采用光纤通信后的220kV线路保护配置

吴文兵等

【摘要】在现代通信网络的取得显著进步的态势下，光纤作为新型的通信材料和技术逐渐成为了通信的主流技术，但是，在不同的通道类型下，其保护装置也是不一样的。本文主要对光纤通信通道的220kV线路继电保护装置进行了分析。

【关键词】光纤通信；220kV线路；保护装置

在现代社会中，光纤技术在电力通信行业的广泛应用背景下，使用光纤通道传输继电保护信息逐渐成为现实，这与过去传统的技术相比，在通道类型差异化下，保护装置必然会发生变化。近些年来，在社会不断发展的推动下，220kV超高压线路的主要保护装置是以高频方向保护和高频闭锁距离保护为主保护构成的双向微机保护，这种保护装置对于电力系统的安全稳定运行有着重要的作用。

上个世纪，无锡地区根据要求，高浪变至500kV斗山变为SDH光纤通道，采用了光纤复合架空地线方式，光缆芯线总共有16，8芯供保护使用。这样就使高浪变环入了当地的SDH光纤通信系统，不仅使变电所的通信更加优质可靠，而且也给220kV线路的继电保护提供了专有的通道。怎样选择专门针对于光纤通信通道的220kV线路继电保护装置是电力通信需要解決的问题，在对其他地区的供电通信研究后，了解到LFP-931A型光纤电流纵差保护装置在很多条220kV线路上都有很好的保护应用，而且效果也十分不错。线路的长度在20km以下时，就不需要中继设备的添加。高浪变220kV的进线长度最大为11km，光纤保护装置在这种类似的短距离线路中应用是非常适合的。

1.装置的概述

1.1性能方面的特征

根据相关文件的要求，LFP-931A型的微机保护装置主要是由16位微处理器实现的全数字式超高压线路的快速保护装置，主要的保护对象是电流纵差的保护，而且它还具有较为完整的后备距离保护、三相一次自动重合闸和故障测距功能。因为这种设置有专门的光纤通道，因此，可以利用光纤作为通道，同时对三相模拟电流和部分开关信号进行传送，在结构方面大多是微处理器形式，一般是由3个独立的单片机构成的。第一个单片机在其内部有相关的设备，一般是三相电流差动继电器以及零序后备差动继电器两种，这两个设备的作用就是在出现问题时可以使全线以最快的速度跳闸，对线路起到一定的保护作用。此外，它与专用的通信控制器之间有很好的联系衔接，这样就可以实现数据通信和通道的监测功能，能够在线显示出通信的误码率。第二个单片机是三个段式之间是相间的关系，并且与接地距离的后备保护。最后一个单片的功能主要是负责启动和管理的。在它的内部结构构成中，有一个整机总启动元件，它是和前两个单片机是不相冲突的。从另一个层面来讲，根据最后一个单片机的原理特点，它还可以发挥人机对话的通信接口的作用，在所有的保护动作进行整组复归后，这个单片机还可以发挥第二个单片机的功能，实现距离方面的精确计算。

除了对总启动元件的设置外，它在差动以及距离的保护方面自身都具备相应的启动元件，这样的模式就使它的保护功能较为完整，有一定的独立性。它的这些启动元件的主体实现主要是在反映工频的变化量的过流继电器上，而且它还配置有零序电流也可能是过流继电器，两者可以在工作时起到相互补充的作用。

1.2通信接口方面

通信线路两侧差动保护之间的电流数据交换是数字差动保护的关键所在，它所采取的通信方式主要是64kbit/s模式的高速数据通道同时通信，其他的大都是采用光纤传输的通信接口方式进行传输的。通过对LFP-931A型光纤电流纵差保护装置技术的性能分析，并根据它在通信系统中安全运行的实际状况，可以很明显的看出，它对采用光纤通信后的220kV线路的保护是十分有效的。

