500 kV變電站通信系統基建驗收中存在的典型問題分析及建議

馮兆輝，趙學成

（1.內蒙古電力（集團）有限責任公司烏海超高壓供電分公司，內蒙古 烏海 016000；2.內蒙古電力（集團）有限責任公司信息通信分公司，呼和浩特 010020）

0 引言

500 kV變電站作為電網的骨干節(jié)點，其輸變電工程建設質量與主網安全穩(wěn)定運行息息相關。變電站通信系統作為變電站基礎設施，與繼電保護、綜合自動化、調度業(yè)務等關鍵節(jié)點有著密不可分的聯系，對電力設備安全穩(wěn)定運行至關重要。隨著電網500 kV變電站投產數量的快速增加，對變電站通信系統驗收質量提出了新的要求。近年來，因基建驗收不嚴導致設備運行期間發(fā)生故障的情況屢見不鮮，造成了嚴重后果。查閱國內相關文獻可知，目前僅有關于光纖復合架空地線（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire, OPGW）部分標準工藝要求，缺乏變電站通信系統關鍵節(jié)點驗收規(guī)范要求，尤其是結合實際工程及運維經驗的指導性建議更是寥寥無幾[1-3]。本文針對500 kV 變電站通信系統驗收過程中遇到的典型問題進行分析，并提出變電站基建驗收工作的幾點建議，避免因驗收不到位或經驗不足而出現安全隱患。

1 變電站通信系統基建驗收中存在的問題

1.1 OPGW光纜入站工藝不規(guī)范

按照《國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）》要求：OPGW光纜應分別在進站門型架頂端、最下端固定點（余纜前）和光纜末端通過匹配的專用接地線可靠接地，其余部分應與構架絕緣[4]。該項措施可最大程度減小感應電放電對光纜運行的危害[5]。但由于設計圖紙與施工現場存在差異，施工人員不能準確掌握光纜接地連接位置，導致光纜接地連接不規(guī)范、光纜引下其余部分與架構絕緣距離不足引起間歇性放電等情況。若光纜在接地不規(guī)范或絕緣破壞的情況下投產運行，會導致OPGW 光纜短時感應電流較大，存在局部燒熔光纜外層股線的隱患，給光纜運行帶來風險[6-10]。

1.2 獨立通信電源無法進行告警上傳

目前變電站通信電源系統獨立于站內其他直流電源系統運行，未與站內運行監(jiān)控系統實現通信，當通信電源發(fā)生故障時，無法進行告警上傳，以至于運行人員不能及時發(fā)現并做出相應措施，造成全站通信設備失電事故。2020—2021年，鄂爾多斯地區(qū)及烏海地區(qū)均發(fā)生過因通信電源監(jiān)控缺失而引發(fā)的全站通信直流失電事故，導致數十條220 kV及以上電壓等級線路保護通道告警。

1.3 配線屏維護管理界面不清

根據線路電壓等級不同，500 kV變電站一般按照500 kV和220 kV電壓等級進行光纖配線屏配置，大多變電站在基建時期均配置兩面光纖配線屏柜。由于部分線路縱聯差動保護通道采用光纖直連方式連接，因此在線路光纜配線屏柜內放置有繼電保護用光纖分配盒（單元）。按照DL/T 547—2010《電力系統光纖通信運行管理規(guī)程》中關于通信與其他二次系統專業(yè)界面劃分要求，通過通信機房光纖配線架連接的業(yè)務電路，分界點為光纖配線架[11]，如圖1所示。這導致同一面屏柜內同時存放有繼電保護專業(yè)維護的光纖配線單元和通信專業(yè)維護的光纖配線單元，存在專業(yè)交叉現象，不利于專業(yè)精細化管理，給設備運維帶來極大的不便。尤其是運行年限較長的老舊變電站，線路配線架機柜內放置數十個繼電保護用光纖熔接盒，導致機柜內光纜尾纖繁雜，配線單元擁擠，既不美觀，也為運維工作帶來極大風險。

圖1 變電站通信專業(yè)與繼電保護專業(yè)工作分界點Fig.1 Demarcation point of communication and relay protection in a substation

1.4 信號線纜施工工藝不良

（1）光纖盤放方式不標準，存在彎折情況。某500 kV 變電站在新建設備投產驗收期間測試光路時發(fā)現光路不通，進一步檢查發(fā)現盤纖盒內鎧裝尾纖彎曲角度過大，導致光路損耗過大。重新整理盤纖后，光路恢復正常。

（2）數字電纜未進行焊接或焊接工藝不良。某500 kV變電站新投產地區(qū)調度數據網設備時，頻繁出現以太網鏈路告警現象，告警發(fā)生無規(guī)律，且存在短時復歸情況。經檢查發(fā)現，數字配線架側信號線未焊接，導致電信號虛接，信號頻繁告警。重新熔接線纜接頭后，設備運行穩(wěn)定，再未發(fā)生因信號線故障導致的業(yè)務告警情況。

