1　同桿雙回線路繼電保護(hù)解決方案 同桿雙回線路上可能發(fā)生跨線故障，在發(fā)生跨線故障時(shí)若將兩回線切除，對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行將構(gòu)成嚴(yán)重威脅。理想的對(duì)策是在跨線故障時(shí)僅切除故障相，實(shí)現(xiàn)按相重合閘。研究同桿雙回線路跨線故障繼電保護(hù)配置方案，應(yīng)重點(diǎn)考慮跨線故障的選相跳閘及重合閘問題，對(duì)防止發(fā)生跨線故障時(shí)雙回線全部跳閘，最大限度地保持故障切除和重合閘后的系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要意義。同桿雙回線路跨線故障的保護(hù)主要有以下幾種： 分相電流差動(dòng)保護(hù)：保護(hù)裝置采集線路三相電流并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過通道將三相電流向?qū)?cè)傳送的同時(shí)接收對(duì)側(cè)來的信號(hào)，兩側(cè)數(shù)據(jù)嚴(yán)格同步，以便進(jìn)行差動(dòng)比較；保護(hù)原理簡(jiǎn)單，不反映負(fù)荷、不受系統(tǒng)振蕩及串補(bǔ)電容的影響，有天生的選相能力，發(fā)生跨線故障時(shí)，四側(cè)保護(hù)均能正確、快速選相跳閘。同桿雙回線上為了在跨線故障時(shí)能選跳故障相，最好采用分相電流差動(dòng)縱聯(lián)保護(hù)。 分相傳送信號(hào)的距離縱聯(lián)保護(hù)：綜合比相式距離繼電器測(cè)量故障環(huán)路的阻抗，在復(fù)雜的跨線故障中一般都能選出故障相，正確性取決于其所測(cè)量的阻抗是不是故障環(huán)路的阻抗。分析表明近處故障（包括跨線故障）都能正確選跳故障相（單相故障跳單相，兩相故障跳兩相），隨著故障點(diǎn)遠(yuǎn)移到線路末端時(shí)，兩相兩導(dǎo)線跨線故障（例如IAIIBG）都被判斷為相間故障（IABIIABG），但此時(shí)故障已在距離保護(hù)II段范圍以內(nèi)，雖然選相錯(cuò)誤（兩回線都判為ABG故障），但由于保護(hù)II段有延時(shí)，故不會(huì)立即跳閘。一旦對(duì)側(cè)保護(hù)I段正確選跳故障相后，兩回線都是單相故障，本側(cè)相間距離繼電器返回，接地距離繼電器開始測(cè)量，接地距離保護(hù)II段正確選跳故障相，實(shí)際根據(jù)先是判ABG故障，然后判AG（BG）故障就可實(shí)現(xiàn)縱續(xù)動(dòng)作。在線路末端發(fā)生跨線故障時(shí)保護(hù)不能正確選相，但對(duì)側(cè)保護(hù)可以選相，如果兩回線保護(hù)有足夠的通道按相傳送邏輯信號(hào)（閉鎖信號(hào)或允許信號(hào)），就可以實(shí)現(xiàn)全線速動(dòng)選跳故障相。 依靠縱續(xù)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)有選擇地切除故障相：如果沒有通道可供傳送選相信號(hào)，僅反應(yīng)線路一側(cè)的電氣量的選相方法無法區(qū)分線路末端的單回線故障、跨線故障和雙回線外部故障，則只能依靠距離保護(hù)的距離繼電器縱續(xù)動(dòng)作實(shí)行選相跳閘。縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作時(shí)由距離保護(hù)實(shí)現(xiàn)選相跳閘的邏輯如下：a）若是單回線故障，則選相無困難；b）若選相結(jié)果是單相故障，則選相一定正確，立即選跳故障相；c）若兩回線保護(hù)都動(dòng)作，且又都選為多相故障，此時(shí)有可能是線路末端跨線故障，所以不能立即跳閘。