包頭供電網(wǎng)隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而迅速發(fā)展壯大。電力特種光纜ＯＰＧＷ、ＡＤＳＳ具有隨電力線路架設(shè)、不受電磁干擾等優(yōu)勢(shì)在包頭供電網(wǎng)中利用率極高。同時(shí)，同步數(shù)字體系ＳＤＨ技術(shù)成熟應(yīng)用，光纖通信網(wǎng)絡(luò)在包供電網(wǎng)中幾乎實(shí)現(xiàn)全覆蓋，光纖通道相比載波、微波占據(jù)更多優(yōu)勢(shì)，已然成為傳輸縱聯(lián)

差動(dòng)繼電保護(hù)信號(hào)的*佳路徑。

繼電保護(hù)是保護(hù)電力設(shè)備安全并防止電力系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間大面積停電的*重要、*有效的技術(shù)手段，它能自動(dòng)、迅速有選擇地切除并隔離故障部分，縮小故障范圍，是整個(gè)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。要求繼電保護(hù)裝置在技術(shù)上滿(mǎn)足可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性４項(xiàng)性能［１］。

截至２０１４年年底，包頭供電局５００ｋＶ變電站３座，２２０ｋＶ 變電站１８座，光纖通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸有１５０多條保護(hù)線路，近３００套保護(hù)的４００多條通道。

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)及內(nèi)蒙古電力公司發(fā)展壯大，“十三五”期間，包頭供電局１１０ｋＶ以上線路保護(hù)業(yè)務(wù)需求數(shù)量還將迅速增長(zhǎng)，因而將對(duì)光纖傳輸網(wǎng)

絡(luò)及電力繼電保護(hù)傳輸通道提出更嚴(yán)格的要求。

１　優(yōu)化電力繼電保護(hù)傳輸通道

光纖通信網(wǎng)絡(luò)是５００ｋＶ、２２０ｋＶ、１１０ｋＶ線路縱差保護(hù)的*佳支撐平臺(tái)。目前，繼電保護(hù)傳輸通道根據(jù)連接形式不同分為光纖專(zhuān)用和復(fù)用兩種。根據(jù)傳輸速率不同，復(fù)用通道又分為２Ｍ復(fù)用和ＰＣＭ終端６４Ｋ復(fù)用通道。當(dāng)兩變電站之間光纜距離＜６０ｋｍ時(shí)，保護(hù)業(yè)務(wù)優(yōu)先選用光纖專(zhuān)用通道，超過(guò)６０ｋｍ優(yōu)先采用光纖復(fù)用通道，才能滿(mǎn)足誤碼，傳輸時(shí)延要求。因此，有必要對(duì)電力繼電保護(hù)傳輸通道進(jìn)行優(yōu)化整合。

１．１　滿(mǎn)足“雙設(shè)備、雙電源、雙路由”配置

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中提出：直接影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的同一條線路的兩套繼電保護(hù)和同一系統(tǒng)的兩套安全自動(dòng)裝置應(yīng)配置兩套獨(dú)立的通信設(shè)備，并分別由兩套獨(dú)立的通信電源供電，兩套通信設(shè)備和通信電源在物理上應(yīng)完全隔離［２］。

包供電網(wǎng)中，２２０ｋＶ同一條線路兩套繼電保護(hù)通道配置原則為：①兩套均為光纖專(zhuān)用通道：采用不同光纜，且光纜不在同一路由上。前提是，兩站之間線路長(zhǎng)度＜６０ｋｍ。②一套光纖專(zhuān)用通道，一套光纖復(fù)用２Ｍ通道。③一套光纖專(zhuān)用通道，一套ＰＣＭ終端６４Ｋ通道。④一套光纖復(fù)用２Ｍ通道，一套電力線專(zhuān)用通道。⑤兩套均為光纖復(fù)用２Ｍ通道：由兩套不同通信設(shè)備提供２個(gè)不同路由。

１．２　組建包頭地區(qū)華為光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，建立２個(gè)西門(mén)子、１個(gè)華為２．５Ｇ雙纖自愈環(huán)

建立西門(mén)子、華為兩套光纖網(wǎng)絡(luò)，繼電保護(hù)等業(yè)務(wù)即可實(shí)現(xiàn)“雙網(wǎng)絡(luò)”傳輸。當(dāng)２．５Ｇ雙纖自愈環(huán)內(nèi)某段線路故障，環(huán)內(nèi)業(yè)務(wù)會(huì)啟動(dòng)自愈功能而不會(huì)中斷，使繼電保護(hù)等業(yè)務(wù)安全性能更有保障。

１．３　采用１＋１通道保護(hù)

即子網(wǎng)連接保護(hù)ＳＮＣＰ。為確保每套保護(hù)安全運(yùn)行，特別為單套保護(hù)配置兩條通道，且兩端落地２Ｍ端口相同。可根據(jù)網(wǎng)管交叉連接設(shè)置ＶＣ１２級(jí)別通道的自動(dòng)、強(qiáng)制、人工倒換，可恢復(fù)及不可恢復(fù)倒換方式，使業(yè)務(wù)既可在主用通道傳輸，又可在子網(wǎng)通道中傳輸。

