線路開關旁路代路的收發(fā)信切換風險分析及防控措施的研究

于廷文，劉世丹，甘 鍇，曹建東

(1.廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000；2.廣東電網(wǎng)有限責任公司電力調度控制中心，廣東 廣州 510600；3.廣東電網(wǎng)有限責任公司肇慶供電局，廣東 肇慶 526000；4 中國南方電網(wǎng)有限責任公司，廣東 廣州 510600)

當下電網(wǎng)負荷日益增長且供電可靠性要求日益提高，電網(wǎng)設備停電檢修時間不斷被壓縮，在電網(wǎng)結構薄弱的地區(qū)，旁路代路是解決該矛盾的可行方法.然而在現(xiàn)場實際旁路代路操作中，縱聯(lián)保護收發(fā)信切換把手偶爾會發(fā)生切換不到位，收發(fā)信接點無法導通，進而導致通信中斷.而當前常規(guī)變電站中尚無有效技術手段對收發(fā)信回路的完整性進行在線監(jiān)控，即若在操作過程中因切換不到位導致回路完整性缺失，運行人員將無法及時發(fā)現(xiàn)并停止操作，由此將造成保護通信中斷并進而可能導致縱聯(lián)保護誤動或者拒動，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行造成極大的威脅[1-4].

因此，全面分析縱聯(lián)保護收發(fā)信切換存在的風險，并研究一種針對性的風險防范措施，實現(xiàn)旁路代路和恢復本線操作中對收發(fā)信回路完整性的檢驗，避免因為操作中的切換不到位導致縱聯(lián)保護誤動或者拒動，對于保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重要意義.

1 旁路代路操作中縱聯(lián)保護收發(fā)信切換的風險分析

110 kV及以上常規(guī)變電站內線路開關旁路代路時，需要將縱聯(lián)保護收發(fā)信切換把手從“本線”切換至“旁路”，從而將收發(fā)信回路從主保護切換至旁路保護，以實現(xiàn)與對側保護通信完成縱聯(lián)保護功能，如圖1所示.以下將分別對光纖閉鎖式和光纖允許式縱聯(lián)保護的收發(fā)信切換風險進行分析.

圖1 線路開關旁路代路保護通道結構示意圖圖2 光纖閉鎖式縱聯(lián)保護收信回路接觸不良風險分析示意圖

1.1 光纖閉鎖式縱聯(lián)保護風險分析

1.1.1 收信回路接觸不良

A站本線或旁路保護收信回路均不通，如圖2所示.當本線發(fā)生故障時，兩側保護啟動；A站保護收不到對側的信號，保護啟動后一直發(fā)信，不停信；B站保護一直收到對側的閉鎖信號，縱聯(lián)保護無法動作.該情況下，存在線路主保護拒動風險.

1.1.2 發(fā)信回路接觸不良

A站本線或旁路保護發(fā)信回路均不通，如圖3所示.當AC線發(fā)生故障時，本線兩側保護啟動；A站保護發(fā)信通道中斷，無法閉鎖B站側保護；B站側保護判正方向，自發(fā)自收閉鎖信號后停信，誤動出口跳閘.該情況下，非故障線路存在誤動風險.

圖3 光纖閉鎖式縱聯(lián)保護發(fā)信回路接觸不良風險分析示意圖圖4 光纖閉鎖式縱聯(lián)保護本線運行時漏切通道風險分析示意圖

1.1.3 恢復本線開關運行后忘記切換通道回“本線”

A站本線運行，而通道收發(fā)信回路處在旁路保護位置，如圖4所示.當AC線發(fā)生故障時，本線兩側保護啟動；B站AB線保護判斷為正方向故障，先向A側保護發(fā)信；A站AB線通道接口裝置將收信命令傳給旁路保護裝置，若旁路開關處于分閘狀態(tài)，保護裝置在收信后延遲100 ms發(fā)信給B站，B站AB線保護未收到閉鎖信號，縱聯(lián)保護誤動出口跳閘.該情況下，非故障線路存在誤動風險.

1.2 光纖允許式縱聯(lián)保護風險分析

1.2.1收信回路接觸不良

A站本線或旁路保護收信回路均不通，如圖5所示.當線路發(fā)生故障時，兩側保護啟動；B站保護可收到A站保護發(fā)過來的允許信號，保護正確動作；A站保護無法收到B站保護發(fā)過來的允許信號，保護拒動.該情況下，存在線路主保護拒動風險.

