包頭供電網(wǎng)隨著地區(qū)經(jīng)濟增長而迅速發(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)勢在包頭供電網(wǎng)中利用率極高。同時，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)中幾乎實現(xiàn)全覆蓋，光纖通道相比載波、微波占據(jù)更多優(yōu)勢，已然成為傳輸縱聯(lián)
差動繼電保護信號的*佳路徑。
繼電保護是保護電力設(shè)備安全并防止電力系統(tǒng)長時間大面積停電的*重要、*有效的技術(shù)手段，它能自動、迅速有選擇地切除并隔離故障部分，縮小故障范圍，是整個電網(wǎng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。要求繼電保護裝置在技術(shù)上滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動性４項性能［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多條保護線路，近３００套保護的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以上線路保護業(yè)務(wù)需求數(shù)量還將迅速增長，因而將對光纖傳輸網(wǎng)
絡(luò)及電力繼電保護傳輸通道提出更嚴格的要求。
１ 優(yōu)化電力繼電保護傳輸通道
光纖通信網(wǎng)絡(luò)是５００ｋＶ、２２０ｋＶ、１１０ｋＶ線路縱差保護的*佳支撐平臺。目前，繼電保護傳輸通道根據(jù)連接形式不同分為光纖專用和復(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。當兩變電站之間光纜距離＜６０ｋｍ時，保護業(yè)務(wù)優(yōu)先選用光纖專用通道，超過６０ｋｍ優(yōu)先采用光纖復(fù)用通道，才能滿足誤碼，傳輸時延要求。因此，有必要對電力繼電保護傳輸通道進行優(yōu)化整合。
１．１ 滿足“雙設(shè)備、雙電源、雙路由”配置
根據(jù)《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》中提出：直接影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的同一條線路的兩套繼電保護和同一系統(tǒng)的兩套安全自動裝置應(yīng)配置兩套獨立的通信設(shè)備，并分別由兩套獨立的通信電源供電，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通道配置原則為：①兩套均為光纖專用通道：采用不同光纜，且光纜不在同一路由上。前提是，兩站之間線路長度＜６０ｋｍ。②一套光纖專用通道，一套光纖復(fù)用２Ｍ通道。③一套光纖專用通道，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個西門子、１個華為２．５Ｇ雙纖自愈環(huán)
建立西門子、華為兩套光纖網(wǎng)絡(luò)，繼電保護等業(yè)務(wù)即可實現(xiàn)“雙網(wǎng)絡(luò)”傳輸。當２．５Ｇ雙纖自愈環(huán)內(nèi)某段線路故障，環(huán)內(nèi)業(yè)務(wù)會啟動自愈功能而不會中斷，使繼電保護等業(yè)務(wù)安全性能更有保障。
１．３ 采用１＋１通道保護
即子網(wǎng)連接保護ＳＮＣＰ。為確保每套保護安全運行，特別為單套保護配置兩條通道，且兩端落地２Ｍ端口相同?？筛鶕?jù)網(wǎng)管交叉連接設(shè)置ＶＣ１２級別通道的自動、強制、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 電力繼電保護傳輸通道日常測試、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)可以對網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元及各種不同帶寬的通道進行配置和管理，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。電力繼電保護傳輸通道復(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)可以對光纖通信網(wǎng)絡(luò)的２Ｍ端口之間的復(fù)用繼電保護傳輸通道進行交叉連接配置和故障檢測操作。
若變電站某套保護裝置有告警信號發(fā)出，我們可通過網(wǎng)管系統(tǒng)檢查該保護通道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、有無誤碼或其他告警信號。必要時采取網(wǎng)管軟環(huán)回進行故障定位，即通過網(wǎng)管在傳輸繼電保護信號通道的２Ｍｂｉｔ／ｓ端口設(shè)置或在傳輸通道沿路任一節(jié)點通過交叉連接配置來創(chuàng)建內(nèi)環(huán)（遠端環(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、繼電保護維護范圍內(nèi)光／電轉(zhuǎn)換設(shè)
備、保護裝置狀態(tài)，來逐段排查故障。網(wǎng)管系統(tǒng)是判斷、排查繼電保護故障*簡單、快速、有效的手段。
２．２ 光時域反射儀ＯＴＤＲ
