旁代线路保护通道切换有效性校核方案

戴宇

摘要：有些220kV变电站为了增加电网可靠性，除了母线还会另设220kV旁路。近期，在旁路代路线路时，发生了几起通道切换把手切换不到位而造成通道中断的事件。为避免发生该风险，文章提出在有旁代功能的220kV线路以及旁路间隔增加通道切换有效性检验回路的方法，在旁代操作中指示代路通道切换接点的状态，以确保保护通道状态正常和纵联保护可靠投入。

关键词：旁代线路；保护通道；可靠性；接点；有效性校核方案；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM773 文章编号：1009-2374（2016）36-0169-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.084

1 概述

在电力系统各式各样的运行方式中，带旁路的运行方式涉及到保护的配合问题，当由旁路代路时，需要通过切换把手将收发信机上的收信对象和发信对象由线路开关保护切换至旁路开关保护，把手是否切换到位关系到保护装置能否正确地收发信。然而在实际生产运行中，电网发生过数起旁代通道切换把手切换不到位的事件。由于通道接口装置的旁代切换回路目前无技术措施监控切换把手接点导通状态，导致正常运行的过程中不能及时发现缺陷。而在线路代路期间若保护通道处于非正常状态，在线路代路运行过程中将有很高的风险存在。本文研究了旁路代路的风险，提出了一种有效防控措施，即在不影响设备正常运行的情况下，通过增加简易的电路，检测回路是否正常，严防故障的发生。

2 旁路代路风险分析

旁路的配置一般包括單纵联、单光差以及一光差一纵联等，被代间隔保护配置一般包括双光差、一光差一纵联以及双纵联等。旁路代路时具有一定风险。配置光纤差动保护的线路进行旁路代路操作的步骤为，首先退出光纤差动保护，将旁路断路器合上，此时线路断路器和旁路断路器处于并列运行状态；然后将线路断路器断开，并将线路保护光纤切换到旁路保护装置；最后将旁路差动保护投入。这些操作的风险在于，在这个旁代过程中，两套光纤差动保护都在短时间内同时退出，这段时间内线路没有主保护进行保护，故障将无法快速切除。配置纵联保护的线路进行旁路代路操作的步骤为，首先退出单套光纤差动保护，将旁路断路器合上，此时线路断路器和旁路断路器处于并列运行状态；然后将收发信机切换到旁路运行，再将线路断路器断开。这些操作的主要风险在于，当线路断路器和旁路断路器处于合环运行状态时，只有一套主保护通信通道正常，此时断路器还有部分分流，若线路发生故障，差动保护可能不会动作，线路故障不能以最快的速度切除。当通道切换把手切换接点不能正常导通时，通道中断将致使差动保护拒动的风险大增。

3 实施方法及回路测试

由于切换把手造成事故的原因，主要是由于无法及时发现把手切换不到位，因此线路发生故障时保护无法正确收发信，造成保护拒动或误动。本案针对该问题提出了一种切换把手的监测方案，即在保护未动作时，若切换把手接点导通，那么在保护接点两端会有一个电压差，此时若将光耦发射端接入保护两端，回路将导通。反之，若切换把手接点未导通，将光耦发射端接入保护两端，回路也不能导通，利用这个原理便可判断接点是否导通。本案主要包括两部分，即电源部分和逻辑判断部分。

3.1 电源部分

电源部分的作用是将220V交流电转换成四路相互独立的5V电源。四路电源设计完全相同，这里以收信回路电源为例，P1为电源接口，接220V电源，F1为保险管，当电路过流时，自动熔断保护电路，S1为电源开关，T1为降压变压器，将220V电压输出双8.4V电源，D2、D4为两个整流桥，将交流8.4V电转换成脉动直流电，C1～C8为稳压、滤波电容，使输出电压更稳定，U1、U2为7805稳压芯片，将输入电源转换成5V稳定电源，D1、D3为电源指示灯，R1、R2为D1、D2的分压电阻。

3.2 逻辑判断部分

切换回路分两部分：一是收信切换；二是发信切换，因此对应逻辑部也分收信监测和发信监测。

3.2.1 收信监测设计。切换把手进行电路收信切换的示意图，如图1所示，1～6为把手的接线柱，当把手打到本线路时，1和3接通，2和4接通；打到旁路时，1和5接通，2和6接通。

针对以上电路，设计逻辑监测电路如图2所示，P2的4脚接收信切换把手的3脚，P2的3脚接收信切换把手的5脚，P2的2接本线路保护的GND，P2的1接旁路保护的GND，P3的3脚接收信切换把手的4脚，P3的2脚接收信切换把手的6脚，P3的1脚接收信切换把手的2脚，S3为切换按钮，按钮未按下时检测本线路通道，按下时检测旁路通道，S2为检测按钮，按下时开始检测，未按下时检测无效，U3、U6为两个光耦，当切换把手切换到位，S2按下，U3、U6的发光，输出端导通，U6、U3光耦发射极输出高电平，输入与门芯片U4A，与门输出端输出高电平，绿色发光二极管D5发光，若切换把手切换不到位，则U3、U6任一光耦不发光，对应发射极输出低电平，与门逻辑不满足，3输出低电平，经过非门芯片CD4069，CD4069的2脚输出高电平红色发光二极管D6发光。

3.2.2 发信监测设计。切换把手进行电路发信切换的示意图，如图3所示，1～6为把手的接线柱，当把手打到本线路时，1和3接通，2和4接通；打到旁路时，1和5接通，2和6接通。

针对以上电路，设计逻辑监测电路如图4所示，P5的3脚发信切换把手的1脚，P5的2脚接发信切换把手的3脚，P5的1接收发信机的GND，P4的3脚接发信切换把手的4脚，P4的2脚接发信切换把手的6脚，P4的1脚接发信切换把手的2脚，S5为切换按钮，S4为检测按钮，后面电路分析与收信完全相同。

4 结语

在湛江局变电管理所管辖的变电站中，广泛存在携带旁路切换功能的收发信机，能有效监视该类收发信机通道切换是否无误，能大大降低由于通道切换不到位导致重要线路失去保护的概率，而且该装置能直观有效地反映出通道状态。

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（责任编辑：秦逊玉）