淺析220KV線路保護通道配置

摘 要：本文通過對常規繼電保護通道方式的比較，對220kV線路保護通道配置原則進行了調整，并根據新的配置原則對線路保護進行了通道配置，通過理論計算分析論證配置的合理性和可行性。

關鍵詞：220kV 線路保護 通信組網 通道配置

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

220kV線路通常采用縱聯保護，將被保護線路各端的保護裝置縱向連接起來，在系統故障時，每段保護裝置對各端送來的電氣量進行比較，判斷故障發生在區內還是區外，以決定是否進行保護。

1常規繼電保護通道方式

縱聯保護按照通道類型分類，主要有：載波通道、導引線通道、微波通道、光纖通道。

1.1載波通道

載波通道是利用電力線路、結合加工設備、收發信機構成的一種有線通信通道，以載波通道構成的線路縱聯保護也稱為高頻保護。載波通道的優點是簡單快速、靈敏度高、安全性好。但由于載波通道存在以下缺點：①由于載波通道中傳輸的高頻信號為電信號，易受各種強電磁干擾而造成保護拒動；②根據運行經驗，高頻保護所用的收發信機故障率很高，直接影響保護的可靠性③由于沿海的大部分地區易受臺風侵襲，載波通道所需要加裝的阻波器在臺風中易擺動造成線路跳閘，成為一個安全隱患。因此，載波通道已不是首選的保護通道方式。

1.2導引線通道

導引線通道就是用二次電纜將線路兩側保護的電流回路聯系起來，導引線中傳輸的是電信號。導引線通道需要鋪設電纜，其投資隨線路長度而增加。在中性點接地系統中，除了雷擊外，在接地故障時地中電流會引起地電位升高，會產生感應電壓，對保護裝置和人身安全構成威脅，也會造成保護不正確動作。導引線直接傳輸交流電量，導引線的參數（電阻和分布電容）直接影響保護性能，從而在技術上也限制了導線保護用于較長的線路。因此導引線通道方式通常不被采用。

1.3微波通道

微波通道為無線通信方式，采用頻率為2000MHz、6000-8000MHz，主要用于電力系統通信，由定向天線、連接電纜、收發信機組成。微波通道與輸電線沒有直接的聯系，輸電線發生故障時不會對微波通信系統產生任何影響，因而利用微波保護的方式不受限制。微波通信具有很寬的頻帶，線路故障時信號不會中斷，可以傳送交流電的波形。采用脈沖編碼調制（PCM）方式可以進一步擴大信息傳輸量，提高抗干擾能力，也更適合于數字保護。但是微波通道受天氣影響較大，且通道不穩定。

1.4光纖通道

20世紀90年代末，光纖技術逐漸成熟。由于光纖通信技術有著其它通信方式無法比擬的穩定、可靠、抗干擾強、信息量大、整定維護簡便的優勢，光纖通道逐漸成為首選的保護通道方式。通常有兩種光纖通道連接方式，一種為專用光纖方式，兩臺縱聯保護通過光纖直接相連。專用光纖方式，信號沒有經過轉換，傳輸過程相對直接，但是浪費纖芯資源，每條線路保護占用2根纖芯。另一種為復用方式，利用2Mbit/s或64kbit/s通道傳輸保護信號。最初，光纖保護采用64kbit/s同步通道，保護裝置按照64kbit/s速率編碼、同步數據鏈通信方式，和通信的接口采用64kbit/s正向碼速調整的同步接口方式，由PCM終端設備提供。這種保護方式中間環節過多，傳輸時延大，通道的故障概率增加。而采用2Mbit/s通道方式，能傳送的信息量大，不需要經過PCM轉接，運行可靠。通常做法為保護裝置（內置光電轉換裝置）出2Mbit/s口通過同軸電纜與SDH設備相連，通過光網絡將信號傳送至對端（如下圖所示）。

