提升與電纜同通道架設的光纖線路保護可靠性分析

馬彥偉+茍小剛

摘 要：光纖通道已成為目前變電站保護及通訊的主要通道，本文在分析與電纜同通道架設的光纜受到外力破壞可能對線路保護造成嚴重后果的基礎上，分析和提出了幾種提升與電纜同通道架設的光纖線路保護可靠性的措施。

關鍵詞：光纖差動保護；光纖通道；保護可靠性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.198

1 引言

目前，隨著光纖通信的成熟，各電壓等級線路保護越來越多地采用了光纖差動保護作為主保護，因此光纜運行狀況的好壞直接決定了線路保護主保護的運行可靠性。根據國網公司反措規定，同一條220kV及以上電壓等級線路的兩套保護裝置在光纖通道上應滿足“雙設備、雙路由、雙電源”的要求[1]，但是敷設通道上則受限于市政建設資源及成本投入的限制，光纜基本都采取與主電纜和動力電纜同通道架設的方式，給光纜的安全運行埋下了較大的隱患，也導致了線路主保護客觀上存在較大的運行不穩定性。

2 案例分析

如圖1所示，A、B、C、D四站均為220kV變電站， AB、BC、CD三條220kV線路均配置光纖保護作為主保護，BC線路光纖與電纜同通道敷設。

某日，在BC線路上發生了電纜嚴重故障，電纜頭炸裂故障同時將同通道敷設的光纖燒斷，BC線路兩端保護2、3光纖主保護不能第一時間動作，同時由于BC線路距離較短，線路保護中距離一段保護未投入運行，只能靠2、3兩處線路保護的距離二段保護動作隔離故障的BC線路。

由于保護定值級差配合較難，1、4兩處保護距離二段時間定值跟2、3兩處保護一致，故障時刻1、4保護處故障電流也分別達到了距離二段定值，導致1、4兩處線路保護距離二段動作，跳開AB及CD線路，擴大了停電范圍。

從該案例可以看出，光纖主保護的意外退出是造成跳閘范圍擴大的直接原因，光纜在電纜故障時的運行不可靠是造成該情況的源頭。因此如何合理提升與電纜同通道架設的光纖線路保護可靠性具有很高的研究價值。

3 可行性措施分析

要提升與電纜同通道的光纖線路保護可靠性，一方面可以從減少保護用光纜外力破壞，提升光纜運行安全性角度考慮，另一方面可以從線路保護及其配套的光纖接口和切換裝置主動應對光纖通道異常所采取的措施方面進行思考。

3.1 光纜獨立通道敷設

為徹底防止一次高壓電纜或動力電纜故障可能給光纜造成的損壞，優先考慮在變電站外將保護用光纜與高壓電纜或動力電纜進行不同通道布置；在變電站內部，也必須將兩套線路保護的兩條光纜布放在不同的電纜溝內。

采取該方案的最大優點在于可以完全隔離光纜與高壓及動力電纜，最大限度保證光纜運行的獨立性和可靠性。缺點在于為光纜敷設獨立溝道成本太高，很少有地方采取該方案。

3.2 防火隔離措施分隔電纜與光纜

對于受條件限制，如果廠站外保護用光纜只能與高壓及動力電纜在同一電纜溝（隧道） 鋪設， 在設計時應充分考慮光纜和電纜之間的防火隔離措施， 提升光纜的阻燃和防火設計標準。 目前，由于沿光纜全線敷設防火槽盒成本太高，絕大多數地區是采用重點在高壓電纜各接頭附近對光纜安裝防火槽盒進行重點保護。該手段可以在較大程度上確保光纜運行的可靠性。

3.3 保護用光纖通道考慮可切換雙通道

對220kV及以上電壓等級重要線路，可考慮在光纖通道規劃時除主通道外，再額外考慮備用的迂回光纖通道。在兩套保護裝置中至少有一套裝置具備主、輔光纖通道自動相互切換功能，對于光纖差動保護應采用 2M 光纖切換裝置實現自動路由切換， 并確保切換過程中保護通道收、 發信延時相同，且該延時時間應能滿足保護裝置不報“光纖通道中斷”的毫秒級時間。

3.4 線路保護裝置可以考慮定值調整

當線路保護光纖通道異常時，可以從保護定值上做出調整：線路保護在正常運行中，一旦監測到保護光纖通道由正常轉到異常，兩側線路保護自動將保護定值中的距離二段及零序二段時限定值進行壓縮，壓縮后跟相鄰線路保護二段保護在時限上就形成了級差，可以在本線路上發生故障時減少故障切除時間，避免擴大停電范圍。

4 總結

電力光纖通道在目前是各級變電站保護及通訊的主要通道，其運行可靠性非常重要。為確保其運行可靠性，需要設計、基建、信通、運檢等各部門在工程建設前期方案審查、投產驗收等環節對設備配置、通信接入方案、通道建設 、光纜路徑等方面認真把關，嚴格執行各級反措規定，消除因光纖通道運行不穩定給電網安全穩定運行和可靠供電帶來的潛在隱患。

參考文獻：

[1]國家電網公司十八項電網重大反事故措施[M].中國電力出版社，2012（09）.

作者簡介：馬彥偉（1981-），男，碩士，高級工程師，主要從事變電二次設備檢修管理。endprint