750千伏变电站线路光纤差动保护联调方法浅析

750千伏变电站线路光纤差动保护联调方法浅析

张宏伟袁海翔郑耀

国网新疆电力有限公司检修公司，新疆乌鲁木齐市830000

摘要：以新疆750千伏变电站为例，介绍了750千伏变电站线路保护通道及保护联调的方法。通常在本对侧保护设备调试结束之后才能进行相关的联调工作，联调时间短促。因此，掌握正确快速的光纤通道及保护联调方法显得尤其重要。

关键词：光纤通道；直连；复接；调试方法

Abstract：TakingXinjiang750kVsubstationasanexample,thispaperintroducesthedebuggingmethodsoftwochannelsforlineprotectionin750kVsubstation.Thedebuggingoftheprotectionchannelcanonlybecarriedoutafterthedebuggingofthecontralateralprotectionequipmentisfinished,andthedebuggingtimeisshort.Therefore,itisespeciallyimportanttomasterthecorrectandfastdebuggingmethodofopticalfiberprotectionchannel.

Keywords：Fibrechannel;Directconnection;Reconnecting;debugmethod

1.引言

近年来，随着科学技术和工程应用的不断发展，光纤通道以其优异的抗电磁干扰能力、低衰耗、高可靠性等被广泛的应用于电力系统基础建设。新疆750千伏变电站线路间隔主要以750kV和220kV电压等级为主，保护装置以不同厂家双套配置。光纤传输通道一旦发生问题，可能导致变电站事故范围扩大。与此同时，通道联调试验也直接关系到线路主保护逻辑的正确与否,因此掌握正确的光纤通道及保护联调方法是非常必要的。

2.光纤保护通道配置

新疆地区750千伏电网系统中，750kV线路一般传输距离较长、衰耗相对较大，如要采用光纤直连需要在中间加装中继转发装置，这样不但容易出现问题而且查找困难。因此750kV线路一般以双套光纤复接作为线路保护的通道。750千伏变电站中的220kV线路一般距离较短，通常采用一专用光纤通道一复接光纤通道。

2．1专用光纤通道

采用同步通讯的方式，两端的保护装置以光纤通道直连。使用保护装置内部时钟实现线路两端采样数据的同步。其优点是保护装置通过光缆的纤芯熔纤后由光缆终端箱直接接人保护设备的光口，中间环节少、可靠性高、损耗较小，且由于不涉及通信调度，管理较方便。

2．2复用光纤通道

利用数字复接技术，采用64kbit／s的数字接口经PCM终端设备或采用2M接口直接接入现有数字用户网络系统PDH／SDH对继电保护的信息进行传输。这种方式相比专用光纤通道投入小并且传输距离更远，可以用于长度大于100km的线路。

3保护装置光纤通道的调试

3.1保护装置专用光纤通道的调试

以220kV线路为例，专用光纤电缆连接，线路两侧的装置以光纤通道直接连接。通道连接方式如图1。

a）用光功率计和尾纤，检查保护装置的发信功率是否和通道插件上的标称值一致；

b）用光功率计检查由对侧来的光纤收信功率，校验收信裕度，应保证收信功率裕度(功率裕度=收信功率-接收灵敏度)在6dB以上，最好要有10dB。若线路较长导致两侧接收光功率不满足接收灵敏度要求时，可以考虑加光放大器增加发送功率，同时应检查光纤的衰耗是否与实际线路长度相符；

c）分别用尾纤将两侧保护装置的光收、发自环，将“专用光纤”、“通道自环试验”控制字置l，经一段时问的观察，保护装置无通道异常告警信号；

d）恢复正常运行时的定值，将通道恢复到正常运行时的连接，投入差动压板，保护装置通道异常灯应不亮，无通道异常信号。

3.2复用通道的调试步骤

750千伏变电站中750kV线路与220kV线路都使用复用光纤通道，复用光纤通道的调试相对较复杂，一般调试步骤如下，详见图2

a）检查两侧保护装置的发光功率和接收功率，校验收信裕度，方法同专用光纤。

b）分别用尾纤将两侧保护装置的光收、发自环，将“专用光纤”、“通道自环试验”控制字置1，经一段时间的观察，保护装置不能有通道异常告警信号。

c）两侧正常连接保护装置和通信接口装置之间的光缆，检查通信接口装置的光发送功率、光接收功率。通信接口装置的收信光功率应在-20dBm以上，保护装置的收信功率应在-15dBm以上，站内光缆的衰耗应不超过1dB~2dB。

d）两侧在接口装置的电接口处自环，将“专用光纤”、“通道自环试验”控制字置1，经一段时间的观察，保护不能报通道异常告警信号，同时通道状态中的各个状态计数器均不能增加。

e）利用误码仪测试复用通道的传输质量，要求误码率越低越好，同时不能有其它告警信息。通道测试时间要求至少超过24h。

F）如果现场没有误码仪，可分别在两侧远程自环测试通道。

g）恢复两侧接口装置电口的正常连接，将通道恢复到正常运行时的连接。恢复定值到正常运行时的状态，投入差动压板，保护装置通道异常灯不亮，无通道异常信号，通过装置面板显示的通道状态检查可查阅通道延时、失步次数、误码总数、报文异常数。