2 220kV線路保護通道配置

2.1 220kV線路保護通道配置原則

根據綜合數據對比，從經濟角度來看，1條20km的220kV線路架設OPGW的費用和開設高頻通道（結合加工設備）的費用相當。加上采用光纖通道的穩定、可靠、抗干擾強、信息量大、整定維護簡便的優勢，采用專用纖芯的方式也無需開設電路。因此對于220kV線路保護通道首選為專用纖芯的通道，配置原則如下：（1）兩套縱聯保護應由兩個完全獨立的通道（含通道設備）傳送。（2）對有OPGW光纖通道的線路，縱聯保護通道應采用OPGW光纖通道。（3）保護通道為光纖通道時可配置一套光纖允許式方向/距離保護、一套光纖分相電流差動保護或兩套光纖分相電流差動保護；無旁路切換要求時應采用兩套光纖分相電流差動保護。（4）220kV線路兩套主保護通道在選用相一地耦合制的電力線高頻通道時，應分別耦合在不同的相別上；配置兩套不同原理的高頻閉鎖式保護（專用收發信機）。（5）對有OPGW光纜的線路，每套保護直接使用不同的光纖芯或復用光纖通道；配置兩套光纖保護。（6）對有OPGW光纜且完全同桿并架雙回線.每回線均配置兩套光纖保護，每套保護直接使用不同的光纖芯或復用光纖通道。（7）對有OPGW光纜且非同桿并架雙回線，在無OPGW光纜的線路上配置一套專用載波高頻閉鎖式保護或迂回OPGW通道的光纖保護以及一套直接使用光纖芯的分相電流差動保護；在有OPGW光纜的線路上保護配置同（e）項。（8）對電纜或電纜架空線混合線路保護通道應采用光纖通道，一套保護直接使用光纖芯，另一套保護復用光纖通道，復用光纖通道優先采用迂回OPGW通道；配置兩套光纖保護。（9）對有ADSS光纜的線路，一套保護直接使用ADSS光纜，另一套選用相一地耦合制的電力線高頻通道。（10）保護通道不宜使用普通光纜通道和微波通道。（11）迂回光纖通道應為220kVOPGW通道，傳輸延時應不大于12ms，并應滿足通道收發同時切換、路由、時延和往返一致的要求。

2.2 220kV線路保護通道配置原則

由于線路倒桿時光纖差動保護總是能在通道中斷前動作跳閘，以及兩套線路保護均采用專用光纖通道對突發情況（光纜斷線）的應變能力太差。因此對保護通道配置原則進行了調整，電網220kV線路保護通道配置原則如下：（1）本線有OPGW。第一套線路保護正常都采用復用本線點對點2M直達電路方式，第二套線路保護采用本線專用光纖芯。特殊緊急情況下（如光纜斷線），兩套主保護通道都中斷時，第一套線路保護可切換至2M應急迂回通道。若通信規劃中本線點對點2M電路不通，則要求在兩側通信光端機上加光板供第一套線路保護復用本線2M電路，不采用單獨配置小型光端機方式。（2）本線無OPGW，但相鄰平行線路有OPGW。第一套線路保護正常都采用復用相鄰線點對點2M直達電路方式，第二套線路保護采用相鄰線專用光纖芯。特殊緊急情況下（如光纜斷線），兩套主保護通道都中斷時，第一套線路保護可切換至2M應急迂回通道。（3）本線與相鄰平行線路均無OPGW。若具備可靠迂回通道時，則第一套保護采用高頻保護，第二套復用2M迂回。否則，兩套均采用高頻保護。（4）可靠迂回通道傳輸總延時不大于12ms，收發同一路由，220kV及以上電壓等級的OPGW。（5）緊急情況下使用的應急迂回通道傳輸總延時不大于12ms，收發同一路由。（6）單臺光纖通道設備（如SDH光端機）復用數量按照國網典設原則上不超過8套。（7）保護若采用可靠迂回通道，則通信部門在工程投產前必須確定固定的迂回路由，并按照繼電保護光纖通道運行管理辦法嚴格管理迂回路由的運行和檢修工作。

結語

經調整后，線路主備保護采用不同原理的通道方式，并組織應急迂回通道。實現了性能互補，提高了線路保護的可靠性，但目前的配置原則存在以下問題：

（1）電力通信組網主要是滿足調度自動化、保護、生產管理等業務的需求，網絡結構目前以環網為主。一次網絡結構以放射狀為主。通道配置原則中的“復用本線點對點2M直達電路方式”，將產生大量的放射狀電路，使通信網絡變得復雜。

（2）通道配置原則中的“收發同一路由”，就需要核實現有運行網絡的保護倒換方式。若網絡配置為“二纖雙向復用段保護”或“四纖雙向復用段保護”則能滿足要求，否則就需要對現有網絡進行運行方式的調整和改變，對已運行的其它業務影響較大。

（3）通信設備上大量的保護復用業務的承載，增加了通信運行的壓力，通信設備的運維都必須核實保護通道的情況。而通信設備的故障也將直接影響電網的安全運行。

參考文獻

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