探索通信接口在電力繼電保護上的應(yīng)用

王博涵 王彬 張茹

摘?要：通信技術(shù)取得了快速發(fā)展，電網(wǎng)公司提出了新的電網(wǎng)目標(biāo)，要求其盡快實現(xiàn)自動化、智能化。為了監(jiān)視智能電網(wǎng)的生產(chǎn)、運行狀況，必須運用先進技術(shù)，其中最重要的就是通信技術(shù)與控制技術(shù)。通信與保護進行連接時，需保證接口足夠穩(wěn)定、安全，否則將導(dǎo)致智能電網(wǎng)不能穩(wěn)定運行。本文分析了通信設(shè)備的實際運行情況，結(jié)合自身多年的維護經(jīng)驗，深入探討了通信與保護怎樣才能保持穩(wěn)定運行。希望廣大的運維人員能夠引以為鑒，努力精進自身所掌握的技能。

關(guān)鍵詞：通信接口;電力繼電保護;應(yīng)用

為了使電網(wǎng)二次技術(shù)取得更好發(fā)展，電力通信專業(yè)必須配合電網(wǎng)保護等相關(guān)專業(yè)，此問題極其重要。本文從技術(shù)融合這一角度出發(fā)，詳細論述了通信與保護這兩個專業(yè)之間存在怎樣的設(shè)備接口關(guān)系，同時闡述了其對變電站的重要性。將其當(dāng)成技術(shù)突破口，分析了通信與保護在傳輸數(shù)據(jù)過程中，需注意哪些技術(shù)關(guān)鍵點，希望能促進通信與保護更快實現(xiàn)技術(shù)融合。

一、通信接口與保護裝置的應(yīng)用

變電站需利用通信接口完成保護信號的傳送，其結(jié)構(gòu)形式與接收保護信息基本相同，唯一不同的是中間所采用的通信介質(zhì)，一種為光纖接口，另一種為電接口。

二、繼電保護不穩(wěn)定性因素

（一）硬件因素

硬件設(shè)施對電力系統(tǒng)可起到推動作用，確保繼電保護裝置能夠在良好的環(huán)境下運營。一旦發(fā)生故障，繼電保護將失去穩(wěn)定性，此時需全面探究裝置接口、通信設(shè)備以及通道等。保護系統(tǒng)元件是繼電保護裝置最重要的部件，裝置如果發(fā)生故障的話，應(yīng)快速隔離保護元件，這樣其他元件才能繼續(xù)運作。通常，此裝置系統(tǒng)包含了四個組成部分，其分別為中央處理器和電源，還包括模擬量模板以及數(shù)字模版。繼電保護系統(tǒng)需要依靠輔助裝置才能順利運營，最常見的輔助裝置通常包含了繼電箱以及電壓切換箱，通過運用這些輔助裝置，可保證繼電保護能夠穩(wěn)定運營。

（二）軟件因素

研發(fā)軟件裝置過程中，一旦出現(xiàn)了設(shè)計問題，將直接影響到繼電保護系統(tǒng)的運營狀況。對繼電器保護來說，控制系統(tǒng)軟件出現(xiàn)錯誤，或者繼電保護裝置得不到合理設(shè)計，繼電器保護都可能出現(xiàn)失誤現(xiàn)象，這樣繼電器保護將無法正常工作。因此，系統(tǒng)保護期間，必須全面了解系統(tǒng)軟件并對其進行熟練掌握，否則將出現(xiàn)不正確的軟件設(shè)計編碼，也可能導(dǎo)致設(shè)計流程失去精準(zhǔn)性，致使繼電保護裝置無法正常運轉(zhuǎn)。

（三）人為因素

通過分析以往的實踐情況，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)從事繼電保護行業(yè)的工作人員，需進一步提升綜合素養(yǎng)。有的工作人員缺乏相應(yīng)的技術(shù)能力，不能全面處理某些問題。例如，安裝相關(guān)設(shè)施過程中，不按照相關(guān)流程來操作，導(dǎo)致部分裝置無法順暢連接，這樣繼電保護裝置就不能順利運轉(zhuǎn)。