此時(shí)可用相間距離繼電器的縱續(xù)動(dòng)作回路等待對(duì)側(cè)跳閘，如系兩相兩導(dǎo)線跨線故障，則一旦對(duì)側(cè)跳閘后，本側(cè)改選為單相故障，于是就立即跳閘，如果是本線末端的多相故障，則由相間距離繼電器的縱續(xù)動(dòng)作回路跳三相。 2　縱聯(lián)保護(hù)信號(hào)傳輸方式 分相電流差動(dòng)保護(hù)的同步數(shù)據(jù)通信信號(hào)傳輸方式有兩大類：專用光纖和PCM復(fù)用。分相傳送信號(hào)的距離縱聯(lián)保護(hù)有兩種信號(hào)傳送方式：PCM復(fù)用和高頻載波復(fù)用通道。 采用專用光纖方式時(shí)，保護(hù)遠(yuǎn)傳信號(hào)傳輸通道直接由2芯光纖和保護(hù)裝置光接口組成，通道時(shí)延小于1 ms。其可靠性依賴于站點(diǎn)間直通光纜，當(dāng)光纜斷纜時(shí)保護(hù)遠(yuǎn)傳信號(hào)全部中斷，無替代傳輸路由。 光纖通信PCM復(fù)用方式下，保護(hù)遠(yuǎn)傳信號(hào)復(fù)用在PCM設(shè)備2 Mbit/s接口經(jīng)SDH環(huán)網(wǎng)傳輸，不占用光纖芯數(shù)，不依賴兩站點(diǎn)接直通光纜路由，而且工程設(shè)計(jì)時(shí)一般單獨(dú)配置一套保護(hù)專用PCM裝置，可以復(fù)用多路保護(hù)遠(yuǎn)傳信號(hào)。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸時(shí)，通道時(shí)延小于1 ms；經(jīng)過SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，只要站點(diǎn)控制在8個(gè)以內(nèi)時(shí)，通道總時(shí)延仍能控制在15 ms以內(nèi)。當(dāng)某一方向光纖通信電路故障時(shí)，可以經(jīng)由SDH自愈環(huán)保證信息連續(xù)傳送至對(duì)側(cè)。從統(tǒng)計(jì)的角度來看，光纖電路切換與電力線路故障同時(shí)發(fā)生的幾率非常小。其缺點(diǎn)是相應(yīng)站點(diǎn)SDH光端機(jī)或保護(hù)專用PCM裝置故障時(shí)，保護(hù)遠(yuǎn)傳信號(hào)隨之中斷；如果保護(hù)遠(yuǎn)傳信號(hào)經(jīng)光纖支線電路傳輸時(shí)，通道不具備SDH自愈切換保護(hù)功能。 載波通信為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，技術(shù)成熟可靠，可以滿足遠(yuǎn)傳保護(hù)信號(hào)的要求。雖然只有1個(gè)通道，一般采用多頻道FSK多命令的信號(hào)系統(tǒng)以改善保護(hù)的選相性能：在1個(gè)通道內(nèi)可以切換5個(gè)頻率，fG為監(jiān)頻，fA、fB、fC分別為A、B、C相的跳頻，f3為三相跳閘的跳頻，正常傳送監(jiān)頻，在故障后監(jiān)頻消失，若收到fA、fB、fC任何一個(gè)就表示允許某一相跳閘，若收到f3就表示允許三相跳閘。采用這種多命令的信號(hào)系統(tǒng)后，在末端跨線故障時(shí)只要對(duì)側(cè)選跳單相故障并發(fā)出該相的跳頻，本側(cè)收到該信號(hào)并對(duì)本側(cè)保護(hù)也選中該相就立即跳該相，無需依靠縱續(xù)動(dòng)作。由于跳頻數(shù)量的限制，在發(fā)生兩相故障時(shí)不論哪兩相故障都一律傳送f3跳頻，收到該跳頻后在核對(duì)本側(cè)也判為多相故障后就立即三相跳閘。 3　同桿雙回線路保護(hù)配置實(shí)例分析 M變電所為500 kV變，K變電所為220 kV變，M站～K站之間的雙回220 kV線路采用單回路架設(shè)，兩回線路均配置一套高頻閉鎖距離保護(hù)和一套高頻相差保護(hù)。