2.保护装置方案的制定

根据对继电保护装置出台的相关文件可知，对于新建立的220kV线路保护，适合同时采取两种运行原理不同的而且又有相对独立的选相的功能性质的双微机保护装置，对于跳闸的回路方面可以根据实际采取具有两组跳闸回路的分相操作箱。针对于上述的要求，可以对两种不同的选型方案进行综合的分析探讨以确定。

方案一，选择LFP-931A型光纤电流纵差微机保护装置和LFP-902C型距离纵联保护装置。这个保护装置也就是PLP31-02型光纤电流纵差微机线路保护柜和PLP02-19型微机线路保护柜。前者包含有LAP-931A、双跳线圈分相操作箱、打印机；后者包含LFP-902C失灵启动保护装置LFP-923A、继电保护光纤接口装置、打印机。

LFP-902C型距离纵联保护装置相对其他来说，所采用的方式主要是分相式通道，它与继电保护光纤接口装置相配合，共同构成了光纤的纵联保护。

光纤复合架空地线对继电保护具有十分良好的作用，也就说明对自身的可靠性要求有进一步的提高。但是由于其使用较少，因此便有了第二种方案。

方案二，选择WXB-11C型高频闭锁微机保护装置和LFP-931A型保护装置。也就是GXW11C-112W型微机线路保护柜和PLP31-05型光纤电流纵差微机线路保护柜，前者包含有WXB-11C交流电压切换箱YQC-11N、双跳线圈分相操作箱FCX-12N、打印机；后者包含有LFP-931A、失灵启动保护装置LFP-923A、打印机。其中，前者的微机保护是电力线载波通道，后者的是就是文中所讲的光纤式通道。

3.上述的配置保护方案的对比

上述中在光纤复合架空地线的广泛采用为220kV线路保护采用了专门的光纤通道构建了良好的条件环境，它所具有的显著特点如下：

第一，它在进行高压电器的维护检修过程中中不用像其他的形式一样需要先退出光纤保护才可以，它的装置设备中没有高频通道设备。

第二，它的电能传送速度相对于其他来说十分高效，而且它具有一定的独立性，可靠性比较高，受到的外界影响较小。

第三，光纤通道的频带较宽，传输的总容量十分巨大，它的这个优势在一定程度上为超高压线路的分相比较创造了十分良好的环境。

第四，它的最后一个优势就是由于它自身的因素对于光纤通道的损耗非常的小，可以对其他高频通道因损耗过大出现的闭锁式的高频保护错误操作有十分好的处理效果。

光纤复合架空地线对高压架空线路结构坚固的杆塔进行了综合的利用，不会轻易受到外力的破坏，解决了抗拉强度和光纤的应变问题，而且在从它的技术参数选择以及加工的工艺方面来说，要对它所能荷载的故障电流以及持续的时间进行全面考虑，提高光纤的耐高温性。

另一个层面来说，也就是经济的角度上来看，方案2的采用就需要在220kV线路两侧的同一相上都设置一个具有保护作用的电力载波高频通道设备。还需要根据实际设置具有很高保护效用的高频发信机和高频加工设备，这种做法在投资上是重复使的，这明显是不合理的，会给后来的运行和维护工作带来很大的不便。高频加工设备主要有阻波器、结合滤波器设备等等。

4.结语

综上所述，采用光纤通信后的220kV线路保护配置是具有很好的应用效果的，对于220kV线路中双微机的保护，需要考虑到光纤通道这一方面，尽可能的使两者达成一致。总体来说，方案一较为适合，它具有很好的发展空间，值得推广。

参考文献

[1]汤大海，戴网虎，赵海林，曹斌，陈永明，黄治，祁明.一例无光纤通道的220kV线路保护技术改造配置方案[J].江苏电机工程，2011，（04）：21-25.

[2]毛婕，赵萌，许海文.220kV线路保护通道配置的探讨[J].电力系统保护与控制，2010，（07）：94-97+101.

[3]郑镇.浅析220KV线路保护通道配置[J].中国新技术新产品，2012，（22）：157-158.