三、通信接口與專用光纖保護裝置的應(yīng)用及分析

（一）專用光纖保護的接口形式

光纖保護通道通常選擇的是一對纖芯，當(dāng)然備用兩芯也很重要，保護接口通常采用兩種方式進行連接?？稍诒Ｗo設(shè)備上配置一個光纖接口，或者將其接入線路光纜，中間不需要電接口對設(shè)備進程轉(zhuǎn)換;也可將電接口配置到保護設(shè)備上，將其接入用于對保護信息進行傳送的接口設(shè)備中，這樣保護信號就能將保護接口設(shè)備接入到線路光纜中。采用以上兩種保護方式對數(shù)據(jù)進行傳輸時，可達到2M或64K的傳輸速率。

（二）專用光纖保護的通道需求

光纖保護必須滿足以下通道誤碼需求：對于向量式光纖來說，差動速度不是很快，動作達不到較高的靈敏度，對通道沒有很高的要求，一般是10-3-10-5;光纖差動用于傳輸采樣值的話，需達到較快的速度，且其動作也要比較靈敏，通道需達到10-7。通信技術(shù)需保證通道達到10-9-10-11的誤碼率，只有通信設(shè)備能夠正常工作，才能保證通道符合要求。為保證能夠穩(wěn)定通信，應(yīng)仔細測量光器件特性，估算出通道裕度，且系統(tǒng)衰減余量在6dB以內(nèi)。

（三）保護設(shè)備光發(fā)送功率的測試

單模光纖需達到0.3dB/km的實際衰耗值以及0.2-0.5dB/點的接頭衰耗，同時還需達到0.3dB/點的熔接衰耗。對光線通道進行測量時，需用到光功率計或誤碼儀以及光萬用表等，此外還有光衰耗儀。計算光發(fā)功率，可將測量值減去接頭衰耗*2。一般來說，長達1310nm的插件波長，可達到-16dbm±3dbm的發(fā)信率。

（四）光接收靈敏度測試

光衰耗儀需適當(dāng)調(diào)節(jié)衰耗值，保護裝置需顯示出告警狀態(tài)，然后對衰耗值做相應(yīng)調(diào)整，確保誤碼值超過1小時的穩(wěn)定時間。計算光接收靈敏度時，可將發(fā)送功率減去光衰耗值，通道為64K的話，接收靈敏度可達到-45dBm，而對于2M或2M以上的通道來說，其接收靈敏度分別為-35 dBm和-40dBm。由側(cè)光纖可發(fā)出6dBm以上的收信功率裕度，也可達到10dBm，也就是說光發(fā)射功率減去光接收靈度，再減去距離以及接頭數(shù)，當(dāng)然也要減去熔接頭個數(shù)，最后應(yīng)保證超過6dB。

四、復(fù)用保護通道需求

（1）準(zhǔn)確判斷復(fù)用保護通道。將要運行的保護裝置，應(yīng)認(rèn)真核查保護通暢是否完備，且保護通道需達到以下要求：①保護裝置應(yīng)關(guān)閉“通道異常燈”，裝置若無異常情況發(fā)生，可開啟通道告警;②“保護狀態(tài)”、“通道狀態(tài)”不可改變其數(shù)值。（2）誤碼可影響保護。一般來說，傳送“通道狀態(tài)”時，不可超過64K，傳送1點電流采樣值需要1.667ms的時間，傳送完側(cè)電流采樣值之后，必須核算電流采樣值，可根據(jù)差動元件，確定數(shù)據(jù)窗的具體長度。

若需要退出誤碼差動保護，應(yīng)保證其推出時間在25ms以上。單獨誤碼需根據(jù)三相電流付氏值來核算出分相電流差動，并持續(xù)0.788ms的退出時間。

五、結(jié)語

目前，通信技術(shù)已經(jīng)得到了全面發(fā)展，電力系統(tǒng)也實現(xiàn)了全網(wǎng)保護。從事于電網(wǎng)維護的工作人員，必須熟練掌握與通信接口有關(guān)的知識，針對不同的保護通道選擇與之相符的傳送方式，同時采用相應(yīng)的處理方法，處理好電力系統(tǒng)常見的幾種故障，這樣才能保證電網(wǎng)系統(tǒng)能夠安全運轉(zhuǎn)。

參考文獻：

[1]張慶偉.王陽.電力系統(tǒng)繼電保護不穩(wěn)定所產(chǎn)生的原因及解決措施[J].工程技術(shù)研究，2017（01）：11-13.

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