圖5 光纖允許式縱聯(lián)保護收信回路接觸不良風險分析示意圖圖6 光纖允許式縱聯(lián)保護發(fā)信回路接觸不良風險分析示意圖

1.2.2 發(fā)信回路接觸不良

A站本線或旁路保護發(fā)信回路均不通，如圖6所示.當線路發(fā)生故障時，兩側保護啟動；A站保護可收到B站保護發(fā)過來的允許信號，保護正確動作；B站保護無法收到A站保護發(fā)過來的允許信號，保護拒動.該情況下，存在線路主保護拒動風險.

1.2.3 恢復本線開關運行后忘記切換通道回“本線”

A站本線運行，而通道收發(fā)信回路處在旁路保護位置，如圖7所示.

當AC線發(fā)生故障時，本線兩側保護啟動；B站AB線保護判斷為正方向故障，先向A站保護發(fā)信.A站AB線通道接口裝置將收信命令傳給旁路保護裝置，若旁路開關處于分閘狀態(tài)，旁路保護延時100 ms發(fā)信給B站，B站AB線保護收到允許信號，縱聯(lián)保護誤動出口跳閘.該情況下，非故障線路存在誤動的風險.

當AB線發(fā)生故障時，本線兩側保護啟動；由于A站旁路保護延時100 ms發(fā)信，B站保護可以正確動作.但是A站主保護無法收到B站允許信號，因此縱聯(lián)保護不動作.該情況下，存在線路主保護拒動風險.

綜上所述，不管是閉鎖式還是允許式的光纖縱聯(lián)保護，當把手在“本線”或者“旁路”時接觸不良，甚至忘記切換把手時，均存在主保護拒動或誤動風險[5-8].

2 旁路代路操作中縱聯(lián)保護收發(fā)信切換的風險預控措施

旁路代路操作方法有兩種，分別為熱代和冷代，而常用的為熱代.熱代，即代路過程不會造成短時停電的旁路代路方法，先合上旁路開關與被代開關并列運行，確認旁路開關正常運行后，再斷開被代開關.冷代，即會造成被代路設備短時停電的旁路代路方法，先斷開被代開關，再合上旁路開關運行[9].

根據(jù)縱聯(lián)保護裝置發(fā)展現(xiàn)狀，收發(fā)信切換的風險預控措施可從三方面進行考慮.

一是將有旁代需求的線路保護和旁路保護逐步改造為光差集成光口縱聯(lián)距離的保護裝置，如此可避免切換把手的接觸不良問題，但此法工作量大、資金需求大，對復雜大型電網(wǎng)的存量設備改造周期長.

二是采取冷倒方式進行旁路代路，在被代路設備短時停電期間對異動通道進行聯(lián)調試驗，并通過模擬區(qū)外正方向故障進行檢查，驗證區(qū)內故障正確動作.該方法可防止通道異動可能造成的通道中斷、通道環(huán)回、通道回路異常導致的長收信或長發(fā)信、通道命令接線錯誤等情況，但要求操作期間保護班組人員進站調試，且冷倒方式會增加操作時間，同時增加調度、運行人員工作壓力[10].

三是采取熱倒方式進行旁路代路，通過簡單的技術改造及對現(xiàn)有旁代流程進行優(yōu)化，實現(xiàn)收發(fā)信切換時回路完整性的檢驗，保障旁路代路期間和恢復本線運行時縱聯(lián)保護的可靠性.該方法改造難度小、工作量小，且對調度、運行、保護人員的工作量影響小.本文主要介紹該方法所涉及的三部分內容，一是對收發(fā)信回路的改造，增加模擬發(fā)信回路；二是運行人員應用模擬發(fā)信回路進行收發(fā)信回路完整性檢驗的方法；三是基于該檢驗方法對線路開關旁路代路操作步驟進行優(yōu)化.

3 收發(fā)信回路改造方法

將線路兩側縱聯(lián)保護、旁路保護退出，并依次將兩

側縱聯(lián)保護、旁路保護的保護啟動發(fā)信接點和開入正電源引至模擬發(fā)信壓板并做好標識(對于分相式的縱聯(lián)保護則有ABC相3個壓板)，由此構成人工模擬保護發(fā)信的測試回路.模擬發(fā)信壓板在完成測試后應及時退出，正常運行時應嚴禁投入.以某變電站內RCS-902CB縱聯(lián)保護裝置為例，增加后的模擬發(fā)信回路示意圖，如圖8所示.

