采用光纖通信后的220kV線路保護配置

吳文兵等

【摘要】在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的取得顯著進步的態(tài)勢下，光纖作為新型的通信材料和技術(shù)逐漸成為了通信的主流技術(shù)，但是，在不同的通道類型下，其保護裝置也是不一樣的。本文主要對光纖通信通道的220kV線路繼電保護裝置進行了分析。

【關(guān)鍵詞】光纖通信；220kV線路；保護裝置

在現(xiàn)代社會中，光纖技術(shù)在電力通信行業(yè)的廣泛應(yīng)用背景下，使用光纖通道傳輸繼電保護信息逐漸成為現(xiàn)實，這與過去傳統(tǒng)的技術(shù)相比，在通道類型差異化下，保護裝置必然會發(fā)生變化。近些年來，在社會不斷發(fā)展的推動下，220kV超高壓線路的主要保護裝置是以高頻方向保護和高頻閉鎖距離保護為主保護構(gòu)成的雙向微機保護，這種保護裝置對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著重要的作用。

上個世紀(jì)，無錫地區(qū)根據(jù)要求，高浪變至500kV斗山變?yōu)镾DH光纖通道，采用了光纖復(fù)合架空地線方式，光纜芯線總共有16，8芯供保護使用。這樣就使高浪變環(huán)入了當(dāng)?shù)氐腟DH光纖通信系統(tǒng)，不僅使變電所的通信更加優(yōu)質(zhì)可靠，而且也給220kV線路的繼電保護提供了專有的通道。怎樣選擇專門針對于光纖通信通道的220kV線路繼電保護裝置是電力通信需要解決的問題，在對其他地區(qū)的供電通信研究后，了解到LFP-931A型光纖電流縱差保護裝置在很多條220kV線路上都有很好的保護應(yīng)用，而且效果也十分不錯。線路的長度在20km以下時，就不需要中繼設(shè)備的添加。高浪變220kV的進線長度最大為11km，光纖保護裝置在這種類似的短距離線路中應(yīng)用是非常適合的。

1.裝置的概述

1.1性能方面的特征

根據(jù)相關(guān)文件的要求，LFP-931A型的微機保護裝置主要是由16位微處理器實現(xiàn)的全數(shù)字式超高壓線路的快速保護裝置，主要的保護對象是電流縱差的保護，而且它還具有較為完整的后備距離保護、三相一次自動重合閘和故障測距功能。因為這種設(shè)置有專門的光纖通道，因此，可以利用光纖作為通道，同時對三相模擬電流和部分開關(guān)信號進行傳送，在結(jié)構(gòu)方面大多是微處理器形式，一般是由3個獨立的單片機構(gòu)成的。第一個單片機在其內(nèi)部有相關(guān)的設(shè)備，一般是三相電流差動繼電器以及零序后備差動繼電器兩種，這兩個設(shè)備的作用就是在出現(xiàn)問題時可以使全線以最快的速度跳閘，對線路起到一定的保護作用。此外，它與專用的通信控制器之間有很好的聯(lián)系銜接，這樣就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和通道的監(jiān)測功能，能夠在線顯示出通信的誤碼率。第二個單片機是三個段式之間是相間的關(guān)系，并且與接地距離的后備保護。最后一個單片的功能主要是負責(zé)啟動和管理的。在它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)成中，有一個整機總啟動元件，它是和前兩個單片機是不相沖突的。從另一個層面來講，根據(jù)最后一個單片機的原理特點，它還可以發(fā)揮人機對話的通信接口的作用，在所有的保護動作進行整組復(fù)歸后，這個單片機還可以發(fā)揮第二個單片機的功能，實現(xiàn)距離方面的精確計算。

除了對總啟動元件的設(shè)置外，它在差動以及距離的保護方面自身都具備相應(yīng)的啟動元件，這樣的模式就使它的保護功能較為完整，有一定的獨立性。它的這些啟動元件的主體實現(xiàn)主要是在反映工頻的變化量的過流繼電器上，而且它還配置有零序電流也可能是過流繼電器，兩者可以在工作時起到相互補充的作用。

1.2通信接口方面

通信線路兩側(cè)差動保護之間的電流數(shù)據(jù)交換是數(shù)字差動保護的關(guān)鍵所在，它所采取的通信方式主要是64kbit/s模式的高速數(shù)據(jù)通道同時通信，其他的大都是采用光纖傳輸?shù)耐ㄐ沤涌诜绞竭M行傳輸?shù)?。通過對LFP-931A型光纖電流縱差保護裝置技術(shù)的性能分析，并根據(jù)它在通信系統(tǒng)中安全運行的實際狀況，可以很明顯的看出，它對采用光纖通信后的220kV線路的保護是十分有效的。