4纵联保护功能的联合调试

a）保护装置信息的核对。调试前应核对两侧线路保护装置及通道插件型号、版本号、校验码等是否一致，若两侧装置由于采样方式不同或其他原因出现不一致的情况，应与设备厂家联系并确认两侧装置软件、硬件是否匹配。

b）保护通道独立性检查。通过断开光纤物理连接、投退相关功能软压板及控制字，检查物理连接和压板、控制字的功能及独立性，包括线路保护屏柜的通道光纤、复接装置的光纤及2M数据传输回路。通过上述方法，可再次确认标签标识的正确性，有利于后期设备维护。

c）保护通道状态的检查。通道状态是否正常，通道延时、误码、丢帧是否在允许范围内。

d）两侧模拟量传输试验。三相电流采样值检查、两侧差流CT变比及差流核对。

e）开关量传输测试及断路器联动试验。模拟线路空充送电时区内故障，本侧差动保护动作跳开本侧断路器，对侧差动保护不动作。模拟断路器合闸位置，一侧模拟单相或三相故障，另一侧模拟正常状态，两侧保护均不动作。模拟两侧断路器合闸位置，一侧单相故障，另一侧相电压降低至65%以下（弱电源侧），无弱电源侧也可不对弱馈功能进行调试。

F）后备保护动作远跳功能检查。模拟后备保护动作，两侧投退远跳受本侧控制字检查远跳信号传输是否正常，若为750kV线路保护，还应模拟750kV断路器保护及高抗电量及非电量保护动作后的远传、远跳信号。

g）220kV母差保护动作远跳对侧检查。可通过数字继电保护测试仪或短接正电的方法，模拟母线保护动作跳开对侧断路器。

5调试过程中常见问题及处理

5.1衰耗大收信裕度低

光纤接口或法兰处接触不良容易导致收信裕度降低，现场工作时插拔光纤不注意保护光纤使光纤头上沾有污秽等都有可能使收信裕度大大降低，当系统扰动或操作时，会导致通道异常，因此在做试验和试验结束后都因该清洁光纤头，将光纤接口和法兰接好。

5.2两侧装置软硬件不匹配

由于采样方式或厂家及设备自身原因导致的软硬件不匹配，造成调试过程中部分功能缺失，不满足要求。某750kV线路间隔通道联调过程中，出现侧远眺对侧不动作。现场检查发现对侧CPU插件软硬件不匹配，导致部分功能无法实现。为防止出现上述状况，在联调前应做好两侧保护装置软硬件的核查工作，如有必要应要求厂家出具说明。

5.3两侧CT变比不一致形成差流

某220kV线路间隔进行模拟量传输试验，出现两侧始终有较小的差流，现场核对两侧CT变比，发现两侧CT变比存在不一致。因此，试验前应做好两侧CT变比的核对工作。

5.4开关位置相序错误单跳失败三跳

某220kV线路间隔联合调试过程中，模拟单相瞬时性接地故障，本侧单跳单重正常，对侧单跳失败跳开三相开关。经现场检查发现，对侧保护装置接入三相位置相序错误。因此，在联调前应做好两侧单机调试及传动工作，无缺项漏项，避免在联调时出现不必要的问题。

5.5回路或机构异常导致开关联动失败

由于就地开关控制回路或本体机构原因，开关在联动试验过程中无法完成分合闸。因此，在通道联调前应再次检查开关机构及控制回路，是否具备传动条件，能否正常分合闸。

6结语

随着电力系统和通信技术的发展，光纤通道的保护装置已经成为线路保护的主流，特别是远距离、大容量、超高压的主干输电线路与变电站。光纤通道的安全可靠，以及保护联调的质量，对电力系统的安全稳定运行起着十分重要的作用。我们如何快速全面不漏项的检验我们的保护通道及装置,验证保护装置功能的正确性,这要求我们现场调试和验收人员把好质量关,将保护装置的调试做细做好,为电网的安全稳定运行打好基础。

参考文献：

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[2]韦乐平.光同步数字传送网[M].北京：人民邮电出版社，1995

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