4 應用模擬發(fā)信回路進行收發(fā)信回路完整性檢驗的方法

總體原則是通過短時投入模擬發(fā)信壓板，來檢驗本側發(fā)信回路和對側收信回路的有效性，通過兩側依次測試即可完成代路側的收發(fā)信切換有效性檢驗.

進行旁路代路操作前，在兩側主二縱聯(lián)保護、代路側旁路保護退出的情況下，將代路側收發(fā)信把手切換至“旁路”；然后由代路側運行人員通過短時投入旁路保護模擬發(fā)信壓板來啟動發(fā)信，非代路側運行人員檢查縱聯(lián)保護裝置面板是否有收信開入變位和復位，有則說明代路側的發(fā)信和非代路側的收信回路正確；然后由非代路側運行人員短時投入縱聯(lián)保護模擬發(fā)信壓板啟動發(fā)信，來檢驗代路側的收信和非代路側的發(fā)信回路.

進行恢復本線操作前，在兩側主二縱聯(lián)保護、代路側旁路保護退出的情況下，將代路側收發(fā)信把手切換至“本線”；然后由代路側運行人員通過短時投入縱聯(lián)保護模擬發(fā)信壓板來啟動發(fā)信，非代路側運行人員檢查縱聯(lián)保護裝置面板是否有收信開入變位和復位，有則說明代路側的發(fā)信和非代路側的收信回路正確；然后由非代路側運行人員短時投入縱聯(lián)保護模擬發(fā)信壓板啟動發(fā)信，來檢驗代路側的收信和非代路側的發(fā)信回路.

5 線路開關旁路代路操作步驟優(yōu)化

本文采取的旁路代路方法為“熱代”，分為旁路代路和恢復本線兩方面來介紹操作步驟優(yōu)化方法.

5.1 旁路代路操作

常規(guī)的旁路代路操作包括執(zhí)行臨時定值、切換通道把手、確認投入旁路保護、退出線路兩側主一縱聯(lián)保護(若有)、執(zhí)行綜合令完成熱代.為完成收發(fā)信回路完整性的檢驗，增加3個步驟，如圖9所示.一是在切換通道把手前退出線路兩側主二縱聯(lián)保護，以避免檢驗期間因誤操作出現(xiàn)保護誤動；二是切換把手后線路兩側配合完成收發(fā)信回路完整性檢驗；三是完成檢驗后將主二縱聯(lián)保護投入運行，后續(xù)銜接常規(guī)的旁路代路操作步驟.

圖9 優(yōu)化后的線路開關旁路代路操作步驟圖10 優(yōu)化后的線路開關恢復本線運行操作步驟

5.2 恢復本線操作

常規(guī)的恢復本線操作包括執(zhí)行綜合令完成開關旁代恢復操作、投入線路兩側主一縱聯(lián)保護(若有)、切換通道把手至“本線”、恢復正式定值.為完成收發(fā)信回路完整性的檢驗，增加3個步驟，如圖10所示.一是在切換通道把手前退出線路兩側主二縱聯(lián)保護，以避免檢驗期間因誤操作出現(xiàn)保護誤動；二是切換把手后線路兩側配合完成收發(fā)信回路完整性檢驗；三是完成檢驗后將主二縱聯(lián)保護投入運行，后續(xù)銜接常規(guī)的恢復本線操作步驟.

6 結 語

本文系統(tǒng)分析了線路開關旁路代路操作中縱聯(lián)保護收發(fā)信切換不到位存在的風險，并介紹了一種應用于線路開關旁路代路的縱聯(lián)保護收發(fā)信回路完整性檢驗方法.該方法已在廣東電網(wǎng)內試點驗證并全面推廣應用，其通過對現(xiàn)有縱聯(lián)保護收發(fā)信回路進行簡單的改造，并對旁路代路操作步驟進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)旁路代路操作時對收發(fā)信回路完整性的檢驗，避免因收發(fā)信切換把手切換不到位導致保護通信中斷的問題，消除保護回路上的技術和管理盲區(qū)，提高旁路代路時繼電保護系統(tǒng)可靠性，進而保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行.