２　電力繼電保護(hù)傳輸通道日常測(cè)試、故障判斷

２．１　光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元及各種不同帶寬的通道進(jìn)行配置和管理，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。電力繼電保護(hù)傳輸通道復(fù)用方式包括２Ｍ復(fù)用和ＰＣＭ終端６４Ｋ復(fù)用兩種方式，如圖１所示。網(wǎng)管系統(tǒng)可以對(duì)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的２Ｍ端口之間的復(fù)用繼電保護(hù)傳輸通道進(jìn)行交叉連接配置和故障檢測(cè)操作。

若變電站某套保護(hù)裝置有告警信號(hào)發(fā)出，我們可通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)檢查該保護(hù)通道２Ｍ落地端口、主用及子網(wǎng)通道沿路交叉連接配置是否正確、通道兩端倒換是否正常、有無(wú)誤碼或其他告警信號(hào)。必要時(shí)采取網(wǎng)管軟環(huán)回進(jìn)行故障定位，即通過(guò)網(wǎng)管在傳輸繼電保護(hù)信號(hào)通道的２Ｍｂｉｔ／ｓ端口設(shè)置或在傳輸通道沿路任一節(jié)點(diǎn)通過(guò)交叉連接配置來(lái)創(chuàng)建內(nèi)環(huán)（遠(yuǎn)端環(huán)回）或外環(huán)（本地環(huán)回），用以觀察環(huán)回方向沿路通信設(shè)備、繼電保護(hù)維護(hù)范圍內(nèi)光／電轉(zhuǎn)換設(shè)

備、保護(hù)裝置狀態(tài)，來(lái)逐段排查故障。網(wǎng)管系統(tǒng)是判斷、排查繼電保護(hù)故障*簡(jiǎn)單、快速、有效的手段。

２．２　光時(shí)域反射儀ＯＴＤＲ

ＯＴＤＲ可用于測(cè)量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長(zhǎng)度的損耗分布情況等，是光纜施工、維護(hù)及監(jiān)測(cè)中必不可少的工具。在測(cè)量光纖時(shí)，一定要選擇與被測(cè)光纖模式相匹配的ＯＴＤＲ進(jìn)行測(cè)量，這樣才能得到各項(xiàng)性能指標(biāo)均正確的結(jié)果。在專(zhuān)用保護(hù)發(fā)出告警信號(hào)時(shí)，可至發(fā)生告警的站點(diǎn)用ＯＴＤＲ判測(cè)斷點(diǎn)，測(cè)量前一定要確保和保護(hù)裝置之間確實(shí)有斷點(diǎn)。如不能確認(rèn)，須在對(duì)端保護(hù)裝置上斷開(kāi)被測(cè)光纖。否則可能損壞對(duì)端保護(hù)裝置。

實(shí)際工作中，光時(shí)域反射儀主要用于測(cè)量光纖長(zhǎng)度、斷點(diǎn)位置。春查期間通過(guò)與實(shí)際兩端站線路距離相對(duì)比測(cè)得專(zhuān)用保護(hù)備用光纖長(zhǎng)度或檢查備用光纖沿長(zhǎng)度的損耗分布情況來(lái)確定專(zhuān)用保護(hù)備用光纖質(zhì)量。當(dāng)進(jìn)行長(zhǎng)距離光纜切改時(shí)，熔接機(jī)將所有光纖熔接完畢，可利用ＯＴＤＲ檢測(cè)每根光纖的熔接質(zhì)量，尤其要保證專(zhuān)用保護(hù)光纖傳輸質(zhì)量*優(yōu)。

２．３　光源和光功率計(jì)

二者常常配合使用，是光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、故障排查測(cè)試必備的工具。通過(guò)測(cè)量光端機(jī)或光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的接收光功率來(lái)評(píng)估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。波長(zhǎng)有１?。常保埃睿砗停薄。担担埃睿淼冗x擇，測(cè)量時(shí)發(fā)端必須與收端選擇同樣波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)試。

光纖專(zhuān)用保護(hù)利用專(zhuān)用光纖通道進(jìn)行繼電保護(hù)信號(hào)傳輸，對(duì)光纖質(zhì)量要求非常高。測(cè)量專(zhuān)用光纖通道時(shí)，將光源和光功率計(jì)分別連接至被測(cè)試光纖兩端，光源的發(fā)送光功率與光功率計(jì)接收光功率的差值就是這段光纖真實(shí)的衰減值。

