王　瑋　張昭源

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司檢修公司，合肥　230061）

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關(guān)于500kV線路光纖縱聯(lián)保護(hù)的運(yùn)維研究

王瑋張昭源

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司檢修公司，合肥230061）

摘要500kV電網(wǎng)是骨干網(wǎng)架，其主保護(hù)為光纖縱聯(lián)保護(hù)，做好該類(lèi)保護(hù)的運(yùn)維工作的意義十分重大。文章首先介紹了光纖縱聯(lián)保護(hù)的原理和通道介質(zhì)，其次論述了保證線路兩端保護(hù)邏輯協(xié)同的時(shí)鐘設(shè)置、縱聯(lián)碼標(biāo)定等內(nèi)容，接著重點(diǎn)分析了光纖縱聯(lián)保護(hù)的故障排除方法、日常運(yùn)維要點(diǎn)、各運(yùn)維專(zhuān)業(yè)的分工界面以及提升光纖縱聯(lián)保護(hù)“綜合生存能力”的針對(duì)性措施，最后本文就運(yùn)維工作中如何高效進(jìn)行光纖縱聯(lián)保護(hù)的定檢進(jìn)行了適當(dāng)探析。

關(guān)鍵詞：縱聯(lián)保護(hù)；運(yùn)行維護(hù)；光纖通信；故障處理；500kV線路

當(dāng)前，500kV電網(wǎng)已經(jīng)成為我國(guó)電力系統(tǒng)的骨干網(wǎng)架。500kV線路電壓等級(jí)高、輸送容量大、影響范圍廣，保證其穩(wěn)定運(yùn)行和安全運(yùn)行至關(guān)重要。同110～330kV輸電線路一樣，500kV線路里程綿長(zhǎng)且多暴露于野外，因此遭受故障或不可抗力是不可避免的。為了縮小可能的故障所造成的損壞程度以及達(dá)成與后備保護(hù)的默契配合，一般要求500kV線路配置基于全線速動(dòng)的縱聯(lián)保護(hù)[1]。

縱聯(lián)保護(hù)的通道包括微波、電力載波、光纖等類(lèi)型。就趨勢(shì)來(lái)看，光纖以其高傳輸率、優(yōu)良抗干擾性能，逐漸成為縱聯(lián)保護(hù)的主流通道，但其技術(shù)實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜。因此，對(duì)于供電企業(yè)來(lái)說(shuō)，做好500kV線路光纖縱聯(lián)保護(hù)的運(yùn)維很是重要。

1　光纖縱聯(lián)保護(hù)概述

1.1保護(hù)原理

用于500kV線路的縱聯(lián)保護(hù)一般基于電流差動(dòng)機(jī)制，即：實(shí)時(shí)計(jì)算線路各側(cè)電流矢量之和，在考慮一定裕度后與整定閾值比對(duì)[2]。詳見(jiàn)式（1）所示。

式中，∑Ii、K、F(Ii)分別為各側(cè)I相量和、制動(dòng)系數(shù)和電流系數(shù)，Idz為動(dòng)作值。

顯然，電流縱差保護(hù)原理簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)采集可靠，理論上不受網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度的影響，且由于設(shè)置了制動(dòng)環(huán)節(jié)，可有效防止因區(qū)外故障而產(chǎn)生的誤動(dòng)。

具體到當(dāng)前廣泛推廣的光纖縱聯(lián)保護(hù)，一般實(shí)行的是分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)，可杜絕系統(tǒng)振蕩因素的干擾（即使非全相狀態(tài)，仍能快速、靈敏動(dòng)作），使保護(hù)可靠性獲得極大提升[3]。

1.2光纖通道

光纖縱聯(lián)保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在通道介質(zhì)上。光纖通道的特點(diǎn)[4]如下：

1）運(yùn)行頻率高（大于2.2×107MHz），信息傳輸量大，使得線路兩側(cè)的繼保裝置能充分交換數(shù)據(jù)，從而避免保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。

2）光纖的物理特性好，對(duì)電磁場(chǎng)不敏感，因此能有效抵御因系統(tǒng)異?；蚶子晏鞖馑鶐?lái)的干擾。

3）傳輸?shù)氖菙?shù)字信息，運(yùn)用CRC校驗(yàn)，可使誤碼率降低至10?9～10?11，遠(yuǎn)好于系統(tǒng)要求（10?7）。

另外，因保護(hù)設(shè)備的不同和實(shí)際狀況的差異，光纖通道的實(shí)現(xiàn)方式不盡一致，詳見(jiàn)表1。

表1　光纖通道的實(shí)現(xiàn)方式

2　光纖縱聯(lián)保護(hù)的運(yùn)行設(shè)置

光纖縱聯(lián)保護(hù)是包含一定設(shè)備的鏈路，各設(shè)備之間的協(xié)同、邏輯至關(guān)重要。

1）縱聯(lián)碼標(biāo)設(shè)