2.保護裝置方案的制定

根據(jù)對繼電保護裝置出臺的相關(guān)文件可知，對于新建立的220kV線路保護，適合同時采取兩種運行原理不同的而且又有相對獨立的選相的功能性質(zhì)的雙微機保護裝置，對于跳閘的回路方面可以根據(jù)實際采取具有兩組跳閘回路的分相操作箱。針對于上述的要求，可以對兩種不同的選型方案進行綜合的分析探討以確定。

方案一，選擇LFP-931A型光纖電流縱差微機保護裝置和LFP-902C型距離縱聯(lián)保護裝置。這個保護裝置也就是PLP31-02型光纖電流縱差微機線路保護柜和PLP02-19型微機線路保護柜。前者包含有LAP-931A、雙跳線圈分相操作箱、打印機；后者包含LFP-902C失靈啟動保護裝置LFP-923A、繼電保護光纖接口裝置、打印機。

LFP-902C型距離縱聯(lián)保護裝置相對其他來說，所采用的方式主要是分相式通道，它與繼電保護光纖接口裝置相配合，共同構(gòu)成了光纖的縱聯(lián)保護。

光纖復(fù)合架空地線對繼電保護具有十分良好的作用，也就說明對自身的可靠性要求有進一步的提高。但是由于其使用較少，因此便有了第二種方案。

方案二，選擇WXB-11C型高頻閉鎖微機保護裝置和LFP-931A型保護裝置。也就是GXW11C-112W型微機線路保護柜和PLP31-05型光纖電流縱差微機線路保護柜，前者包含有WXB-11C交流電壓切換箱YQC-11N、雙跳線圈分相操作箱FCX-12N、打印機；后者包含有LFP-931A、失靈啟動保護裝置LFP-923A、打印機。其中，前者的微機保護是電力線載波通道，后者的是就是文中所講的光纖式通道。

3.上述的配置保護方案的對比

上述中在光纖復(fù)合架空地線的廣泛采用為220kV線路保護采用了專門的光纖通道構(gòu)建了良好的條件環(huán)境，它所具有的顯著特點如下：

第一，它在進行高壓電器的維護檢修過程中中不用像其他的形式一樣需要先退出光纖保護才可以，它的裝置設(shè)備中沒有高頻通道設(shè)備。

第二，它的電能傳送速度相對于其他來說十分高效，而且它具有一定的獨立性，可靠性比較高，受到的外界影響較小。

第三，光纖通道的頻帶較寬，傳輸?shù)目側(cè)萘渴志薮?，它的這個優(yōu)勢在一定程度上為超高壓線路的分相比較創(chuàng)造了十分良好的環(huán)境。

第四，它的最后一個優(yōu)勢就是由于它自身的因素對于光纖通道的損耗非常的小，可以對其他高頻通道因損耗過大出現(xiàn)的閉鎖式的高頻保護錯誤操作有十分好的處理效果。

光纖復(fù)合架空地線對高壓架空線路結(jié)構(gòu)堅固的桿塔進行了綜合的利用，不會輕易受到外力的破壞，解決了抗拉強度和光纖的應(yīng)變問題，而且在從它的技術(shù)參數(shù)選擇以及加工的工藝方面來說，要對它所能荷載的故障電流以及持續(xù)的時間進行全面考慮，提高光纖的耐高溫性。

另一個層面來說，也就是經(jīng)濟的角度上來看，方案2的采用就需要在220kV線路兩側(cè)的同一相上都設(shè)置一個具有保護作用的電力載波高頻通道設(shè)備。還需要根據(jù)實際設(shè)置具有很高保護效用的高頻發(fā)信機和高頻加工設(shè)備，這種做法在投資上是重復(fù)使的，這明顯是不合理的，會給后來的運行和維護工作帶來很大的不便。高頻加工設(shè)備主要有阻波器、結(jié)合濾波器設(shè)備等等。

4.結(jié)語

綜上所述，采用光纖通信后的220kV線路保護配置是具有很好的應(yīng)用效果的，對于220kV線路中雙微機的保護，需要考慮到光纖通道這一方面，盡可能的使兩者達成一致?？傮w來說，方案一較為適合，它具有很好的發(fā)展空間，值得推廣。

參考文獻

[1]湯大海，戴網(wǎng)虎，趙海林，曹斌，陳永明，黃治，祁明.一例無光纖通道的220kV線路保護技術(shù)改造配置方案[J].江蘇電機工程，2011，（04）：21-25.

[2]毛婕，趙萌，許海文.220kV線路保護通道配置的探討[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2010，（07）：94-97+101.

[3]鄭鎮(zhèn).淺析220KV線路保護通道配置[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，（22）：157-158.