包头供电网随着地区经济增长而迅速发展壮大。电力特种光OPGW、ADSS具有随电力线路架设、不受电磁干扰等优势在包头供电网中利用率极高。同时,同步数字体系SDH技术成熟应用,光纤通信网络在包供电网中几乎实现全覆盖,光纤通道相比载波、微波占据更多优势,己然成为传输纵联差动继电保护信号的最佳路径。
继电保护是保护电力设备安全并防止电力系统长时间大面积停电的最重要、最有效的技术手段,它能自动、迅速有选择地切除并隔离故障部分,缩小故障范围,是整个电网稳定运行的基础。要求继电保护装置在技术上满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性4项性能。
截至2014年年底,包头供电局500kV变电站3座,220kV变电站18座,光纤通信网络中传输有150多条保护线路,近300套保护的400多条通道。随着智能电网的建设及内蒙占电力公司发展壮大,“十三五”期间,包头供电局110kV以上线路保护业务需求数量还将迅速增长,因而将对光纤传输网络及电力继电保护传输通道提出更严格的要求。
一、优化电力继电保护传输通道
光纤通信网络是500kV、220kV、110kV线路纵差保护的最佳支撑平台。目前,继电保护传输通道根据连接形式不同分为光纤专用和复用两种。根据传输速率不同,复用通道又分为2M复用和PCM终端64K复用通道。当两变电站之间光缆距离<60km时,保护业务优先选用光纤专用通道,超过60km优先采用光纤复用通道,才能满足误码,传输时延要求。因此,有必要对电力继电保护传输通道进行优化整合。
1、满足“双设备、双电源、双路由”配置
根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中提出:直接影响电网安全稳定运行的同一条线路的两套继电保护和同一系统的两套安全自动装置应配置两套独立的通信设备,并分别由两套独立的通信电源供电,两套通信设备和通信电源在物理上应完全隔离。
包供电网中,220kV同一条线路两套继电保护通道配置原则为:①两套均为光纤专用通道:采用不同光缆,且光缆不在同一路由上。前提是,两站之间线路长度<60km。②一套光纤专用通道,一套光纤复用2M通道。③一套光纤专用通道,一套PCM终端64K通道。④一套光纤复用2M通道,一套电力线专用通道。⑤两套均为光纤复用2M通道:由两套不同通信设备提供2个不同路由。
2、组建包头地区华为光纤传输网络,建立2个西门子、1个华为2. 5G双纤自愈环
建立西门子、华为两套光纤网络,继电保护等业务即可实现“双网络”传输。当2.5G双纤自愈环内某段线路故障,环内业务会启动自愈功能而不会中断,使继电保护等业务安全性能更有保障。
3、采用1+1通道保护
即子网连接保护SNCP。为确保每套保护安全运行,特别为单套保护配置两条通道,且两端落地2M端口相同。可根据网管交叉连接设置V C'12级别通道的自动、强制、人工倒换,可恢复及不可恢复倒换方式,使业务既可在主用通道传输,又可在子网通道中传输。
二、电力继电保护传输通道口常测试、故障判断
1、光纤传输网络管理系统
光纤传输网络管理系统可以对网络中的网元及各种不同带宽的通道进行配置和管理,优化网络性能。
电力继电保护传输通道复用方式包括2M复用和PCM终端64K复用两种方式,如图1所示。网管系统可以对光纤通信网络的2M端口之间的复用继电保护传输通道进行交叉连接配置和故障检测操作。