线路开关旁路代路的收发信切换风险分析及防控措施的研究

于廷文，刘世丹，甘 锴，曹建东

(1.广东电网有限责任公司江门供电局，广东 江门 529000；2.广东电网有限责任公司电力调度控制中心，广东 广州 510600；3.广东电网有限责任公司肇庆供电局，广东 肇庆 526000；4 中国南方电网有限责任公司，广东 广州 510600)

当下电网负荷日益增长且供电可靠性要求日益提高，电网设备停电检修时间不断被压缩，在电网结构薄弱的地区，旁路代路是解决该矛盾的可行方法.然而在现场实际旁路代路操作中，纵联保护收发信切换把手偶尔会发生切换不到位，收发信接点无法导通，进而导致通信中断.而当前常规变电站中尚无有效技术手段对收发信回路的完整性进行在线监控，即若在操作过程中因切换不到位导致回路完整性缺失，运行人员将无法及时发现并停止操作，由此将造成保护通信中断并进而可能导致纵联保护误动或者拒动，给电网安全稳定运行造成极大的威胁[1-4].

因此，全面分析纵联保护收发信切换存在的风险，并研究一种针对性的风险防范措施，实现旁路代路和恢复本线操作中对收发信回路完整性的检验，避免因为操作中的切换不到位导致纵联保护误动或者拒动，对于保障电网安全稳定运行具有重要意义.

1 旁路代路操作中纵联保护收发信切换的风险分析

110 kV及以上常规变电站内线路开关旁路代路时，需要将纵联保护收发信切换把手从“本线”切换至“旁路”，从而将收发信回路从主保护切换至旁路保护，以实现与对侧保护通信完成纵联保护功能，如图1所示.以下将分别对光纤闭锁式和光纤允许式纵联保护的收发信切换风险进行分析.

图1 线路开关旁路代路保护通道结构示意图图2 光纤闭锁式纵联保护收信回路接触不良风险分析示意图

1.1 光纤闭锁式纵联保护风险分析

1.1.1 收信回路接触不良

A站本线或旁路保护收信回路均不通，如图2所示.当本线发生故障时，两侧保护启动；A站保护收不到对侧的信号，保护启动后一直发信，不停信；B站保护一直收到对侧的闭锁信号，纵联保护无法动作.该情况下，存在线路主保护拒动风险.

1.1.2 发信回路接触不良

A站本线或旁路保护发信回路均不通，如图3所示.当AC线发生故障时，本线两侧保护启动；A站保护发信通道中断，无法闭锁B站侧保护；B站侧保护判正方向，自发自收闭锁信号后停信，误动出口跳闸.该情况下，非故障线路存在误动风险.

图3 光纤闭锁式纵联保护发信回路接触不良风险分析示意图图4 光纤闭锁式纵联保护本线运行时漏切通道风险分析示意图

1.1.3 恢复本线开关运行后忘记切换通道回“本线”

A站本线运行，而通道收发信回路处在旁路保护位置，如图4所示.当AC线发生故障时，本线两侧保护启动；B站AB线保护判断为正方向故障，先向A侧保护发信；A站AB线通道接口装置将收信命令传给旁路保护装置，若旁路开关处于分闸状态，保护装置在收信后延迟100 ms发信给B站，B站AB线保护未收到闭锁信号，纵联保护误动出口跳闸.该情况下，非故障线路存在误动风险.

1.2 光纤允许式纵联保护风险分析

1.2.1收信回路接触不良

A站本线或旁路保护收信回路均不通，如图5所示.当线路发生故障时，两侧保护启动；B站保护可收到A站保护发过来的允许信号，保护正确动作；A站保护无法收到B站保护发过来的允许信号，保护拒动.该情况下，存在线路主保护拒动风险.

图5 光纤允许式纵联保护收信回路接触不良风险分析示意图图6 光纤允许式纵联保护发信回路接触不良风险分析示意图

1.2.2 发信回路接触不良

A站本线或旁路保护发信回路均不通，如图6所示.当线路发生故障时，两侧保护启动；A站保护可收到B站保护发过来的允许信号，保护正确动作；B站保护无法收到A站保护发过来的允许信号，保护拒动.该情况下，存在线路主保护拒动风险.

1.2.3 恢复本线开关运行后忘记切换通道回“本线”

A站本线运行，而通道收发信回路处在旁路保护位置，如图7所示.

当AC线发生故障时，本线两侧保护启动；B站AB线保护判断为正方向故障，先向A站保护发信.A站AB线通道接口装置将收信命令传给旁路保护装置，若旁路开关处于分闸状态，旁路保护延时100 ms发信给B站，B站AB线保护收到允许信号，纵联保护误动出口跳闸.该情况下，非故障线路存在误动的风险.

当AB线发生故障时，本线两侧保护启动；由于A站旁路保护延时100 ms发信，B站保护可以正确动作.但是A站主保护无法收到B站允许信号，因此纵联保护不动作.该情况下，存在线路主保护拒动风险.

综上所述，不管是闭锁式还是允许式的光纤纵联保护，当把手在“本线”或者“旁路”时接触不良，甚至忘记切换把手时，均存在主保护拒动或误动风险[5-8].