使用光源和光功率計(jì)對(duì)光纖質(zhì)量進(jìn)行判別，易于操作，既方便又快捷是檢測(cè)光纖常備的一種儀器。

２．４　數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀

數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀是電力通信部門(mén)使用頻率*高的一種測(cè)試工具。可對(duì)２Ｍｂ／ｓ（Ｅ１）、Ｖ．２４等多種帶寬的通信數(shù)字通道進(jìn)行測(cè)試維護(hù)，離線、在線監(jiān)測(cè)傳輸通道誤碼，信號(hào)通斷強(qiáng)弱，ＡＩＳ、失步告警等，是判定繼電保護(hù)復(fù)用通道傳輸質(zhì)量好壞、快速檢測(cè)其故障的*基本的儀器。

當(dāng)復(fù)用保護(hù)通道出現(xiàn)異常情況時(shí)，可以在告警的繼電保護(hù)線路對(duì)端站的保護(hù)裝置、光／電轉(zhuǎn)換器、通信數(shù)配等處通過(guò)人工硬環(huán)或通信網(wǎng)管軟環(huán)，在本端站或?qū)Χ苏緮?shù)字配線架２Ｍ端口掛接數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀，檢測(cè)所環(huán)電力繼電保護(hù)復(fù)用傳輸通道狀態(tài)，以便逐級(jí)判斷故障所在位置。

３　建立電力繼電保護(hù)傳輸通道仿真測(cè)試系統(tǒng)

電力繼電保護(hù)復(fù)用通道相對(duì)光纖專(zhuān)用保護(hù)通道組網(wǎng)靈活、資源利用率高因而應(yīng)用范圍更廣。但是龐大的電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)運(yùn)行可靠性要求逐年提高，專(zhuān)用保護(hù)通道路由單一，故障判斷、檢測(cè)簡(jiǎn)便易行。而復(fù)用保護(hù)通道與日益增長(zhǎng)的眾多電力調(diào)度、營(yíng)銷(xiāo)、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)共同復(fù)用，路由迂回復(fù)雜，逐漸顯現(xiàn)出誤碼、時(shí)延等新問(wèn)題，故障判斷困難。在傳輸通道延時(shí)、瞬時(shí)中斷、不同誤碼等情況下不能對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，一般的環(huán)回排除法、通道誤碼檢測(cè)又難以滿(mǎn)足電力繼電保護(hù)檢修人員對(duì)保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性的要求。造成通信維護(hù)與繼電保護(hù)檢修人員溝通困難，互相推諉，延長(zhǎng)了繼電保護(hù)故障時(shí)間，對(duì)電網(wǎng)安全極為不利。因此，迫切需要建立一套電力繼電保護(hù)傳輸通道仿真測(cè)試系統(tǒng)，在運(yùn)行環(huán)境下對(duì)光纖通信通道傳輸繼電保護(hù)信號(hào)進(jìn)行試驗(yàn)研究。

３．１　仿真測(cè)試系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

仿真測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)目前繼電保護(hù)光纖傳輸通道中通信設(shè)備的主要性能參數(shù)進(jìn)行設(shè)置?？梢越邮眨叮矗嘶颍玻退俾实碾娦盘?hào)，通過(guò)系統(tǒng)操作設(shè)置，輸出用來(lái)仿真光纖傳輸通道中斷、延時(shí)、誤碼等各種不同狀況的信號(hào)，從而對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行充分驗(yàn)證和試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)框圖如圖２所示。

為了能仿真收發(fā)不同延時(shí)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的影響，可將收發(fā)設(shè)置為不同延時(shí)以滿(mǎn)足測(cè)試要求。測(cè)試時(shí)，可將隨機(jī)誤碼設(shè)置為０～１Ｅ－９范圍內(nèi)變化，在輸出信號(hào)中產(chǎn)生０～１００ｍｓ的通道中斷。還可以根據(jù)測(cè)試需要進(jìn)行信號(hào)速率，生成誤碼率，通道時(shí)延、中斷等各種參數(shù)設(shè)置［３］。

３．２　意義

電力繼電保護(hù)傳輸通道仿真測(cè)試系統(tǒng)能夠方便快捷地實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)測(cè)試方法所無(wú)法完成的測(cè)試項(xiàng)目，使通信人員能夠**掌握各變電站不同繼電保護(hù)裝置對(duì)各自傳輸通道的性能指標(biāo)要求，增進(jìn)通信與繼電保護(hù)人員溝通配合。滿(mǎn)足通信及繼電保護(hù)２個(gè)專(zhuān)業(yè)對(duì)仿真設(shè)備的要求，是電力繼電保護(hù)故障處理、春查試驗(yàn)、日常測(cè)試的一種驗(yàn)證性系統(tǒng)，也可為電力繼電保護(hù)通道設(shè)計(jì)和光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供參考。

４　結(jié)束語(yǔ)

電網(wǎng)安全關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活質(zhì)量，繼電保護(hù)作為保障電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要裝置，需要電力通信與繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)人員密切配合，通過(guò)優(yōu)化繼電保護(hù)傳輸通道、完善通道測(cè)試手段，滿(mǎn)足繼電保護(hù)信號(hào)愈加復(fù)雜的可靠性要求。對(duì)包頭供電局建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)、保障地區(qū)電網(wǎng)高效、經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行發(fā)揮重要作用。