提升與電纜同通道架設(shè)的光纖線路保護(hù)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(hù)及通訊的主要通道，本文在分析與電纜同通道架設(shè)的光纜受到外力破壞可能對線路保護(hù)造成嚴(yán)重后果的基礎(chǔ)上，分析和提出了幾種提升與電纜同通道架設(shè)的光纖線路保護(hù)可靠性的措施。

關(guān)鍵詞：光纖差動(dòng)保護(hù)；光纖通道；保護(hù)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(jí)線路保護(hù)越來越多地采用了光纖差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，因此光纜運(yùn)行狀況的好壞直接決定了線路保護(hù)主保護(hù)的運(yùn)行可靠性。根據(jù)國網(wǎng)公司反措規(guī)定，同一條220kV及以上電壓等級(jí)線路的兩套保護(hù)裝置在光纖通道上應(yīng)滿足“雙設(shè)備、雙路由、雙電源”的要求[1]，但是敷設(shè)通道上則受限于市政建設(shè)資源及成本投入的限制，光纜基本都采取與主電纜和動(dòng)力電纜同通道架設(shè)的方式，給光纜的安全運(yùn)行埋下了較大的隱患，也導(dǎo)致了線路主保護(hù)客觀上存在較大的運(yùn)行不穩(wěn)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(hù)作為主保護(hù)，BC線路光纖與電纜同通道敷設(shè)。

某日，在BC線路上發(fā)生了電纜嚴(yán)重故障，電纜頭炸裂故障同時(shí)將同通道敷設(shè)的光纖燒斷，BC線路兩端保護(hù)2、3光纖主保護(hù)不能第一時(shí)間動(dòng)作，同時(shí)由于BC線路距離較短，線路保護(hù)中距離一段保護(hù)未投入運(yùn)行，只能靠2、3兩處線路保護(hù)的距離二段保護(hù)動(dòng)作隔離故障的BC線路。

由于保護(hù)定值級(jí)差配合較難，1、4兩處保護(hù)距離二段時(shí)間定值跟2、3兩處保護(hù)一致，故障時(shí)刻1、4保護(hù)處故障電流也分別達(dá)到了距離二段定值，導(dǎo)致1、4兩處線路保護(hù)距離二段動(dòng)作，跳開AB及CD線路，擴(kuò)大了停電范圍。

從該案例可以看出，光纖主保護(hù)的意外退出是造成跳閘范圍擴(kuò)大的直接原因，光纜在電纜故障時(shí)的運(yùn)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(shè)的光纖線路保護(hù)可靠性具有很高的研究價(jià)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(hù)可靠性，一方面可以從減少保護(hù)用光纜外力破壞，提升光纜運(yùn)行安全性角度考慮，另一方面可以從線路保護(hù)及其配套的光纖接口和切換裝置主動(dòng)應(yīng)對光纖通道異常所采取的措施方面進(jìn)行思考。

3.1 光纜獨(dú)立通道敷設(shè)

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

采取該方案的最大優(yōu)點(diǎn)在于可以完全隔離光纜與高壓及動(dòng)力電纜，最大限度保證光纜運(yùn)行的獨(dú)立性和可靠性。缺點(diǎn)在于為光纜敷設(shè)獨(dú)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(hù)用光纜只能與高壓及動(dòng)力電纜在同一電纜溝（隧道） 鋪設(shè)， 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 目前，由于沿光纜全線敷設(shè)防火槽盒成本太高，絕大多數(shù)地區(qū)是采用重點(diǎn)在高壓電纜各接頭附近對光纜安裝防火槽盒進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。該手段可以在較大程度上確保光纜運(yùn)行的可靠性。

3.3 保護(hù)用光纖通道考慮可切換雙通道

對220kV及以上電壓等級(jí)重要線路，可考慮在光纖通道規(guī)劃時(shí)除主通道外，再額外考慮備用的迂回光纖通道。在兩套保護(hù)裝置中至少有一套裝置具備主、輔光纖通道自動(dòng)相互切換功能，對于光纖差動(dòng)保護(hù)應(yīng)采用 2M 光纖切換裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)路由切換， 并確保切換過程中保護(hù)通道收、 發(fā)信延時(shí)相同，且該延時(shí)時(shí)間應(yīng)能滿足保護(hù)裝置不報(bào)“光纖通道中斷”的毫秒級(jí)時(shí)間。

3.4 線路保護(hù)裝置可以考慮定值調(diào)整

當(dāng)線路保護(hù)光纖通道異常時(shí)，可以從保護(hù)定值上做出調(diào)整：線路保護(hù)在正常運(yùn)行中，一旦監(jiān)測到保護(hù)光纖通道由正常轉(zhuǎn)到異常，兩側(cè)線路保護(hù)自動(dòng)將保護(hù)定值中的距離二段及零序二段時(shí)限定值進(jìn)行壓縮，壓縮后跟相鄰線路保護(hù)二段保護(hù)在時(shí)限上就形成了級(jí)差，可以在本線路上發(fā)生故障時(shí)減少故障切除時(shí)間，避免擴(kuò)大停電范圍。

4 總結(jié)

電力光纖通道在目前是各級(jí)變電站保護(hù)及通訊的主要通道，其運(yùn)行可靠性非常重要。為確保其運(yùn)行可靠性，需要設(shè)計(jì)、基建、信通、運(yùn)檢等各部門在工程建設(shè)前期方案審查、投產(chǎn)驗(yàn)收等環(huán)節(jié)對設(shè)備配置、通信接入方案、通道建設(shè) 、光纜路徑等方面認(rèn)真把關(guān)，嚴(yán)格執(zhí)行各級(jí)反措規(guī)定，消除因光纖通道運(yùn)行不穩(wěn)定給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電帶來的潛在隱患。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)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(jí)工程師，主要從事變電二次設(shè)備檢修管理。endprint