2 建議

2.1 加強光纜入站引下部分工藝驗收

（1）加強光纜引下部分現場施工工藝驗收，特別注意“三點接地”連接位置，分別為架構最頂端、進入盤纖架前和進入接續(xù)盒前（見圖2）。若連接位置或連接方式不滿足要求，應要求施工單位在光纜投入運行前進行整改。同時加強500 kV 電壓等級入站光纜絕緣檢查，按照標準工藝要求，OPGW光纜“三點接地”以外部分與架構絕緣，光纜引下每隔1.5 m左右以絕緣線夾方式將光纜與架構固定，光纜擺動至少與架構保持20 mm 間距[13]，確保光纜引下非接地各部分與架構保持明顯絕緣間距。

圖2 OPGW引下光纜“三點接地”示意圖Fig.2 Schematic diagram of three point grounding of downlead part of OPGW optical cable

（2）光纜引下部分進入地埋前需加以保護，目前尚無統一、標準的光纜防水封堵方法。部分單位采取熱縮套管方式進行封堵，部分單位采用普通的防火泥直接封堵[14]。經運維經驗及技術參數比對，建議使用專用的光纜封堵器，同時在導引光纜接入封堵器前，留有向下的余彎，防止雨水順光纜積蓄在封堵器周圍造成光纜封堵滲水，如圖3所示。

圖3 變電站內導引光纜封堵示意圖Fig.3 Schematic diagram of optical cable waterproof sealing in substation

（3）光纜地埋部分屬于隱蔽性施工工程，驗收人員應要求開展隨工驗收工作。對光纜的地埋部分穿熱鍍鋅鋼管并與接地網可靠連接等情況進行核驗，同時要確保光纜敷設路徑設置地埋光纜標識或標牌，指明地埋光纜敷設方向。

2.2 設計獨立通信電源告警上傳方式

按照《國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）》的要求：通信電源系統電源的狀態(tài)及告警信息應該納入實時監(jiān)控，滿足通信運行要求[4]。500 kV 變電站通信電源系統獨立配置，由1 號、2 號站用變壓器分別提供交流電源。交流分配及高頻開關電源屏告警信號在施工設計階段應考慮統一接入變電站綜自系統，由變電站運維人員或監(jiān)控中心值班員進行監(jiān)控。為了減少監(jiān)控人員監(jiān)盤壓力，將通信電源交流失電、通信電源高頻開關模塊故障、通信電源直流母線過壓欠壓三類信號通過硬結點方式接入綜自系統公共測控屏。由綜自后臺運維人員根據測控屏接入位置，制作遠動轉發(fā)點號進行數據庫和點表制作。同時可根據實際調整接入型號類型，加入直流分配屏饋出空開告警信號等。

2.3 配置其他專業(yè)單獨配線屏柜

在基建工程設計階段，應同步考慮后期維護成本，強化對各專業(yè)分界點處設備維護職責。500 kV變電站通信機房內應配置與繼電保護、綜合自動化等專業(yè)界限明確的屏柜。如采用光纖直連方式的各線路保護光配單元應統一配置獨立的屏柜，不應與光纜線路側光配單元同屏放置，如圖4 所示。在基建驗收過程中，明確各專業(yè)驗收內容，并對驗收工作各負其責，避免出現驗收遺漏情況。

圖4 改進后變電站通信專業(yè)與繼電保護專業(yè)分界點Fig.4 Demarcation point of communication and relay protection in a substation after the improvement

2.4 保證施工工藝優(yōu)良

（1）加強光纜、尾纖在纜槽、盤纖盒內敷設、盤放情況檢查，結合光路開通情況，檢查光纜、尾纖彎曲度，以防止光纖彎曲過度導致光信號傳輸質量下降。

（2）加強電信號接頭部分檢查，針對2M 信號線纜、電源信號線纜、網線等線纜接頭部分應著重檢查，確保線纜焊接點飽滿，線纜接地連接可靠。在重要業(yè)務投運前，還應使用專用儀器對線纜聯通鏈路進行校驗，確保通道可靠連通。

（3）加強設備、線纜接地工程檢查驗收。按照DL/T 548—2012《電力系統通信站過電壓防護規(guī)程》要求，在高土壤電阻率地區(qū)通信設備接地電阻應小于5 Ω[15]。尤其對于2M 數字信號來說，線纜屏蔽層接地是否良好將直接影響信號傳輸質量。

3 結束語

500 kV 變電站通信系統能否順利投運直接影響間隔或整站啟動。本文針對500 kV 變電站通信系統在驗收工作中發(fā)現的典型問題進行了分析，并根據規(guī)范要求和實際工作經驗提出建議措施。專業(yè)驗收人員應嚴格規(guī)范驗收工作流程，嚴把工程質量關，確保變電站內通信系統“零”缺陷投運，保障電網安全穩(wěn)定運行。