為避免無(wú)關(guān)數(shù)字信號(hào)的串?dāng)_，光纖縱聯(lián)保護(hù)需要進(jìn)行縱聯(lián)碼標(biāo)設(shè)（標(biāo)設(shè)原則是同一體系內(nèi)各保護(hù)裝置的縱聯(lián)碼必須各異）。需注意的是，在一個(gè)裝置內(nèi)要設(shè)定兩個(gè)縱聯(lián)碼：一個(gè)是本裝置的，另一個(gè)是對(duì)側(cè)裝置的。這樣在信息交互時(shí)，保護(hù)裝置根據(jù)預(yù)設(shè)縱聯(lián)碼來(lái)判斷所接受的信息是否異常（縱聯(lián)碼與信息是捆綁發(fā)送的）。

當(dāng)然，在進(jìn)行光纖通道自環(huán)檢驗(yàn)時(shí)，可暫時(shí)將參試裝置的兩個(gè)縱聯(lián)碼（“本側(cè)”和“對(duì)側(cè)”）標(biāo)定一樣，以完成相關(guān)測(cè)試。但事后要及時(shí)恢復(fù)并檢查。

2）時(shí)鐘設(shè)置

（1）對(duì)于專(zhuān)用光纖模式（如圖1所示），需將一端保護(hù)中的光發(fā)送模塊的時(shí)鐘設(shè)為主時(shí)鐘，將另一端設(shè)為從時(shí)鐘。

圖1　專(zhuān)用光纖模式的縱聯(lián)保護(hù)的時(shí)鐘設(shè)置

（2）對(duì)于復(fù)用光纖模式（如圖2所示），需將SDH設(shè)備設(shè)為主時(shí)鐘，其他設(shè)備設(shè)為從時(shí)鐘。

圖2　復(fù)用光纖模式的縱聯(lián)保護(hù)的時(shí)鐘設(shè)置

3　光纖通道的運(yùn)維保障

光纖縱聯(lián)保護(hù)的穩(wěn)定工作極大依賴(lài)于通道的正常。但實(shí)際運(yùn)行中，由于設(shè)備、外力、施工等因素，使得運(yùn)行中的通道出現(xiàn)報(bào)警甚至中斷，嚴(yán)重影響500kV線路的安全。為此，筆者經(jīng)過(guò)深入剖析，總結(jié)出如下的光纖通道運(yùn)維方法。

1）當(dāng)光纖通道出現(xiàn)異常，應(yīng)利用逐次排查方法，迅速進(jìn)行故障點(diǎn)定位，具體來(lái)說(shuō)：①若某個(gè)保護(hù)顯示“通道異常”的同時(shí)還出現(xiàn)與其共用通信終端的其他保護(hù)的話路異常，則判定為通信終端故障；②可將光電轉(zhuǎn)換器與通信終端暫時(shí)斷開(kāi)，并將其輸出、輸入短接，若保護(hù)設(shè)備的報(bào)警消失，則基本判斷為是本側(cè)通信終端或?qū)?cè)設(shè)備的故障；③也可將本側(cè)通信終端的輸出、輸入短接，如對(duì)側(cè)無(wú)異常，則可確定是本側(cè)原因。

2）日常維護(hù)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注光纖斷點(diǎn)熔接處焊接變化和光纖活接頭積灰狀況。前者一般取決于施工質(zhì)量，若施工質(zhì)量不過(guò)關(guān)，則運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)光纖衰耗指標(biāo)的大起大落；后者屬于日常運(yùn)維范疇，若積灰嚴(yán)重，將導(dǎo)致光纖衰耗大幅增加。

3）建立通道故障后對(duì)保護(hù)裝置的科學(xué)處理機(jī)制。光纖縱聯(lián)保護(hù)依賴(lài)于數(shù)字通道的穩(wěn)定可靠，一旦通道異常，為了防止保護(hù)誤動(dòng)，一般需要將縱聯(lián)保護(hù)退出（就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，大多采用手動(dòng)方式）。為了提升運(yùn)維水平，可將數(shù)字接口裝置的兩副報(bào)警接點(diǎn)中的常開(kāi)接點(diǎn)串入“縱聯(lián)保護(hù)投人壓板”回路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)通道異常的自動(dòng)處理（即通道正常，保護(hù)投入壓板起作用；通道故障，保護(hù)投入壓板被切除）。

4）強(qiáng)化光纖鏈路的“綜合生存能力”。光纖強(qiáng)度較弱，外力破壞或自然災(zāi)害的影響在所難免。為了提高光纖縱聯(lián)保護(hù)的可用性，必須在通道運(yùn)維上多措并舉，詳見(jiàn)表2。

