线路保护复用2M接口装置电源改造方案探讨

王付军，张洁，冯倩

摘要：根据国家电网公司最新文件要求，220千伏以及以上线路保护用光纤通道均需采用“双装置/双接口、三路由”以及“双装置/单接口、三路由”方式，本文根据某220千伏变电站线路间隔改造工程实例，针对老变电站仅有一套通信电源的现状，设计了专门的线路保护复用2M接口装置的供电方案，满足线路保护双装置、双电源的要求。

关键词：线路保护、复用2M接口装置；双路电源

0 引言

某220千伏变电站运行时间较长，约在2003年投运，站内设置了一套独立的通信电源系统。原有一条220千伏线路配置双套保护，其中第一套线路保护通道采用复用2M方式，第二套线路保护采用高频载波通道，本期配合对侧输变电新建工程更换原有的两套线路保护，本次新配置的两套光纤电流差动保护每套均具有A、B通信口，均采用复用通信2M通道方式，共新增4台线路保护复用2M接口装置。其中A和B口的装置需要两路不同的通信48V直流电源供电。

1 通信电源现状

变电站通信电源的常规配置：一般变电站按2套高频开关电源、1组蓄电池考虑，也可采用2套独立的DC/DC转换装置。早期变电站设置通信机房，配置通信专用蓄电池组，一体化电源出现前通信专业一般配置高频开关电源和DC/DC组合方案，目前一般变电站通信电源均由站内交直流一体化电源系统集成，220千伏变电站一般采用2套DC/DC转换器配置。但普遍存在预留的48V电源馈线不足的问题。因为原来考虑线路保护通道一般为专用光纤芯，而且一套保护装置只需一个光纤通道。

本文所述的某220千伏变电站设有综合控制楼，其中通信机房在一楼，含有通信蓄电池屏，通信电源控制屏、通信光端机屏、线路保护复用2M接口装置屏等屏柜。二次设备室位于综合控制楼二层，其中线路保护屏柜、直流电源柜等屏柜。由于复用2M接口装置通过75Ω的同轴电缆以2048kbit/s的速率与通信的光端机屏相连，通过光纤与保护装置相连，主流厂家推荐同轴电缆的传输距离为30米以内，因此需将本期新增的4台线路保护用复用2M接口装置放置在一楼通信机房的新增屏柜中。

2 继电保护专业对通信通道以及通信电源的新要求

2.1 继电保护专业对通信通道新要求

为进一步提升线路保护和安全自动装置通信通道可靠性，国调中心、国网信通部联合下发了调继（2019）6号“关于印发国家电网有限公司线路保护通信通道配置原则指导意见的通知”，规定了220千伏及以上线路保护的通信接口以及通信路由的指导意见。其中，220千伏线路继电保护通信通道应按照三条光纤通道路由方式安排，主要包括“双装置/双接口、三路由”和“双装置/单接口、三路由”两种典型方式。

表1 “双装置/双接口、三路由”典型方式

双套装置	装置通道端口	光纤通道路由	通道类型
第一套	A口	第一通道路由	专用纤芯或2M复用
	B口	第二通道路由	专用纤芯或2M复用
第二套	A口	第一通道路由	专用纤芯或2M复用
	B口	第三通道路由	2M复用

表2 “双装置/单接口、三路由”典型方式

双套装置	装置通道端口	光纤通道路由	光纤通道路由	通道类型
第一套	单端口	2M保护通道切换装置A口	第一通道路由	2M复用
		2M保护通道切换装置B口	第三通道路由	2M复用
第二套	单端口	2M保护通道切换装置A口	第二通道路由	2M复用
		2M保护通道切换装置B口	第一通道路由	2M复用

本次改造工程新配置的线路保护，每套保护具有A、B口，综合考虑光纤资源，选择“双装置/双接口、三路由”方式，每套保护的通道类型均选择为2M复用通信方式。

2.2 继电保护专业对通信电源可靠性要求

依据国家电网设备〔2018〕979号《国家电网有限公司十八项电网重大反事故措施》文件第16.3.1.8 条，同一条220千伏 及以上电压等级线路的两套继电保护通道、同一系统的有主/备关系的两套安全自动装置通道应采用两条完全独立的路由。均采用复用通道的，应由两套独立的通信传输设备分别提供，且传输设备均应由两套电源（含一体化电源）供电，满足“双路由、双设备、双电源”的要求。

