220 kV電網旁路代路縱聯保護通道切換問題的研究

莫健記

摘? ?要：電網技術的不斷發展和更新使得電壓等級和電網結構得到有效的優化，從而為全國聯網工程目標的有效實現提供可能性。保護線路內部故障的有效切除能夠對電力系統并列運行的穩定性和輸送效率產生直接的影響，縱聯保護的形式能夠為電力系統的穩定性提供保障。文章從旁路代路保護通道切換方案入手，對光纖縱聯保護旁路代切換回路和實際應用中光纖縱聯差動保護的注意事項進行詳細的闡述。此次研究的目的是明確旁路代路縱聯保護通道切換在220 kV電網中的重要性。

關鍵詞：220 kV電網;旁路代路;縱聯保護通道;通道切換

人們對用電安全需求顯著的提升對電網穩定、可靠運行提出全新的要求，因此，需要對220 kV電網旁路代路縱聯保護通道切換問題進行有效的研究，使系統內的故障被及時地切除，并為電網的穩定運行提供保障。此次研究對豐富220 kV電網旁路代路縱聯保護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行詳細的探討。

1? ? 旁路代路保護通道切換方案

在電網形成的初期，旁路和線路繼電保護的配置缺乏完善性，在功能上，只對距離、零序和過流進行保護。另外，旁路開關和代路開關無法同時運行，從而使全線速動以及快速切除故障的有效實現受到嚴重的阻礙。當下，電網技術的迅猛發展對電網穩定性和繼電保護提出全新的要求。因此，對線路縱聯保護進行必要的研究具有重要的意義，尤其是高頻保護的研究。旁路開關代路時，切換高頻通道有兩種方案，即切換收發信機和切換高頻電纜。

1.1? 切換收發信機

在不為旁路保護屏裝設收發信機而與線路保護屏共用的情形之中使用切換收發信機，即收發信機不存在于旁路保護屏之內，當需要進行收信和發信操作時，線路保護屏內的收發信機經過有效的切換，能夠在旁路保護中得到有效使用。

1.2? 切換高頻電纜

切換通道和切換收發信機完全不同，在切換通道之中，旁路收發信機存在于旁路保護屏之中，能夠為旁路頻率切換提供保護。

這兩種方案的優勢都比較明顯，但同時也存在一定的缺點，切換高頻電纜產生的干擾問題不會出現在切換收發信機之中，但會被線路收發信機限制，從而使保護屏接線和檢驗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勢主要體現在運行設備和停運設備之間的獨立運行方面，從而為線路連接和保護檢驗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裝置原理及構成：FOX-41A裝置的硬件主要包括主CPU、系統通信控制（System Control&Communication，SCC）、開關命令輸入、命令輸出回路、光電變換接口和人機界面、通信打印接口。

開關命令輸入的作用主要為：利用光耦隔離將外部的保護輸入命令信號轉變成內部的邏輯控制電位，進而使其轉變成為數字信號，之后通過數字通道，將其有效地發送到對側。命令輸出回路能夠對信號進行接收，并且將接收到的命令信號進行轉變，從而使其轉變成開關量信號之后有效輸出。主CPU，SCC串聯通信控制器、外圍芯片電路能夠對命令的發送和接收進行處理。光電變換接口能夠使光纖傳輸信號和電信號之間進行有效的轉換。

開關量狀態作為裝置連續查詢I/O口命令的輸入部分，SCC能夠對其狀態信息進行有效傳輸，將其有效的傳輸到編碼電路之中，從而形成有效的數據碼流。該數據碼流通過電/光變換之后，利用光纖發送通道將其有效地傳輸到對側。與此同時，裝置能夠對光纖接收通道上的數據碼流進行有效接收，并利用光/電變換使有效解碼得以實現。之后，利用SCC將其有效傳輸到主CPU之中，主CPU對相關的數據進行分析之后，將相對應的開關量命令進行有效的輸出。

3? ? 光纖縱聯保護旁路代切換回路

3.1? 收發信切換回路

為了使電網系統的穩定、可靠運行得到保障，同時使電網系統的保護和改造的便利性得到保障，通常將多樣化的策略應用到線路保護之中，從而使線路保護和旁路保護在型號以及硬件配置方面的有效區分得到保證。例如：就信號傳輸方式而言，線路保護中的旁路代收發信回路與旁路保護裝置之間具有顯著的一致性，即前者采用單相式設計的方式，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，光纖縱聯保護型電源是光纖接口裝置中的主要工作電源[1]。當旁路保護取代線路保護的現象出現時，應該采取切換線路保護電源的方式，使旁路保護因檢修等原因產生停運的現象被有效杜絕。

3.3? 信道監視信號切換回路

斷路器檢修并切斷間隔測控信號電源的情況出現在旁路保護代線路運行狀態，會導致測控信號無法及時、正確地傳遞到監控系統之中，進而使光纖接口裝置和信道等具體的運行情況無法被充分掌握，其為220 kV光纖縱聯保護旁路代切換回路方面的設計規定，缺點主要體現在旁路保護代路運行情況無法全面、充分地體現。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視信號位置處設置旁路間隔[2]。

4? ? 實際應用中光纖縱聯差動保護的注意事項

4.1? 保護之間的連接問題

與常規保護進行對比可知，光纖縱聯電流差動保護裝置與通信設備進行連接時，具有一定的特殊性，主要在傳輸內容性質和連接方式等方面進行體現。用0和1表示的命令開關量通常在常規保護中進行傳輸，具體指的是允許信號和直跳信號，但是在光纖縱聯電流差動保護裝置之中，同時能夠對開關量和數字量進行傳輸。這些數據經過計算和比較等操作之后，對繼電器的輸出進行控制，就連接方式而言，光纖縱聯電流差動保護主要有兩種：直接相連方式和復用方式[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設計之間具有密切的連接，在220 kV系統中，正常運行時，如果線路兩端的CT運行狀態出現差異性，會使保護裝置采集到不平衡狀態下產生的差流，甚至導致保護誤動現象的出現，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對，需要對各個廠家的實際情況進行掌握，并對其采取針對性的策略。在保護電流縱差中進行CT斷線的判別具有重要意義，差錯出現在實際操作之中，會為保護誤動情況的出現提供可能性，為了對縱差進行有效的保護，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? 電容電流補償問題

從當下電力行業發展狀況中可知，光纖縱聯電流差動保護應用的范圍比較廣泛，但需要將電流電容補償問題考慮其中，使保護內設定的電流值能夠在線路電容補償中充分發揮作用，并且需要對開入量進行有效的設定，使其能夠控制電容定值的切換。

5? ? 結語

通信技術的不斷創新和完善會使高壓電網中繼電保護的通道類型更加多樣化，但是220 kV光纖縱聯保護中旁路保護代線保護的相關運行經驗比較欠缺，因此，需要對其進行充分研究和探討，為電力行業的健康發展提供保障和基礎。

[參考文獻]

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

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

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

[4]曾子縣. 220 kV光纖縱聯保護中旁路保護代線路保護的若干問題[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