載波保護通道自動檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)

賀　菲　寇紅宇　譚　凱　王　飛

（1. 湖北省電力公司宜昌供電公司，湖北 宜昌　443000；2. 東方電子股份有限公司，山東 煙臺　264000）

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載波保護通道自動檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)

賀菲1寇紅宇1譚凱2王飛2

（1. 湖北省電力公司宜昌供電公司，湖北 宜昌443000；2. 東方電子股份有限公司，山東 煙臺264000）

摘要載波保護通道每天需要交換信號進行通道測試。早期依靠變電站值班員人工檢測，變電站無人值守后，無法進行人工檢測?，F(xiàn)在大多用遙控檢測，但遙控檢測實施困難，且可靠性和安全性較差。本文結(jié)合地區(qū)電網(wǎng)載波保護通道自動檢測系統(tǒng)的建設，提出了基于載波保護通道自動檢測裝置和載波保護通道異常智能識別的載波保護通道自動檢測實現(xiàn)方法，證明了載波保護通道自動檢測系統(tǒng)在電網(wǎng)運行監(jiān)控方面良好的應用前景。

關(guān)鍵詞：高頻保護；載波保護通道；自動檢測；智能識別

在電力系統(tǒng)高壓輸電線路的各種原理保護中，高頻保護能快速反應各種類型的故障，以最短的延時作用于斷路器跳閘，使系統(tǒng)受到的沖擊最小，與零序和距離保護相比具有全線速動的特點，因此在電網(wǎng)繼電保護中占有極其重要的地位。然而高頻保護的載波保護通道經(jīng)常出現(xiàn)異常情況，導致高頻保護退出運行。

早期變電站值班員用人工檢測的方法來測試通道。變電站無人值班后，人工檢測變得困難，而遠方遙控檢測不僅實施復雜，而且效率低、可靠性弱、安全性差。因此國家電網(wǎng)要求“對于變電站無人值守后閉鎖式載波保護的通道測試，最終方案是通過技術(shù)改造實施自動通道測試”。

本文提出了一種基于載波保護通道自動檢測裝置和載波保護通道異常智能識別的自動通道測試方法。同時，結(jié)合某地區(qū)載波保護通道自動檢測系統(tǒng)的建設及示范應用，進一步介紹其研究成果。

1　系統(tǒng)總體設計

載波保護通道自動檢測系統(tǒng)的總體設計如圖1所示。

變電站側(cè)安裝自動檢測裝置，用于載波保護通道的自動檢測；檢測信息接入變電站通訊管理機，發(fā)送給調(diào)度主站；調(diào)度主站接受檢測信息后，由通道異常智能識別系統(tǒng)分析檢測結(jié)果，提示通道異常信息。

圖1　系統(tǒng)總體設計

2　載波保護通道自動檢測裝置的設計

一些高頻保護裝置具備定時起訊功能，但“收發(fā)信機動作”和“收發(fā)信機告警”等遠方遙信多是自保持，無法實現(xiàn)自動檢測，且定型產(chǎn)品不宜更改，因此需開發(fā)載波保護通道自動檢測裝置。

2.1裝置動作邏輯

如圖2所示，裝置采用高精度時鐘，每天定時（可整定）發(fā)出一個200ms的脈沖用于閉鎖式高頻載波保護的自動起訊。信號的復歸采用“自動復歸”或者“定時復歸”兩種方式。自動復歸需接入收發(fā)信機的收信接點（“自動復歸1”、“自動復歸2”分別對應有源和無源接點）。當裝置收到收信信號再停止收信后，經(jīng)15s延時發(fā)出一個200ms的脈沖用于收發(fā)信機動作信號的復歸。當自動復歸因收信接點等問題不能接入時，可采用裝置自帶的定時復歸功能。若整定加用，裝置可在定時起訊前后10min、30min分別對收發(fā)信機進行一次復歸，避免因起訊前信號繼電器保持而不能有效進行通道檢測。

