220kV线路保护光纤化改造重点问题分析

刘亚明 肖 攀

摘要：本文系统地介绍了某电厂220kV线路保护光纤化改造中遇到的重难点问题，提出了解决方案及防范措施，对同类工作的开展有一定借鉴意义。 关键词：光纤化改造  光纤通道 二次回路 通道联调 1 CVT末屏接地问题 拆除结合滤波器时，解开CVT二次接线盒内载波通讯N端与结合滤波器连接线后，必须将N端与X端连接，实现互感器末屏接地。因为N端是是互感器中压电容C₂的低压端（见图1），当N端未安装载波装置且未接地时，在互感器投入的瞬间，会在N端上产生悬浮高压，在悬浮高压的作用下会对周围的接线端子放电，导致绝缘接线板破裂漏油，当中间变压器油漏完后，内部放电将产生大量气体，导致设备燃烧或者爆炸等严重事故。

图1 CVT 原理图 2 光纤通道的开通 线路保护A套采用复用光纤通道，经5个厂站的光纤通道迂回（满足迂回站点不宜超过6个，所经线路长度不超过1000km的要求）。复用通道需配套复用接口装置，保护装置经单模光缆连接至接口装置后，再经阻抗为75Ω同轴电缆接至数字配线架。通道安装好后，应测试保护装置到继电保护接口装置间光缆每根纤芯（含备用纤芯）的传输衰耗，其值不应大于2.5dB。应对通道的误码率和传输时间进行检查，误码率BER≤10^-8,单向传输延时不得超过10ms。复用接口装置电源取自通信直流-48V电源，其正极应保证与通信机房的接地铜排连接可靠，装置外壳应有明显接地端子，并用黄绿4mm²的多股软铜线直接与屏柜内的接地铜排相连。

B套保护采用专用光纤通道，专用通道走向为保护装置经单模光缆至通信机房数字配线架，因为OPGW光缆的线路长度较长,装置应使用增强型模块，以增加发送功率，应对其发信功率和收信灵敏功率进行测试，并保证通道的收信裕度大于6dB。

光缆、尾纤铺放盘绕时应采用圆弧型弯曲，弯曲直径应不小于10cm，必须用软质材料对其进行固定，不宜过紧，铺设在电缆沟内的尾纤要用PVC管保护。尾纤瓷芯脏污产生的衰减可达几十dB，因此通道连通前要用专业工具或无水酒精将尾纤的瓷芯端面擦拭干净，并用吹气球吹干。光纤与光砝琅盘进行连接时，光纤上的凸出定位部分要对准砝琅的缺口，保证两根光纤的同心度，避免野蛮作业导致光砝琅内瓷芯碎裂引起通道中断,所有光纤端口及备用纤芯要做好防尘和标识。

3 重点二次回路的改造

本次改造涉及到的二次回路主要是远跳、三相不一致及重合闸回路。

3.1 远跳回路

远跳保护是为使线路开关与电流互感器之间故障时对侧保护能快速跳闸，切除故障。改造前只有线路保护B套装置有远跳功能，且由母线保护动作信号直接作为开入，不满足要求。改造后两套装置均有远跳功能，由TJR继电器启动“其它保护动作”开入，用于传送母差、失灵等保护动作信号，远跳功能受差动压板投退控制。当本侧保护有远跳开入时，经延时向对侧传输信号，对侧保护收到此信号后，经启动元件闭锁（当控制字“远跳受启动元件控制”投入时），满足条件后，驱动永跳继电器动作。

3.2 三相不一致保护回路

改造前线路开关三相不一致保护功能由开关保护装置实现，线路保护没有配置三相不一致保护功能。改造后两套装置均具备三相不一致功能，三相位置接点由操作箱提供，故需铺设电缆将操作箱TWJ 信号分别接入两套装置。当三相跳位不一致且跳位相无流时三相不一致保护启动，“零负序开放”控制字投入且达到动作值，保护经延时（时间要躲过最长的单相重合闸时间）动作出口，驱动三相不一致出口触点、保护动作信号，闭锁重合闸。

3.3 重合闸回路

改造前每套保护装置均配有重合闸功能，两套重合闸相互启动和相互闭锁，均设置了“重合闸方式转换开关”。由于两套重合闸相互启动和闭锁，回路复杂，运行麻烦，且实际运行中只有一套重合闸装置投出口压板，相当于只有一套重合闸装置运行，同时也带来了“沟通三跳”等压板设置的混乱。

改造后每一套保护装置均有重合闸功能，不采用两套重合闸相互启动和闭锁方式，取消原装置的互相启动和闭锁接线，取消“重合闸方式转换开关”，仅设置“停用重合闸”压板，重合闸方式通过控制字实现，压板投入时，闭锁重合闸。

4 通道联调

在完成光纤通道开通及保护装置单独调试后，应与对侧进行装置带通道联调试验，检查两侧电流及差流、模拟线路空载或空充故障、检查远方跳闸、通道故障闭锁保护等功能，验证保护动作的正确性，通道联调是保证设备安全投运的重要步骤。　

联调前确认两侧装置的软压板、控制字、通道方式、环回控制字、识别码等按照定值单设定，光纤端口无误，尾纤与珐琅盘连接可靠 ，装置上“纵联保护闭锁”告警灯应不亮。

4.1 检查两侧电流及差流

对侧不加任何电流量，本侧A、B、C三相分别用继保仪加0.1、0.3、0.5A电流量，对侧装置界面上应显示为0.05、0.15、0.25A（因本侧CT变比600/1，对侧为1200/1），三相差动电流应为单侧所加电流。

4.2 模拟线路空载或空充故障

因差动保护只有在两侧压板都处于投入状态时才能动作，两侧压板互为闭锁，正常运行时，只有两侧启动元件均启动，两侧差动继电器都动作的条件下才能出口跳闸，而且每一侧差动继电器动作后都要向对侧发一个允许信号。当线路空载或空充时（即一侧开关合闸，一侧开关分闸）发生故障，会出现开关分闸侧的电流启动元件不动作，开关合闸侧差动保护也就无法动作的情况。因此装置有通过开关跳闸位置启动使差动保护动作的功能，启动逻辑为：当对侧启动元件动作与本侧开关在跳闸位置两个条件同时满足时本侧启动元件动作。

使对侧开关在分闸位置，本侧开关在合闸位置 ，两侧主保护压板均投入，在本侧装置加动作电流量后，本侧差动保护动作跳闸，对侧不动作。

4.3 远方跳闸功能

使本侧开关在合闸位置，“远跳受启动元件控制”控制字置 1，短接对侧保护装置TJR继电器的同时，本侧装置加启动电流量，本侧差动保护动作跳闸。

4.4 通道故障闭锁保护功能

拔掉一根尾纤，装置上“纵联保护闭锁”告警灯亮，本侧对侧一起加动作电流，两侧差动保护应均不动作。

5  结语

线路保护装置光纤化提高了电网的安全性，是电力系统发展的必然趋势，本文对220kV线路光纤化改造中需重点关注的事项进行了分析，提出了防范措施，对同类工作的开展具有一定借鉴意义。 参考文献： [1] 国家电网公司十八项电网重大反事故措施 国家电网公司2018版 [2]华中电网500kV系统继电保护光纤通道管理规定 [3]CSC-103A-G数字式超高压线路保护装置说明书

[4]PSL-603U系列线路保护装置说明书

作者简介：

刘亚明 工程师，从事电力系统继电保护设备维护检修

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