載波保護通道自動檢測裝置的開發(fā)及實際應用

前言

為保證無人值守變電站的運行安全，國家電網(wǎng)公司在多個文件及技術(shù)規(guī)范中明確要求閉鎖式高頻保護具備通道自動測試功能；目前雖然一些保護裝置具備定時啟訊功能，但由于“收發(fā)信機動作”和“收發(fā)信機告警”遠方遙信多是自保持，因此現(xiàn)有條件還沒有辦法實現(xiàn)自動檢測。國調(diào)中心關(guān)于繼電保護遠方操作的指導意見：“對于變電站無人值守后閉鎖式載波保護的通道測試，最終方案是通過技術(shù)改造實施自動通道測試”。

考慮到保護、收發(fā)信機定型產(chǎn)品不宜更改，以及實施的便捷性，我們開發(fā)了“載波保護通道自動檢測裝置”，用于實現(xiàn)閉鎖式載波保護通道的自動檢測。

一、裝置動作邏輯

如圖1所示，裝置采用高精度時鐘，每天定時（可整定）發(fā)出一個200ms的脈沖用于閉鎖式載波保護的自動啟訊。信號的復歸采用自動復歸或者定時復歸兩種方式，自動復歸需接入收發(fā)信機的收信接點（“自動復歸1”、“自動復歸2”分別對應有源和無源接點），當本裝置收到收信信號再停止收信后，經(jīng)15S延時發(fā)出一個200ms的脈沖用于收發(fā)信機動作信號的復歸；當自動復歸因收信接點等問題不能接入時，可采用裝置自帶的定時復歸功能，如果整定加用，裝置可在定時啟訊前后10分鐘、30分鐘分別對收發(fā)信機進行一次復歸，避免因啟訊前信號繼電器保持而不能有效進行通道檢測。

圖1 載波保護通道自動檢測裝置邏輯框圖

信號復歸宜盡量采用自動復歸，自動復歸可及時發(fā)現(xiàn)收發(fā)信機頻繁啟訊、長時間啟訊、收信繼電器長期動作等問題，而定時復歸解決不了這些問題。

二、裝置設置

全網(wǎng)采用通道自動檢測，需要綜合考慮啟訊時間設置：首先兩側(cè)收發(fā)信機不得同時檢測，其次要方便監(jiān)控人員查看，同時要便于專業(yè)人員設置（不需下定值）。綜上考慮，全網(wǎng)自動檢測時間宜集中在較短時間內(nèi)完成，線路兩側(cè)啟訊時間應錯開，線路雙編號在前的變電站先檢測，在后的變電站后檢測，例如：先檢測的整定在上午10點，后檢測的整定在上午10點20分（考慮時鐘誤差，錯開20分鐘，旁路可統(tǒng)一整定在10：40），確?？梢酝ㄟ^自身的定時復歸功能來完成自動檢測流程。

定時復歸功能配合完成線路兩側(cè)載波通道自動檢測流程示意圖如圖2所示，在M側(cè)啟訊前10分鐘，兩側(cè)收發(fā)信機要完成清零復歸（F/0），在M側(cè)啟訊后10分鐘，兩側(cè)收發(fā)信機要復歸一次（F/MQ），為N側(cè)自動檢測做好準備，N側(cè)啟訊后10分鐘，兩側(cè)收發(fā)信機要再復歸一次（F/NQ），為收發(fā)信機的再次發(fā)訊做好準備。

圖2 定時復歸功能完成線路兩側(cè)自動檢測示意圖

注：MQ、NQ為兩側(cè)啟訊脈沖，F(xiàn)/0是啟訊前清零復歸脈沖，F(xiàn)/MQ是M側(cè)啟訊后的復歸脈沖，F(xiàn)/NQ是N側(cè)啟訊后的復歸脈沖

三、裝置端子接線

裝置外部端子設置如圖3所示：可外接220V（或110V）直流電源，針對有源或無源收信接點，設有兩種自動復歸開人端子，“自動復歸1”用于空接點的開人，應優(yōu)先采用：“自動復歸2”用于有源接點開人，當收發(fā)信機沒有多余的收信無源接點時，可考慮和保護收信輸入共用接點（或采用24V電源經(jīng)收發(fā)信機的收信光耦輸出接入自動復歸2，許繼、南瑞收發(fā)信機多提供光耦輸出，但光耦只能采用24V電源，如果要用于自動復歸1，則必須經(jīng)重動繼電器轉(zhuǎn)換），具體接線參照圖4所示，自動復歸2開人采用雙光耦串聯(lián)，以減小對保護的影響（印制板也有防短路措施），另外本裝置應能適應保護是24V開人還是220V（110V）開入（可設置或自適應）。

圖3 載波保護通道自動檢測裝置

圖4 載波保護通道自動檢測裝置外圍回路接線圖

注：收發(fā)信機的收信光耦輸出可通過24V電源接自動復歸2

四、裝置安裝

裝置采用端子排滑槽安裝，固定在頂端空開旁或其它合適位置，如果不采用自動復歸2和保護復用收信接點（或者收信光耦經(jīng)自動復歸2接入時，不會導致保護收信開入電源失電），可考慮不停用載波保護進行安裝。

裝置自帶電子保險，可和收發(fā)信機共用直流空開（在端子排上獲取電源，如果沒有接線端子可采用短接塊擴充）；啟訊、復歸接點可直接并接到啟訊按鈕和復歸按鈕兩端，建議采用“啟訊2”、“復歸2”輸出接點，這樣可保證接線端子間的有效隔離；自動復歸1必須經(jīng)空接點接入，不得采用收信光耦直接接入；如果采用“自動復歸2”開人，則接線需在保護端子排上完成，接線時需要短時停用載波保護（如果在端子排上可采用短接塊擴充端子，也可不停用保護）。

五、監(jiān)控人員信號檢查判斷

監(jiān)控人員在監(jiān)控端應每天定時（如上午11點）檢查所有閉鎖式高頻保護通道的自檢情況，為了方便監(jiān)控人員檢查判斷，自動化人員應優(yōu)化監(jiān)控人員的人機界面，宜在監(jiān)控端按變電站、按間隔將收發(fā)信機的動作和告警遙信做在相應界面上，每套載波保護當天的收發(fā)信機動作和告警信號應一目了然。

監(jiān)控人員信號判斷：如果發(fā)現(xiàn)某套保護沒有按時啟訊（例如10點和10點20各一次）、沒有按時復歸（對應啟訊后沒有復歸）、頻繁啟訊、有告警信號（不管是否已復歸），都應該作為缺陷上報及時處理。

六、結(jié)語

實現(xiàn)載波保護通道自動檢測后，其工作效率、安全性能都將大幅提高。和目前由監(jiān)控人員遠方啟訊、遠方復歸檢測方式相比，其工作效率將提高數(shù)十倍，其操作的安全性更是不可比擬，而且有效解決了收發(fā)信機頻繁啟訊、長時間啟訊、收信繼電器長期動作等不能及時發(fā)現(xiàn)的老大難問題。