3 复用2M接口装置电源改造方案

3.1 方案一：通信机房增加保护专用的两台简易DC/DC模块

通信机房原有一路48V电源给线路保护1和保护2装置A通信口对应的2M复用接口装置供电。从二层二次设备室直流馈线屏二段母线引接一路220V直流电源，至一层通信机房，通信机房的2M复用接口屏中配置两台220V/48V DC/DC电源转换模块。为保障可靠性，两路台电源转换模块输入和输出均并接，并带有装置故障报警硬节点输出信号端子。

图1  增加2台简易DC/DC模块连接示意图

3.2 方案二： 通信机房新增加一面通信电源专用DC/DC柜

通信小室新增一面通信DC/DC电源柜，内配置2台通信专用大容量220V/48V DC/DC转换装置和一台综合通信单元，此种方案比方案一的DC/DC模块可以有多路48V输出，不仅可以对线路保护复用2M接口装置供电，还可以给通信光端机等设备供电，并且此种方案综合通信单元可实时监测DC/DC模块的电源状态，通过软报文传送到站内计算机监控后台系统。

图2  增加通信电源专用DC/DC柜方案连接示意图

3.3 技术经济比较及推荐方案

为了方案选择合理性，下面从设备价格、施工周期、可拓展性等多个维度对两种方案进行详细比较。

表3 方案技术经济比较表

比较项目	方案一（增加简易DC/DC模块）	方案二（增加通信专用DC/DC模块屏）	性价比
设备价格	增加DC/DC简易转换模块2台，1路输入1路输出 费用约0.1万元。	屏柜1面，DC/DC通信专用转换装置2台，可多输出，综合通信单元1台。费用约3万元。	方案一节省2.9万元
设备采购周期	约3天	约30天	方案一节省27天
施工周期	约1天	约7天	方案一节省6天
屏柜预留位置	不需要屏柜位置	通信小室内需预留屏柜安装位置	方案一实施不受是否有屏柜安装位置影响。
可拓展性	只能满足本期需求	可考虑后续扩建2M复用接口装置以及通信光端机第二套电源需求	方案二更具拓展性
可靠性	通过两台DC/DC模块并联增加可靠。性，通过装置硬接点故障报警信号反馈故障。	通过屏内的综合通信单元反馈故障	方案一可靠性可以满足运行要求，方案二可靠性更优。
运维界面	保护2M复用接口装置屏由变电专业运维，DC/DC模块放于其屏内，要和通信专业商量谁来运维。	DC/DC通信电源屏由供电公司通信专业运行维护。	运维界面方案二更优，方案一要通过重新规定运维分工界面。

综合上表对比结果，两种方案造价差别不大。在施工周期较短，屏柜位置有限的情况下，建议直接增加简易DC/DC转换模块。但如果后期有较多的48V电源需求，则建议增加通信专用DC/DC电源转换柜。本工程由于变电站投运时间较早，所有220kV线路间隔已经用满，无扩建可能，本期仅增加简易DC/DC模块就能满足工程需求，因此采用方案一。

4工程实施中需重点关注的问题

4.1 DC/DC简易模块参数选型

市场上的DC/DC转换模板产品种类较多，要提前了解转换模块的开孔尺寸，以便安装在原有的屏柜中。单路输出功率一般大于30W即可。一定要带有报警输出硬接点和接线端子。

4.2 直流电缆敷设

一般直流电缆建议选型为VV1.02×6，由于直流电源电缆外径相对较粗，要特别注意敷设路径。特别对于投运较早的变电站，其直流屏在二层，通信机房在一层，要实地考察是否具有预留的电缆敷设路径，具备工程实施条件。

4.3 管理协调

工程方案阶段，建议设计单位、供电公司各相关基建、运维部门要进行沟通协商，尽早确定设备运行维护界面，方面后期运维工作的开展。

5 结束语

本文从工程实例，论述了增加复用2M接口装置的通信电源具体方案，对从事电力系统保护、通信专业相关人员有一定的借鉴意义。

参考文献

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