載波保護通道自動(dòng)檢測裝置的開(kāi)發(fā)及實(shí)際應用

前言

為保證無(wú)人值守變電站的運行安全，國家電網(wǎng)公司在多個(gè)文件及技術(shù)規范中明確要求閉鎖式高頻保護具備通道自動(dòng)測試功能；目前雖然一些保護裝置具備定時(shí)啟訊功能，但由于“收發(fā)信機動(dòng)作”和“收發(fā)信機告警”遠方遙信多是自保持，因此現有條件還沒(méi)有辦法實(shí)現自動(dòng)檢測。國調中心關(guān)于繼電保護遠方操作的指導意見(jiàn)：“對于變電站無(wú)人值守后閉鎖式載波保護的通道測試，最終方案是通過(guò)技術(shù)改造實(shí)施自動(dòng)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(shí)施的便捷性，我們開(kāi)發(fā)了“載波保護通道自動(dòng)檢測裝置”，用于實(shí)現閉鎖式載波保護通道的自動(dòng)檢測。

一、裝置動(dòng)作邏輯

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

圖1 載波保護通道自動(dòng)檢測裝置邏輯框圖

信號復歸宜盡量采用自動(dòng)復歸，自動(dòng)復歸可及時(shí)發(fā)現收發(fā)信機頻繁啟訊、長(cháng)時(shí)間啟訊、收信繼電器長(cháng)期動(dòng)作等問(wèn)題，而定時(shí)復歸解決不了這些問(wèn)題。

二、裝置設置

全網(wǎng)采用通道自動(dòng)檢測，需要綜合考慮啟訊時(shí)間設置：首先兩側收發(fā)信機不得同時(shí)檢測，其次要方便監控人員查看，同時(shí)要便于專(zhuān)業(yè)人員設置（不需下定值）。綜上考慮，全網(wǎng)自動(dòng)檢測時(shí)間宜集中在較短時(shí)間內完成，線(xiàn)路兩側啟訊時(shí)間應錯開(kāi)，線(xiàn)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(diǎn)，后檢測的整定在上午10點(diǎn)20分（考慮時(shí)鐘誤差，錯開(kāi)20分鐘，旁路可統一整定在10：40），確?？梢酝ㄟ^(guò)自身的定時(shí)復歸功能來(lái)完成自動(dòng)檢測流程。

定時(shí)復歸功能配合完成線(xiàn)路兩側載波通道自動(dòng)檢測流程示意圖如圖2所示，在M側啟訊前10分鐘，兩側收發(fā)信機要完成清零復歸（F/0），在M側啟訊后10分鐘，兩側收發(fā)信機要復歸一次（F/MQ），為N側自動(dòng)檢測做好準備，N側啟訊后10分鐘，兩側收發(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(shí)復歸功能完成線(xiàn)路兩側自動(dòng)檢測示意圖

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

三、裝置端子接線(xiàn)

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(wú)源收信接點(diǎn)，設有兩種自動(dòng)復歸開(kāi)人端子，“自動(dòng)復歸1”用于空接點(diǎn)的開(kāi)人，應優(yōu)先采用：“自動(dòng)復歸2”用于有源接點(diǎn)開(kāi)人，當收發(fā)信機沒(méi)有多余的收信無(wú)源接點(diǎn)時(shí)，可考慮和保護收信輸入共用接點(diǎn)（或采用24V電源經(jīng)收發(fā)信機的收信光耦輸出接入自動(dòng)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(dòng)復歸1，則必須經(jīng)重動(dòng)繼電器轉換），具體接線(xiàn)參照圖4所示，自動(dòng)復歸2開(kāi)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(kāi)人還是220V（110V）開(kāi)入（可設置或自適應）。

圖3 載波保護通道自動(dòng)檢測裝置

圖4 載波保護通道自動(dòng)檢測裝置外圍回路接線(xiàn)圖

注：收發(fā)信機的收信光耦輸出可通過(guò)24V電源接自動(dòng)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(kāi)旁或其它合適位置，如果不采用自動(dòng)復歸2和保護復用收信接點(diǎn)（或者收信光耦經(jīng)自動(dòng)復歸2接入時(shí)，不會(huì )導致保護收信開(kāi)入電源失電），可考慮不停用載波保護進(jìn)行安裝。

裝置自帶電子保險，可和收發(fā)信機共用直流空開(kāi)（在端子排上獲取電源，如果沒(méi)有接線(xiàn)端子可采用短接塊擴充）；啟訊、復歸接點(diǎn)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(diǎn)，這樣可保證接線(xiàn)端子間的有效隔離；自動(dòng)復歸1必須經(jīng)空接點(diǎn)接入，不得采用收信光耦直接接入；如果采用“自動(dòng)復歸2”開(kāi)人，則接線(xiàn)需在保護端子排上完成，接線(xiàn)時(shí)需要短時(shí)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、監控人員信號檢查判斷

監控人員在監控端應每天定時(shí)（如上午11點(diǎn)）檢查所有閉鎖式高頻保護通道的自檢情況，為了方便監控人員檢查判斷，自動(dòng)化人員應優(yōu)化監控人員的人機界面，宜在監控端按變電站、按間隔將收發(fā)信機的動(dòng)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(dòng)作和告警信號應一目了然。

監控人員信號判斷：如果發(fā)現某套保護沒(méi)有按時(shí)啟訊（例如10點(diǎn)和10點(diǎn)20各一次）、沒(méi)有按時(shí)復歸（對應啟訊后沒(méi)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(shí)處理。

六、結語(yǔ)

實(shí)現載波保護通道自動(dòng)檢測后，其工作效率、安全性能都將大幅提高。和目前由監控人員遠方啟訊、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(cháng)時(shí)間啟訊、收信繼電器長(cháng)期動(dòng)作等不能及時(shí)發(fā)現的老大難問(wèn)題。