旁代線路保護(hù)通道切換有效性校核方案

戴宇

摘要：有些220kV變電站為了增加電網(wǎng)可靠性，除了母線還會(huì)另設(shè)220kV旁路。近期，在旁路代路線路時(shí)，發(fā)生了幾起通道切換把手切換不到位而造成通道中斷的事件。為避免發(fā)生該風(fēng)險(xiǎn)，文章提出在有旁代功能的220kV線路以及旁路間隔增加通道切換有效性檢驗(yàn)回路的方法，在旁代操作中指示代路通道切換接點(diǎn)的狀態(tài)，以確保保護(hù)通道狀態(tài)正常和縱聯(lián)保護(hù)可靠投入。

關(guān)鍵詞：旁代線路；保護(hù)通道；可靠性；接點(diǎn)；有效性校核方案；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM773 文章編號(hào)：1009-2374（2016）36-0169-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.084

1 概述

在電力系統(tǒng)各式各樣的運(yùn)行方式中，帶旁路的運(yùn)行方式涉及到保護(hù)的配合問(wèn)題，當(dāng)由旁路代路時(shí)，需要通過(guò)切換把手將收發(fā)信機(jī)上的收信對(duì)象和發(fā)信對(duì)象由線路開(kāi)關(guān)保護(hù)切換至旁路開(kāi)關(guān)保護(hù)，把手是否切換到位關(guān)系到保護(hù)裝置能否正確地收發(fā)信。然而在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，電網(wǎng)發(fā)生過(guò)數(shù)起旁代通道切換把手切換不到位的事件。由于通道接口裝置的旁代切換回路目前無(wú)技術(shù)措施監(jiān)控切換把手接點(diǎn)導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致正常運(yùn)行的過(guò)程中不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷。而在線路代路期間若保護(hù)通道處于非正常狀態(tài)，在線路代路運(yùn)行過(guò)程中將有很高的風(fēng)險(xiǎn)存在。本文研究了旁路代路的風(fēng)險(xiǎn)，提出了一種有效防控措施，即在不影響設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，通過(guò)增加簡(jiǎn)易的電路，檢測(cè)回路是否正常，嚴(yán)防故障的發(fā)生。

2 旁路代路風(fēng)險(xiǎn)分析

旁路的配置一般包括單縱聯(lián)、單光差以及一光差一縱聯(lián)等，被代間隔保護(hù)配置一般包括雙光差、一光差一縱聯(lián)以及雙縱聯(lián)等。旁路代路時(shí)具有一定風(fēng)險(xiǎn)。配置光纖差動(dòng)保護(hù)的線路進(jìn)行旁路代路操作的步驟為，首先退出光纖差動(dòng)保護(hù)，將旁路斷路器合上，此時(shí)線路斷路器和旁路斷路器處于并列運(yùn)行狀態(tài)；然后將線路斷路器斷開(kāi)，并將線路保護(hù)光纖切換到旁路保護(hù)裝置；最后將旁路差動(dòng)保護(hù)投入。這些操作的風(fēng)險(xiǎn)在于，在這個(gè)旁代過(guò)程中，兩套光纖差動(dòng)保護(hù)都在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)退出，這段時(shí)間內(nèi)線路沒(méi)有主保護(hù)進(jìn)行保護(hù)，故障將無(wú)法快速切除。配置縱聯(lián)保護(hù)的線路進(jìn)行旁路代路操作的步驟為，首先退出單套光纖差動(dòng)保護(hù)，將旁路斷路器合上，此時(shí)線路斷路器和旁路斷路器處于并列運(yùn)行狀態(tài)；然后將收發(fā)信機(jī)切換到旁路運(yùn)行，再將線路斷路器斷開(kāi)。這些操作的主要風(fēng)險(xiǎn)在于，當(dāng)線路斷路器和旁路斷路器處于合環(huán)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，只有一套主保護(hù)通信通道正常，此時(shí)斷路器還有部分分流，若線路發(fā)生故障，差動(dòng)保護(hù)可能不會(huì)動(dòng)作，線路故障不能以最快的速度切除。當(dāng)通道切換把手切換接點(diǎn)不能正常導(dǎo)通時(shí)，通道中斷將致使差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)大增。

3 實(shí)施方法及回路測(cè)試

由于切換把手造成事故的原因，主要是由于無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)把手切換不到位，因此線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)無(wú)法正確收發(fā)信，造成保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)。本案針對(duì)該問(wèn)題提出了一種切換把手的監(jiān)測(cè)方案，即在保護(hù)未動(dòng)作時(shí)，若切換把手接點(diǎn)導(dǎo)通，那么在保護(hù)接點(diǎn)兩端會(huì)有一個(gè)電壓差，此時(shí)若將光耦發(fā)射端接入保護(hù)兩端，回路將導(dǎo)通。反之，若切換把手接點(diǎn)未導(dǎo)通，將光耦發(fā)射端接入保護(hù)兩端，回路也不能導(dǎo)通，利用這個(gè)原理便可判斷接點(diǎn)是否導(dǎo)通。本案主要包括兩部分，即電源部分和邏輯判斷部分。