圖2　裝置邏輯框圖

優(yōu)先選擇自動復歸。自動復歸可及時發(fā)現(xiàn)收發(fā)信機頻繁起訊、長時間起訊、收信繼電器長期動作等問題，而定時復歸解決不了這些問題。

2.2裝置設置

地區(qū)電網(wǎng)全網(wǎng)都采用通道自動檢測，需綜合考慮起訊時間設置。首先兩側(cè)收發(fā)信機不能同時檢測，其次要方便監(jiān)控人員查看，同時要便于維護人員設置（不需下定值）。綜上考慮，全網(wǎng)自動檢測應集中在較短時間內(nèi)完成，線路兩側(cè)起訊時間應錯開，線路雙編號在前的變電站先檢測，在后的變電站后檢測。一種典型的設置如下。

先檢測的整定在上午10∶00，后檢測的整定在上午10∶20，旁路可統(tǒng)一整定在10∶40。錯開20min是考慮時鐘誤差，而且確保不具備自動復歸條件時，能通過裝置的定時復歸功能完成自動檢測流程。

定時復歸功能配合完成線路兩側(cè)載波通道自動檢測流程如圖3所示，在M側(cè)起訊前10min，兩側(cè)收發(fā)信機要完成清零復歸（F/0），在M側(cè)起訊后10min，兩側(cè)收發(fā)信機要復歸一次（F/MQ），為N側(cè)自動檢測做好準備，N側(cè)起訊后10min，兩側(cè)收發(fā)信機要再復歸一次（F/NQ），為收發(fā)信機的再次發(fā)訊做好準備。

圖3　定時復歸完成自動檢測流程

圖3中，MQ、NQ為兩側(cè)起訊脈沖，F(xiàn)/0為起訊前清零復歸脈沖，F(xiàn)/MQ為M側(cè)起訊后的復歸脈沖，F(xiàn)/NQ為N側(cè)起訊后的復歸脈沖。

3　通道異常智能識別設計

通道異常智能識別系統(tǒng)分析變電站側(cè)上報的載波保護通道自檢結(jié)果，檢出異常通道，方便監(jiān)控人員查看。

3.1通道識別結(jié)果

高頻通道信號識別結(jié)果分為通道正常、通道異常和通道拒動3類。

通道正常、通道異常、通道拒動3類結(jié)果判據(jù)設定條件如下。

1）通道正常

通道正常時有以下信號：“收發(fā)信機裝置動作/恢復”、“保護收訊動作/恢復”。由于保護裝置和收發(fā)信機類型不同，可能發(fā)一種，也可能發(fā)兩種。一種信號只有動作、恢復各1次才算正常。僅有動作信號不能作為通道正常的判據(jù)，因為可能現(xiàn)場收發(fā)信機有動作和異常信號，動作信號上送主站，異常信號丟失主站未收到，這種情況下如果只判動作，不判動作恢復，將會誤判通道正常。

2）通道異常

通道異常信號大致有以下幾類：“收發(fā)信機異常”、“保護裝置閉鎖/異常/直流消失”、“保護縱聯(lián)通道告警”、“3DB告警”、“保護通道故障”等，信號描述不一，視收發(fā)信機裝置和保護裝置類型不同而不同?！巴ǖ喇惓！迸袚?jù)設定需要滿足只要有異常信號上送均判定為通道異常，與是否收到收發(fā)信機動作信號與否無關(guān)。因為有可能現(xiàn)場收發(fā)信機有動作和異常信號，動作信號因各種原因未上送主站，異常信號主站收到，異常信號自動復歸并且不能保持，這種情況下沒有收發(fā)信機動作信號，卻有收發(fā)信機異常動作并且恢復的信號。

3）通道拒動

監(jiān)視現(xiàn)場安裝的載波保護通道自動檢測裝置的動作情況。如上文所述，現(xiàn)場安裝的定時檢測規(guī)則可設定如下：線路首段開關(guān)通道測試時間設為上午10∶10，末段站側(cè)開關(guān)通道測試時間設為上午10∶20，旁路開關(guān)通道測試設為上午10∶40。定時檢測時間段內(nèi)收不到載波保護通道自動檢測裝置的收發(fā)信機裝置動作信息，判為通道故障拒動。

