光纖電流差動保護技術在超高壓線路中的應用

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。電流差動保護技術作為目前在超高壓光纖線路中應用最多的保護技術之一，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用。以下將簡要介紹光纖電流差動保護的技術原理，并以工程實例為基礎，分析該技術實踐應用技巧。

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主要是基于光纖線路通道來采集相關數(shù)據(jù)，兩側裝置實時交互相關數(shù)據(jù)，然后運用差動電流計算公式對本地、對側采集的電流數(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現(xiàn)場應用技術。

2.1 光纖保護通道調試

2.1.1 專用光纖通道調試

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，重點針對對側傳遞的光纖收信功率，并效驗對側的收信裕度，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該達到64 K(-45 dBm)，收信功率的裕度也應該保持在6 dB～10 dB。在兩側分別采用尾纖將保護裝置的光收、發(fā)自環(huán)，同時把本側、對側的縱聯(lián)碼保持一致性，且將相關聯(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?！本嫘盘?，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 復用通道調試

采用光功率計對兩側的保護裝置發(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。在兩側分別采用尾纖將保護裝置的光收、發(fā)自環(huán)，將相關聯(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?！本嫘盘?，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。檢查兩側保護與復接接口裝置間的光纜是否正常連接，采用光功率計檢查復接接口裝置的發(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)，而兩側的收信光功率則應該持續(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＜2 dB。在線路兩側接口設備的電接口處進行自環(huán)，并將關聯(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?！本嫘盘枺诖似陂g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，使用誤碼儀對復用通道的傳輸質量進行測試，此時誤碼率越低表明傳輸質量越好。在復用通道上投入差動壓板后，線路保護裝置上的復用通道異常燈未亮，這表明光纖復用通道無異常，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

當光纖的通道驗收達到預期標準之后，經(jīng)光纖連接兩側裝置上的光端機，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)，此時兩側應亮起“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，工程人員應注意在“主機方式”控制字兩側分別設置為“0”“1”，并在兩側投入差動保護壓板，并在兩側合理位置處安置斷路器，通道對側分別接通三相對稱電流，觀察本側屏幕上顯示的對側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電流值應小于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電流相位的參考點應保持一致性。

3 結語

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電流值為基礎，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，線路故障反應靈敏度比較高，可及時反應線路故障并采取跳閘動作。在現(xiàn)代光纖技術發(fā)展及推廣應用影響下，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。

［1］ 劉天泉.光纖電流差動保護及其試驗技術［J］. 電工技術，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.