3.1 電源部分

電源部分的作用是將220V交流電轉(zhuǎn)換成四路相互獨(dú)立的5V電源。四路電源設(shè)計(jì)完全相同，這里以收信回路電源為例，P1為電源接口，接220V電源，F(xiàn)1為保險(xiǎn)管，當(dāng)電路過(guò)流時(shí)，自動(dòng)熔斷保護(hù)電路，S1為電源開(kāi)關(guān)，T1為降壓變壓器，將220V電壓輸出雙8.4V電源，D2、D4為兩個(gè)整流橋，將交流8.4V電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)直流電，C1～C8為穩(wěn)壓、濾波電容，使輸出電壓更穩(wěn)定，U1、U2為7805穩(wěn)壓芯片，將輸入電源轉(zhuǎn)換成5V穩(wěn)定電源，D1、D3為電源指示燈，R1、R2為D1、D2的分壓電阻。

3.2 邏輯判斷部分

切換回路分兩部分：一是收信切換；二是發(fā)信切換，因此對(duì)應(yīng)邏輯部也分收信監(jiān)測(cè)和發(fā)信監(jiān)測(cè)。

3.2.1 收信監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)。切換把手進(jìn)行電路收信切換的示意圖，如圖1所示，1～6為把手的接線柱，當(dāng)把手打到本線路時(shí)，1和3接通，2和4接通；打到旁路時(shí)，1和5接通，2和6接通。

針對(duì)以上電路，設(shè)計(jì)邏輯監(jiān)測(cè)電路如圖2所示，P2的4腳接收信切換把手的3腳，P2的3腳接收信切換把手的5腳，P2的2接本線路保護(hù)的GND，P2的1接旁路保護(hù)的GND，P3的3腳接收信切換把手的4腳，P3的2腳接收信切換把手的6腳，P3的1腳接收信切換把手的2腳，S3為切換按鈕，按鈕未按下時(shí)檢測(cè)本線路通道，按下時(shí)檢測(cè)旁路通道，S2為檢測(cè)按鈕，按下時(shí)開(kāi)始檢測(cè)，未按下時(shí)檢測(cè)無(wú)效，U3、U6為兩個(gè)光耦，當(dāng)切換把手切換到位，S2按下，U3、U6的發(fā)光，輸出端導(dǎo)通，U6、U3光耦發(fā)射極輸出高電平，輸入與門(mén)芯片U4A，與門(mén)輸出端輸出高電平，綠色發(fā)光二極管D5發(fā)光，若切換把手切換不到位，則U3、U6任一光耦不發(fā)光，對(duì)應(yīng)發(fā)射極輸出低電平，與門(mén)邏輯不滿足，3輸出低電平，經(jīng)過(guò)非門(mén)芯片CD4069，CD4069的2腳輸出高電平紅色發(fā)光二極管D6發(fā)光。

3.2.2 發(fā)信監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)。切換把手進(jìn)行電路發(fā)信切換的示意圖，如圖3所示，1～6為把手的接線柱，當(dāng)把手打到本線路時(shí)，1和3接通，2和4接通；打到旁路時(shí)，1和5接通，2和6接通。

針對(duì)以上電路，設(shè)計(jì)邏輯監(jiān)測(cè)電路如圖4所示，P5的3腳發(fā)信切換把手的1腳，P5的2腳接發(fā)信切換把手的3腳，P5的1接收發(fā)信機(jī)的GND，P4的3腳接發(fā)信切換把手的4腳，P4的2腳接發(fā)信切換把手的6腳，P4的1腳接發(fā)信切換把手的2腳，S5為切換按鈕，S4為檢測(cè)按鈕，后面電路分析與收信完全相同。

4 結(jié)語(yǔ)

在湛江局變電管理所管轄的變電站中，廣泛存在攜帶旁路切換功能的收發(fā)信機(jī)，能有效監(jiān)視該類(lèi)收發(fā)信機(jī)通道切換是否無(wú)誤，能大大降低由于通道切換不到位導(dǎo)致重要線路失去保護(hù)的概率，而且該裝置能直觀有效地反映出通道狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳益.高頻及光纖通道在220kV線路保護(hù)中的運(yùn)用 [J].云南電力技術(shù)，2008，36（6）.

[2] 柏興山.20kV線路保護(hù)與高頻收發(fā)信機(jī)接口方式的現(xiàn) 場(chǎng)應(yīng)用探討[J].繼電器，2007，35（9）.

[3] 陳宙.220kV線路高頻和光纖通道保護(hù)的分析[J].中 華民居，2011，（8）.

[4] 孫立存，董泉，李清恩，等.保護(hù)用高頻通道及異常 處理方法[J].中國(guó)科技博覽，2009，（22）.

[5] 黃善康.閉鎖式高頻方向保護(hù)的停信回路[J].陜西電 力，2007，35（3）.

[6] 線路轉(zhuǎn)換性故障造成的保護(hù)拒動(dòng)原因分析與改進(jìn)[J]. 電工技術(shù)，2009，（11）.

[7] 毛鵬，賴志剛，戴斌，等.高頻分相允許式保護(hù)裝 置的應(yīng)用實(shí)例分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009， 37（9）.

[8] 王志華，尹項(xiàng)根，楊經(jīng)超，等.基于故障高頻暫態(tài) 行波能量的輸電線路快速保護(hù)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2004， 28（20）.

[9] 蒙愛(ài)國(guó).220kV線路保護(hù)通道改造相關(guān)問(wèn)題探討[J]. 科技傳播，2014，（17）.

[10] 陳忠穎.光纖通道在繼電保護(hù)的應(yīng)用研究[J].科學(xué)時(shí) 代（上半月），2010，（11）.

[11] 王東.線路保護(hù)光纖通道調(diào)試淺析[J].低碳世界， 2014，（17）.

（責(zé)任編輯：秦遜玉）