2 旁路代路操作中纵联保护收发信切换的风险预控措施

旁路代路操作方法有两种，分别为热代和冷代，而常用的为热代.热代，即代路过程不会造成短时停电的旁路代路方法，先合上旁路开关与被代开关并列运行，确认旁路开关正常运行后，再断开被代开关.冷代，即会造成被代路设备短时停电的旁路代路方法，先断开被代开关，再合上旁路开关运行[9].

根据纵联保护装置发展现状，收发信切换的风险预控措施可从三方面进行考虑.

一是将有旁代需求的线路保护和旁路保护逐步改造为光差集成光口纵联距离的保护装置，如此可避免切换把手的接触不良问题，但此法工作量大、资金需求大，对复杂大型电网的存量设备改造周期长.

二是采取冷倒方式进行旁路代路，在被代路设备短时停电期间对异动通道进行联调试验，并通过模拟区外正方向故障进行检查，验证区内故障正确动作.该方法可防止通道异动可能造成的通道中断、通道环回、通道回路异常导致的长收信或长发信、通道命令接线错误等情况，但要求操作期间保护班组人员进站调试，且冷倒方式会增加操作时间，同时增加调度、运行人员工作压力[10].

三是采取热倒方式进行旁路代路，通过简单的技术改造及对现有旁代流程进行优化，实现收发信切换时回路完整性的检验，保障旁路代路期间和恢复本线运行时纵联保护的可靠性.该方法改造难度小、工作量小，且对调度、运行、保护人员的工作量影响小.本文主要介绍该方法所涉及的三部分内容，一是对收发信回路的改造，增加模拟发信回路；二是运行人员应用模拟发信回路进行收发信回路完整性检验的方法；三是基于该检验方法对线路开关旁路代路操作步骤进行优化.

3 收发信回路改造方法

将线路两侧纵联保护、旁路保护退出，并依次将两

侧纵联保护、旁路保护的保护启动发信接点和开入正电源引至模拟发信压板并做好标识(对于分相式的纵联保护则有ABC相3个压板)，由此构成人工模拟保护发信的测试回路.模拟发信压板在完成测试后应及时退出，正常运行时应严禁投入.以某变电站内RCS-902CB纵联保护装置为例，增加后的模拟发信回路示意图，如图8所示.

4 应用模拟发信回路进行收发信回路完整性检验的方法

总体原则是通过短时投入模拟发信压板，来检验本侧发信回路和对侧收信回路的有效性，通过两侧依次测试即可完成代路侧的收发信切换有效性检验.

进行旁路代路操作前，在两侧主二纵联保护、代路侧旁路保护退出的情况下，将代路侧收发信把手切换至“旁路”；然后由代路侧运行人员通过短时投入旁路保护模拟发信压板来启动发信，非代路侧运行人员检查纵联保护装置面板是否有收信开入变位和复位，有则说明代路侧的发信和非代路侧的收信回路正确；然后由非代路侧运行人员短时投入纵联保护模拟发信压板启动发信，来检验代路侧的收信和非代路侧的发信回路.

进行恢复本线操作前，在两侧主二纵联保护、代路侧旁路保护退出的情况下，将代路侧收发信把手切换至“本线”；然后由代路侧运行人员通过短时投入纵联保护模拟发信压板来启动发信，非代路侧运行人员检查纵联保护装置面板是否有收信开入变位和复位，有则说明代路侧的发信和非代路侧的收信回路正确；然后由非代路侧运行人员短时投入纵联保护模拟发信压板启动发信，来检验代路侧的收信和非代路侧的发信回路.

5 线路开关旁路代路操作步骤优化

本文采取的旁路代路方法为“热代”，分为旁路代路和恢复本线两方面来介绍操作步骤优化方法.

5.1 旁路代路操作

常规的旁路代路操作包括执行临时定值、切换通道把手、确认投入旁路保护、退出线路两侧主一纵联保护(若有)、执行综合令完成热代.为完成收发信回路完整性的检验，增加3个步骤，如图9所示.一是在切换通道把手前退出线路两侧主二纵联保护，以避免检验期间因误操作出现保护误动；二是切换把手后线路两侧配合完成收发信回路完整性检验；三是完成检验后将主二纵联保护投入运行，后续衔接常规的旁路代路操作步骤.

图9 优化后的线路开关旁路代路操作步骤图10 优化后的线路开关恢复本线运行操作步骤

5.2 恢复本线操作

常规的恢复本线操作包括执行综合令完成开关旁代恢复操作、投入线路两侧主一纵联保护(若有)、切换通道把手至“本线”、恢复正式定值.为完成收发信回路完整性的检验，增加3个步骤，如图10所示.一是在切换通道把手前退出线路两侧主二纵联保护，以避免检验期间因误操作出现保护误动；二是切换把手后线路两侧配合完成收发信回路完整性检验；三是完成检验后将主二纵联保护投入运行，后续衔接常规的恢复本线操作步骤.

6 结 语

本文系统分析了线路开关旁路代路操作中纵联保护收发信切换不到位存在的风险，并介绍了一种应用于线路开关旁路代路的纵联保护收发信回路完整性检验方法.该方法已在广东电网内试点验证并全面推广应用，其通过对现有纵联保护收发信回路进行简单的改造，并对旁路代路操作步骤进行优化，从而实现旁路代路操作时对收发信回路完整性的检验，避免因收发信切换把手切换不到位导致保护通信中断的问题，消除保护回路上的技术和管理盲区，提高旁路代路时继电保护系统可靠性，进而保障电网安全稳定运行.