ＯＴＤＲ可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等，是光纜施工、維護及監(jiān)測中必不可少的工具。在測量光纖時，一定要選擇與被測光纖模式相匹配的ＯＴＤＲ進行測量，這樣才能得到各項性能指標均正確的結(jié)果。在專用保護發(fā)出告警信號時，可至發(fā)生告警的站點用ＯＴＤＲ判測斷點，測量前一定要確保和保護裝置之間確實有斷點。如不能確認，須在對端保護裝置上斷開被測光纖。否則可能損壞對端保護裝置。
實際工作中，光時域反射儀主要用于測量光纖長度、斷點位置。春查期間通過與實際兩端站線路距離相對比測得專用保護備用光纖長度或檢查備用光纖沿長度的損耗分布情況來確定專用保護備用光纖質(zhì)量。當進行長距離光纜切改時，熔接機將所有光纖熔接完畢，可利用ＯＴＤＲ檢測每根光纖的熔接質(zhì)量，尤其要保證專用保護光纖傳輸質(zhì)量*優(yōu)。
２．３ 光源和光功率計
二者常常配合使用，是光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)維護、故障排查測試必備的工具。通過測量光端機或光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的接收光功率來評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。波長有１?。常保埃睿砗停薄。担担埃睿淼冗x擇，測量時發(fā)端必須與收端選擇同樣波長進行測試。
光纖專用保護利用專用光纖通道進行繼電保護信號傳輸，對光纖質(zhì)量要求非常高。測量專用光纖通道時，將光源和光功率計分別連接至被測試光纖兩端，光源的發(fā)送光功率與光功率計接收光功率的差值就是這段光纖真實的衰減值。
使用光源和光功率計對光纖質(zhì)量進行判別，易于操作，既方便又快捷是檢測光纖常備的一種儀器。
２．４ 數(shù)據(jù)通信測試儀
數(shù)據(jù)通信測試儀是電力通信部門使用頻率*高的一種測試工具。可對２Ｍｂ／ｓ（Ｅ１）、Ｖ．２４等多種帶寬的通信數(shù)字通道進行測試維護，離線、在線監(jiān)測傳輸通道誤碼，信號通斷強弱，ＡＩＳ、失步告警等，是判定繼電保護復(fù)用通道傳輸質(zhì)量好壞、快速檢測其故障的*基本的儀器。
當復(fù)用保護通道出現(xiàn)異常情況時，可以在告警的繼電保護線路對端站的保護裝置、光／電轉(zhuǎn)換器、通信數(shù)配等處通過人工硬環(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)通信測試儀，檢測所環(huán)電力繼電保護復(fù)用傳輸通道狀態(tài)，以便逐級判斷故障所在位置。
３ 建立電力繼電保護傳輸通道仿真測試系統(tǒng)
電力繼電保護復(fù)用通道相對光纖專用保護通道組網(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)對繼電保護運行可靠性要求逐年提高，專用保護通道路由單一，故障判斷、檢測簡便易行。而復(fù)用保護通道與日益增長的眾多電力調(diào)度、營銷、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、時延等新問題，故障判斷困難。在傳輸通道延時、瞬時中斷、不同誤碼等情況下不能對保護裝置進行動態(tài)測試，一般的環(huán)回排除法、通道誤碼檢測又難以滿足電力繼電保護檢修人員對保護裝置運行可靠性的要求。造成通信維護與繼電保護檢修人員溝通困難，互相推諉，延長了繼電保護故障時間，對電網(wǎng)安全極為不利。因此，迫切需要建立一套電力繼電保護傳輸通道仿真測試系統(tǒng)，在運行環(huán)境下對光纖通信通道傳輸繼電保護信號進行試驗研究。
３．１ 仿真測試系統(tǒng)功能實現(xiàn)
仿真測試系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)目前繼電保護光纖傳輸通道中通信設(shè)備的主要性能參數(shù)進行設(shè)置。可以接收６４Ｋ或２Ｍ速率的電信號，通過系統(tǒng)操作設(shè)置，輸出用來仿真光纖傳輸通道中斷、延時、誤碼等各種不同狀況的信號，從而對繼電保護設(shè)備進行充分驗證和試驗，實現(xiàn)框圖如圖２所示。
為了能仿真收發(fā)不同延時對繼電保護設(shè)備的影響，可將收發(fā)設(shè)置為不同延時以滿足測試要求。測試時，可將隨機誤碼設(shè)置為０～１Ｅ－９范圍內(nèi)變化，在輸出信號中產(chǎn)生０～１００ｍｓ的通道中斷。還可以根據(jù)測試需要進行信號速率，生成誤碼率，通道時延、中斷等各種參數(shù)設(shè)置［３］。
３．２ 意義
電力繼電保護傳輸通道仿真測試系統(tǒng)能夠方便快捷地實現(xiàn)傳統(tǒng)測試方法所無法完成的測試項目，使通信人員能夠**掌握各變電站不同繼電保護裝置對各自傳輸通道的性能指標要求，增進通信與繼電保護人員溝通配合。滿足通信及繼電保護２個專業(yè)對仿真設(shè)備的要求，是電力繼電保護故障處理、春查試驗、日常測試的一種驗證性系統(tǒng)，也可為電力繼電保護通道設(shè)計和光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供參考。
４ 結(jié)束語
電網(wǎng)安全關(guān)系到國民經(jīng)濟生活質(zhì)量，繼電保護作為保障電力系統(tǒng)安全可靠運行的重要裝置，需要電力通信與繼電保護專業(yè)人員密切配合，通過優(yōu)化繼電保護傳輸通道、完善通道測試手段，滿足繼電保護信號愈加復(fù)雜的可靠性要求。對包頭供電局建設(shè)堅強電網(wǎng)、保障地區(qū)電網(wǎng)高效、經(jīng)濟、安全運行發(fā)揮重要作用。