2003年該雙回線剖進(jìn)新建的220 kV變電所（N變電站）時(shí)，受城區(qū)規(guī)劃制約220 kV線路出線走廊調(diào)整，M～N和N～K雙回線均改為采用同桿雙回線路重新架設(shè)，因此需要對(duì)線路保護(hù)重新設(shè)計(jì)。電力通信網(wǎng)設(shè)計(jì)中，N變電所～K變電所之間與線路同步架設(shè)32芯OPGW光纜，是全省電力光纖通信環(huán)網(wǎng)主干光纜線路的一段。M變電所和N變電所是同城SDH 光纖通信網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)主要節(jié)點(diǎn)。 根據(jù)220 kV線路要求配置不同原理的雙套保護(hù)的要求及快速切除故障的需要，考慮在同桿雙回線路上開通雙高頻保護(hù)通道的可靠性和安全性都很低，因此必須考慮配置光纖保護(hù)通道，設(shè)計(jì)采用分相電流差動(dòng)保護(hù)和分相傳送信號(hào)的允許式距離縱聯(lián)保護(hù)構(gòu)成同桿雙回線路保護(hù)配置方案。根據(jù)不同信號(hào)傳輸方式，有兩個(gè)方案可供選擇：一、專用光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)+PCM復(fù)用距離縱聯(lián)保護(hù)方案；二、專用光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)+載波復(fù)用距離縱聯(lián)保護(hù)方案。兩個(gè)方案均能滿足主保護(hù)雙重化使用不同保護(hù)原理的要求，區(qū)內(nèi)故障時(shí)線路兩側(cè)保護(hù)能快速切除多相故障。 來源:http://tede.cn 由于N變電所和K變電所分別兩個(gè)地區(qū)局，不在同一個(gè)SDH光纖通信網(wǎng)內(nèi)，若采用方案一則專用光纖通道和PCM通道只能通過N變電所～K變電所OPGW光纜路由傳輸，即N～K雙回線路共4套縱聯(lián)保護(hù)均通過1條光纜路由，安全可靠性較低。因此本案N～K雙回線路保護(hù)配置方案采用方案二，考慮便于施工調(diào)試、簡(jiǎn)化運(yùn)行等因素，M～N雙回線路保護(hù)配置也采用方案二。 實(shí)際配置RCS-931B分相電流差動(dòng)保護(hù)和RCS-902C距離縱聯(lián)保護(hù)構(gòu)成雙重化主保護(hù)，RCS931B分相電流差動(dòng)保護(hù)采用專用光纖通道傳送保護(hù)命令，RCS-902C利用載波通道分相傳輸允許式保護(hù)命令。保護(hù)配置如圖1。 本方案兩套主保護(hù)采用了不同路由傳送保護(hù)信號(hào)，提高了安全可靠性。采用專用光纖通道時(shí)，每套保護(hù)裝置配置2芯光纖作為通道。按N+1的備用方式配置6芯光纖（每條線路各使用2芯，備用2芯），信號(hào)通過保護(hù)裝置自帶的光接口輸出。同時(shí)將現(xiàn)有相-地耦合方式、單頻工作方式的高頻保護(hù)載波通道更改為相-相耦合方式、雙頻工作方式的保護(hù)復(fù)用載波通道，配置保護(hù)信號(hào)復(fù)用和傳輸接口設(shè)備后，在傳送話音的載波通道上，可復(fù)用多個(gè)繼電保護(hù)命令。 4　保護(hù)裝置與載波機(jī)的接口設(shè)計(jì) 通常，允許式保護(hù)命令用于同桿雙回線路故障有2種接口方式：一種為雙命令輸入輸出的音頻接口方式，單相跳閘命令1P和三相跳閘命令3P輸入、輸出，但故障時(shí)要靠相繼動(dòng)作來切除故障。如圖1所示雙回共桿線路，L1線、L2線發(fā)生故障，L1線N側(cè)選A相故障，發(fā)單跳允許命令，L2線N側(cè)選B相故障，發(fā)單跳允許命令，而M側(cè)均判為A，B兩相故障，發(fā)三跳允許信號(hào)，而三跳允許條件為本側(cè)選二相及二相以上故障并收到三跳允許信號(hào)，單跳動(dòng)作條件為本側(cè)選單相故障并收到任一跳閘允許信號(hào)，因此，M側(cè)保護(hù)不滿足跳閘條件，相間選相元件返回，等N側(cè)保護(hù)分別跳開L1線的A相和L2線的B相后，M側(cè)保護(hù)的單相選相元件動(dòng)作，相繼切除故障相。