表2　強(qiáng)化光纖鏈路“綜合生存能力”的相關(guān)舉措

5）厘清光纖縱聯(lián)保護(hù)的專(zhuān)業(yè)分界面。對(duì)于光纖縱聯(lián)保護(hù)（尤其是復(fù)用光纖型），數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備和保護(hù)設(shè)備相互參雜，確定保護(hù)和通信的專(zhuān)業(yè)分工十分重要。一般來(lái)說(shuō)，二者應(yīng)以PCM音頻配線架為分界點(diǎn)，如圖3所示。

圖3　光纖縱聯(lián)保護(hù)的兩個(gè)專(zhuān)業(yè)的分界面情況

4　500kV線路保護(hù)定檢新方法探索

保護(hù)定檢是保證保護(hù)裝置不因運(yùn)行環(huán)境變化、運(yùn)行年限增加等因素而造成保護(hù)失效的有效手段。500kV線路冗余度低、停電機(jī)會(huì)少，采用一般的定檢方法（即每套保護(hù)單獨(dú)接線）會(huì)造成短時(shí)工作量非常大，且容易出錯(cuò)。筆者根據(jù)500kV線路保護(hù)的配置情況（一般雙重化配置），探索一種高效的光纖縱差保護(hù)定檢的新方法：即將兩套保護(hù)的電氣量回路進(jìn)行串并聯(lián)（電流串聯(lián)、電壓并聯(lián)），然后通過(guò)硬壓板投退來(lái)選擇待試保護(hù)設(shè)備。如圖4所示。

圖4　光纖縱聯(lián)保護(hù)定檢新方案

相關(guān)說(shuō)明：①對(duì)于線路保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)，電流先流進(jìn)其主保護(hù)一側(cè)，再?gòu)暮髠浔Ｗo(hù)處流出；②按上圖接線完成后，可通過(guò)試加I、U來(lái)驗(yàn)證接線正確性；③這種方式可避免保護(hù)屏內(nèi)繁復(fù)的改接線工作，使運(yùn)維效率大幅提升。

5　結(jié)論

500kV線路光纖縱聯(lián)保護(hù)對(duì)維護(hù)500kV骨干網(wǎng)架的穩(wěn)定運(yùn)行有重要作用。該保護(hù)的運(yùn)維涉及變電、通信、繼保等多個(gè)專(zhuān)業(yè)，在實(shí)際工作中，應(yīng)在深入了解保護(hù)工作機(jī)制的基礎(chǔ)上，進(jìn)行正確的專(zhuān)業(yè)界面劃分，將主要關(guān)注點(diǎn)放在提升光纖傳輸通道“綜合生存能力”上。文章全面梳理了光纖縱聯(lián)保護(hù)的運(yùn)維要點(diǎn)，并給出相關(guān)措施，值得作進(jìn)一步推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐向軍, 田桂珍. 500kV線路光纖縱聯(lián)保護(hù)運(yùn)行維護(hù)[J]. 電力科學(xué)與工程, 2009, 31(2): 52-54.

[2] 宋凱. 淺談500kV光纖通道原理,運(yùn)行及維護(hù)[J]. 華東科技, 2012, 6(2): 113-115.

[3] 胡晶晶. 500kV線路保護(hù)光纖通道運(yùn)行和故障處理的探討[J]. 華東科技, 2014, 36(2): 226-228.

[4] 羅春風(fēng), 徐子利, 鄧建峰, 等. 500kV線路保護(hù)的定檢簡(jiǎn)便方法[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2010, 15(19): 229-231.

[5] 潘英裕. 一起500kV線路閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)誤動(dòng)分析[J]. 廣西電力, 2006, 10(3): 61-63.

王瑋（1989-），男，安徽舒城人，本科，助理工程師，主要從事超特高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)備檢修工作。

Dimension of Transport on 500kV Line of Fiber Pilot Protection

Wang WeiZhang Zhaoyuan (Anhui Electric Power Company Maintenance Company, Hefei230061)

Abstract 500kV grid is the backbone network, the main protection for the optical fiber pilot protection, operation and maintenance of such good sense to protect very important work. The article first introduces the Fiber Pilot Protection Principle and channel medium, followed by discussion of the guarantee line ends synergistic protection logic clock setting, longitudinal code calibration, etc., and then analyzes the fiber pilot protection troubleshooting methods, daily operation dimensional points, operation and maintenance of each professional division interface and enhance fiber pilot protection "comprehensive viability" of the specific measures, the final article on the operation and maintenance work carried out on how effective a given fiber pilot protection were properly seized of.

Keywords：pilot protection; operation and maintenance; optical fiber communication; troubleshooting; 500kV line

作者簡(jiǎn)介