3.2功能界面設計

總界面如圖4所示，設計三個功能頁面，分為“載波自測裝置數(shù)據(jù)采集”、“載波自測數(shù)據(jù)分析”、“載波自測結(jié)果顯示”，默認頁面為載波自測裝置數(shù)據(jù)采集界面。

數(shù)據(jù)采集功能界面如圖5所示，“界面1”為廠站選擇，可勾選指定的單個、多個或全部裝有載波自測裝置的變電站?！敖缑?”為關(guān)鍵字檢索界面，用戶可輸入間隔名稱或開關(guān)編號搜索需的載波自測裝置的數(shù)據(jù)信息?！敖缑?”為時間檢索界面，用戶可根據(jù)時間段配合“界面1”、“界面1”內(nèi)容檢索指定時間段內(nèi)載波自測裝置的數(shù)據(jù)信息。

圖5中，“界面4”依功能界面變化而變化。當選擇“載波自測裝置數(shù)據(jù)采集”功能時，顯示為滿足“界面1”、“界面2”、“界面3”條件的檢索歷史事項（包括報文信息和事件順序記錄SOE信息）。

圖4　總界面

圖5　數(shù)據(jù)采集

當選擇為“載波自測數(shù)據(jù)分析”功能時，如圖6所示?！敖缑?”顯示滿足“界面1”、“界面2”、“界面3”條件的載波自測裝置的數(shù)據(jù)分析，包括：收發(fā)信機動作動作次數(shù)、收發(fā)信機動作恢復次數(shù)、收發(fā)信機異常動作次數(shù)、收發(fā)信機異?；謴痛螖?shù)、收發(fā)信機保護起動動作次數(shù)、載波通道自測裝置動作次數(shù)、收發(fā)信機自測動作正確率=（收發(fā)信機動作動作次數(shù)-收發(fā)信機保護起動動作次數(shù)）/收發(fā)信機動作動作次數(shù)。

圖6　數(shù)據(jù)分析

當選擇“載波自測結(jié)果顯示”功能時，如圖7所示?！敖缑?”將分欄（正常、異常）顯示滿足“界面1”、“界面2”、“界面3”條件的載波自測裝置的測試結(jié)果。

圖7　通道狀態(tài)

3.3系統(tǒng)應用

監(jiān)控人員在調(diào)度主站應每天上午11∶00定時檢查所有閉鎖式高頻載波保護通道的自檢情況，并可按變電站、按間隔等檢查裝置自檢結(jié)果。通道異常、拒動時，要分析保護是否按時起訊（例如10∶00 和10∶20各一次）、是否按時復歸（對應起訊后沒有復歸）、是否頻繁起訊、是否有告警信號（不管是否已復歸），并要做為缺陷上報及時處理。

4　結(jié)論

目前多數(shù)地區(qū)由監(jiān)控人員通過遠方起訊、遠方復歸檢測方式來檢測載波保護通道。比較而言，實現(xiàn)載波保護通道自動檢測后，工作效率提高了數(shù)倍，而且有效解決了收發(fā)信機頻繁起訊、長時間起訊、收信繼電器長期動作等不能及時發(fā)現(xiàn)的老大難問題，有很好的應用前景。

參考文獻

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賀菲（1977-），男，湖北宜昌人，本科，工程師，主要從事電力調(diào)度自動化相關(guān)研究。

Implementation of Automaitic Detection System for Carrier Protection Channel

He Fei1Kou Hongyu1Tan Kai2Wang Fei2
(1. Yichang Power Supply Bureau, Yichang, Hubei443000; 2. Dongfang Electronics, Yantai, Shandong264000)

Abstract Carrier protection channel is required to carry out the channel test every day. The test relies on manual detection in the past, and manual detection cannot be carried out in unattended substations. Remote control may be an alnative, but it is very difficult to implement. In addtion, its reliability and safety is poor. Based on the construction of the carrier protection channel automatic detection system in a regional power network, this paper puts forward a carrier protection channel automatic detection method, which is based on the carrier protection channel automatic detection device and the carrier protection channel abnormality intelligent identification function. It is proved that the carrier protection channel automatic detection system can be widely used in power monitoring and control.

Keywords：high-frequency protection; carrier protection channel; automatic detection; intelligent identification

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