng)絡(luò)配置為“二纖雙向復(fù)用段保護(hù)”或“四纖雙向復(fù)用段保護(hù)”則能滿(mǎn)足要求，否則就需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)行方式的調(diào)整和改變，對(duì)已運(yùn)行的其它業(yè)務(wù)影響較大。

（3）通信設(shè)備上大量的保護(hù)復(fù)用業(yè)務(wù)的承載，增加了通信運(yùn)行的壓力，通信設(shè)備的運(yùn)維都必須核實(shí)保護(hù)通道的情況。而通信設(shè)備的故障也將直接影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

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