光纖電流差動保護技術(shù)在超高壓線路中的應(yīng)用

李軍榮

(霍州煤電集團 呂梁山煤電有限公司方山發(fā)電廠，山西 呂梁033102)

0 引言

在超高壓輸變電工程中，光纖是一種具有明顯抗干擾優(yōu)勢的高壓線路保護通道，可提升線路繼電保護的可靠性、準確性。電流差動保護技術(shù)作為目前在超高壓光纖線路中應(yīng)用最多的保護技術(shù)之一，其具有保護原理簡單、保護效率高且具備選相能力等特性。再加之近年來，我國超高壓輸電線路廣泛采用光纖保護通道，這也在一定程度上加快推進光纖電流差動保護的完善及應(yīng)用。以下將簡要介紹光纖電流差動保護的技術(shù)原理，并以工程實例為基礎(chǔ)，分析該技術(shù)實踐應(yīng)用技巧。

1 光纖電流差動保護原理

在超高壓輸變電工程中，光纖電流差動保護技術(shù)主要是基于光纖線路通道來采集相關(guān)數(shù)據(jù)，兩側(cè)裝置實時交互相關(guān)數(shù)據(jù)，然后運用差動電流計算公式對本地、對側(cè)采集的電流數(shù)據(jù)進行計算分析［1］。

在判斷線路故障時，主要是利用制動特性方程來實現(xiàn)電流差動保護目的，通過計算公式不僅可以判斷、甄別區(qū)內(nèi)電路故障，保護裝置指令跳閘動作，另外，還可準確判斷區(qū)外故障時保護裝置指令不動作。假如輸變電線路處于正常運行狀態(tài)或者區(qū)外故障狀態(tài)，此時，兩側(cè)線路的電流相位處于反向狀態(tài)，差電流值為零;假如輸變電線路區(qū)內(nèi)出現(xiàn)故障，此時，兩側(cè)線路的差電流值則不為零，符合電流差動保護動作的特性方程，保護裝置將發(fā)跳閘指令及時切除故障相。

2 光纖電流差動保護現(xiàn)場應(yīng)用分析

現(xiàn)以梁山煤電有限公司方山發(fā)電廠220 kV 變電站出線間隔的RCS-931GM 保護裝置為研究對象，探討分析光纖電流差動保護技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)。

2.1 光纖保護通道調(diào)試

2.1.1 專用光纖通道調(diào)試

采用光功率計對光纖保護通道上的保護裝置發(fā)光功率進行檢查，目的是檢測其與通道插件標稱值是否是一致的，重點針對對側(cè)傳遞的光纖收信功率，并效驗對側(cè)的收信裕度，一般情況下常規(guī)插件的波長為1 310 nm，其接受靈敏度應(yīng)該為64 K(-45 dBm)，若距離較長時波長為1 550 nm，此時的接受靈敏度也應(yīng)該達到64 K(-45 dBm)，收信功率的裕度也應(yīng)該保持在6 dB～10 dB。在兩側(cè)分別采用尾纖將保護裝置的光收、發(fā)自環(huán)，同時把本側(cè)、對側(cè)的縱聯(lián)碼保持一致性，且將相關(guān)聯(lián)的通道(即專用光纖、通道自環(huán)試驗)控制字置“1”，觀察一段時間后保護裝置不可出現(xiàn)“通道異常”警告信號，在此期間監(jiān)測通道狀態(tài)的計數(shù)器數(shù)據(jù)均保持不變。

2.1.2 復(fù)用通道調(diào)試

采用光功率計對兩側(cè)的保護裝置發(fā)光、接受功率進行檢查并對收信裕度進行效驗，檢查及效驗方法與專用光纖通道相同。在兩側(cè)分別采用尾纖將保護裝置的光收、發(fā)自環(huán)，將相關(guān)聯(lián)的通道(即:專用光纖、通道自環(huán)試驗)控制字置“1”，觀察一段時間后保護裝置不可出現(xiàn)“通道異常”警告信號，在此期間監(jiān)測通道狀態(tài)的計數(shù)器數(shù)據(jù)均保持不變。檢查兩側(cè)保護與復(fù)接接口裝置間的光纜是否正常連接，采用光功率計檢查復(fù)接接口裝置的發(fā)光功率(常規(guī)光率值為-13.0 dBm)、接受功率(常規(guī)靈敏度為-30.0 dBm)，而兩側(cè)的收信光功率則應(yīng)該持續(xù)保持在-20 dBm 之上，光纖保護裝置收信功率則保持在-15 dBm之上。變電站內(nèi)光率的衰耗值應(yīng)＜2 dB。在線路兩側(cè)接口設(shè)備的電接口處進行自環(huán)，并將關(guān)聯(lián)通道控制字置“1”，觀察一段時間后保護裝置不可出現(xiàn)“通道異常”警告信號，在此期間監(jiān)測通道狀態(tài)的計數(shù)器數(shù)據(jù)均不能出現(xiàn)增加。最后，使用誤碼儀對復(fù)用通道的傳輸質(zhì)量進行測試，此時誤碼率越低表明傳輸質(zhì)量越好。在復(fù)用通道上投入差動壓板后，線路保護裝置上的復(fù)用通道異常燈未亮，這表明光纖復(fù)用通道無異常，監(jiān)測通道狀態(tài)的計數(shù)器數(shù)據(jù)均保持不變。

2.2 裝置帶通道試驗

當(dāng)光纖的通道驗收達到預(yù)期標準之后，經(jīng)光纖連接兩側(cè)裝置上的光端機，之后再進入裝置將“通道自環(huán)試驗”控制字修正為“0”，上述操作完成之后若光纖通道處于正常狀態(tài)，此時兩側(cè)應(yīng)亮起“運行”燈，“通道異?！睙舨涣粒窗l(fā)出通道異常警告，通道異常接點不動作。此時，工程人員應(yīng)注意在“主機方式”控制字兩側(cè)分別設(shè)置為“0”“1”，并在兩側(cè)投入差動保護壓板，并在兩側(cè)合理位置處安置斷路器，通道對側(cè)分別接通三相對稱電流，觀察本側(cè)屏幕上顯示的對側(cè)三相電流以及補償后、未補償?shù)牟顒与娏髦?，此時屏幕上顯示的對側(cè)電流值應(yīng)小于5%的誤差率［2］;之后交換位置檢查，如果在檢查時需要在兩則同時接通電流，則需要確保通道兩側(cè)電流相位的參考點應(yīng)保持一致性。

3 結(jié)語

從上述案例中可以看出，在超高壓輸變電線路中光纖電流差動保護主要以兩側(cè)電流值為基礎(chǔ)，不會受到負荷電流影響且不顯示系統(tǒng)的振蕩，選擇性比較強，線路故障反應(yīng)靈敏度比較高，可及時反應(yīng)線路故障并采取跳閘動作。在現(xiàn)代光纖技術(shù)發(fā)展及推廣應(yīng)用影響下，在超高壓輸變電線路中光纖電流差動保護具有現(xiàn)場操作簡單、保護功能全面等優(yōu)勢，在未來超高壓輸變電線路中必將成為主流的保護技術(shù)。

［1］ 劉天泉.光纖電流差動保護及其試驗技術(shù)［J］. 電工技術(shù)，2010(2):9 -11.

［2］ 李建強. 光纖電流差動保護的特點［J］. 科技資訊，2010(16):136 -137.