另一種方式采用四命令的音頻接口方式，即選擇A跳、B跳、C跳、三跳，兩側(cè)可以同時(shí)跳閘。L1線M側(cè)選兩相跳閘，收到A相跳閘允許命令，跳閘方式設(shè)定為A相跳閘，L1的N側(cè)選A相跳閘，收到三相跳閘允許命令，跳閘方式也為A相跳閘，這種方式可以達(dá)到兩側(cè)同時(shí)跳閘。 本方案通信設(shè)計(jì)載波機(jī)采用ETL載波機(jī)，與縱聯(lián)保護(hù)配合采用NSD550音頻接口。NSD550為嵌入式的保護(hù)接口，裝在ETL載波機(jī)上，以ETL載波機(jī)的導(dǎo)頻信號(hào)作為監(jiān)頻，當(dāng)保護(hù)命令到來時(shí)，保護(hù)接口將它變換為通信傳輸?shù)念l率信號(hào)，并控制發(fā)信機(jī)將話音通道切斷，將發(fā)送電平提升到全部功率發(fā)送命令信號(hào)，而在線路的另一側(cè)，收信機(jī)判斷監(jiān)頻信號(hào)已消失，并檢測(cè)到一個(gè)有效的跳頻信號(hào)，相應(yīng)的輸出端就動(dòng)作；如果同時(shí)接收到監(jiān)頻和跳頻信號(hào)，或同時(shí)收不到監(jiān)頻和跳頻信號(hào)，接收端就告警。 NSD550可以根據(jù)保護(hù)裝置使用要求以兩種方式傳送命令信號(hào)：2個(gè)允許式跳閘命令和2個(gè)直跳命令（2個(gè)非編碼+2個(gè)編碼），適用于雙回線路的冗余保護(hù)或單回線路的備份保護(hù)；或3個(gè)允許式跳閘命令和1個(gè)直跳命令（3個(gè)非編碼+1個(gè)編碼），適用于單回線路的分相保護(hù)。不論哪種方式，編碼的直跳命令都優(yōu)先于非編碼的允許式跳閘命令。 RCS-902C距離縱聯(lián)保護(hù)裝置輸出TA、TB、TC三個(gè)單相允許式跳閘信號(hào)至載波機(jī)保護(hù)接口裝置，沒有單獨(dú)的三跳命令輸出/輸入接口。NSD550采用四命令（3+1）的音頻接口方式。因此設(shè)計(jì)時(shí)，NSD550保護(hù)接口裝置配設(shè)了兩塊多功能的遠(yuǎn)方保護(hù)接口板（G4AI），G4AI板與RCS902C保護(hù)裝置的接口回路如圖2，并利用NSD550保護(hù)接口裝置的編碼功能和內(nèi)部邏輯關(guān)系編程，來實(shí)現(xiàn)4個(gè)命令輸入/輸出。即保護(hù)裝置輸出的TA、TB、TC三相允許式跳閘信號(hào)，分別與兩塊G4AI板的A、B、C命令輸入端連接；第一塊G4AI板和第二塊G4AI板的A、B、C命令輸出端并聯(lián)，并與保護(hù)裝置TA、TB、TC三相允許式跳閘信號(hào)輸入端連接，其中第一塊G4AI板的A、B、C命令輸出設(shè)置為TA、TB、TC命令輸出，第二塊G4AI板板的A、B、C命令輸出均設(shè)置為TD（三相跳閘）命令輸出。這樣，經(jīng)過回路改進(jìn)和相應(yīng)軟件置后，NSD550裝置在3+1運(yùn)行方式中傳送各個(gè)命令的優(yōu)先關(guān)系優(yōu)化如表1： 5　結(jié)論 線路兩套縱聯(lián)保護(hù)的通道宜采用不同的通道傳送。同桿雙回線路為了有選擇性切除跨線故障，宜設(shè)置一套分相電流差動(dòng)保護(hù)，另配置一套分相傳送信號(hào)的距離縱聯(lián)保護(hù)，兩套保護(hù)的通道應(yīng)為不同路由。隨著光纖通信在電網(wǎng)中的應(yīng)用，有條件時(shí)優(yōu)先采用光纖通道：專用光纖+PCM復(fù)用通道。如果雙回線路共4套縱聯(lián)保護(hù)只有1個(gè)光纜路由，宜采用專用光纖+載波復(fù)用通道方案。