光纖縱聯(lián)保護(hù)“通道異?！备婢瘑栴}處理

孫艷軍，張福忠，范玉學(xué)，王 旭

（國網(wǎng)吉林省電力有限公司檢修公司，吉林 長春 130022)

0 引言

近年來，以光纖通道為載體的縱聯(lián)保護(hù)以其抗干擾能力強(qiáng)、冗余性好而被高壓電網(wǎng)廣泛應(yīng)用于輸電線路的主保護(hù)。分相電流差動縱聯(lián)保護(hù)因不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響，同時(shí)可借助數(shù)字化模式的光纖通道傳媒方式，在各變電站得到了廣泛應(yīng)用。

由于受到電網(wǎng)通信通道資源的約束，目前500 kV線路光纖縱聯(lián)保護(hù)都采用復(fù)用2 Mb/s數(shù)字通道的工作方式。保護(hù)信息傳輸通道中間環(huán)節(jié)的增加，不可避免地會降低光纖縱聯(lián)保護(hù)通道工作的可靠性。一旦光纖縱聯(lián)保護(hù)通道傳輸?shù)男畔①|(zhì)量下降，保護(hù)裝置就會向后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出“通道異常”的告警信息，同時(shí)閉鎖線路縱聯(lián)保護(hù)，直到光纖縱聯(lián)保護(hù)通道恢復(fù)正常后再自動解除閉鎖。因此，如何有針對性地檢查光纖縱聯(lián)保護(hù)通道并及時(shí)消除故障，是當(dāng)前專業(yè)人員面臨的一個(gè)課題。

1 光纖縱聯(lián)保護(hù)通道的相關(guān)原理

數(shù)字化光纖縱聯(lián)保護(hù)通道的連接示意如圖1所示。數(shù)字化光纖縱聯(lián)保護(hù)通道的監(jiān)督方式如下：圖1中A側(cè)的光接收RXa回路用以監(jiān)測B側(cè)方向傳送來的通信信息指標(biāo)，一旦B側(cè)傳來的通信信息指標(biāo)不滿足規(guī)程規(guī)定的指標(biāo)規(guī)范，則A側(cè)會立即發(fā)出“通道異?！钡母婢畔ⅰＭ?，B側(cè)的光接收RXb回路也用以監(jiān)視A側(cè)方向傳來的通信信息指標(biāo)。

線路兩側(cè)保護(hù)裝置時(shí)鐘及數(shù)據(jù)同步的方式為：兩側(cè)保護(hù)之間的通道連接正常后，一般自動將保護(hù)定值項(xiàng)中通道地址碼數(shù)值大的一側(cè)設(shè)為主機(jī)端，數(shù)值小的一側(cè)設(shè)為從機(jī)端；兩側(cè)保護(hù)的每一幀數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)均以主機(jī)端的時(shí)間為基準(zhǔn)。兩側(cè)保護(hù)將按設(shè)定的程序自動檢測通道交換數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間差，并將其作為光纖縱聯(lián)保護(hù)通道傳輸延時(shí)δt的重要參數(shù)。

圖1 光纖縱聯(lián)保護(hù)通道連接示意

光纖縱聯(lián)保護(hù)通道信息傳輸延時(shí)如圖2所示，以A側(cè)為主機(jī)方式工作時(shí)，A側(cè)傳給B側(cè)的一幀數(shù)據(jù)到達(dá)B側(cè)后，B側(cè)會將該幀數(shù)據(jù)與δt之前的本側(cè)那幀記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行對比計(jì)算；同理，B側(cè)傳給A側(cè)的一幀數(shù)據(jù)到達(dá)A側(cè)后，A側(cè)同樣會將該幀數(shù)據(jù)與δt之前的本側(cè)那幀記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行對比計(jì)算。

當(dāng)數(shù)據(jù)差值為0時(shí)，表明數(shù)據(jù)完全合格；否則將根據(jù)數(shù)據(jù)差值的大小確定再次互換數(shù)據(jù)的調(diào)整次數(shù)，進(jìn)行多次調(diào)整后直到數(shù)據(jù)合格為止。目前國內(nèi)保護(hù)裝置允許由于通信通道發(fā)生變化而造成的傳輸延遲最長為18 m s，其同步誤差不超過1°。

圖2 光纖縱聯(lián)保護(hù)通道信息傳輸延時(shí)示意

2 光纖縱聯(lián)保護(hù)通道故障的處理流程

當(dāng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的光纖縱聯(lián)保護(hù)一旦發(fā)出“通道告警”信息后，首先要確定是否通信主通道出現(xiàn)問題。如果確定是通信主通道出現(xiàn)問題，則應(yīng)等待通信主通道修復(fù)，不能冒然進(jìn)行光纖通道的相關(guān)檢查工作，以免增加人為造成的通道接觸不良等不利影響。確認(rèn)通信主通道工作正常并履行好相關(guān)的工作許可手續(xù)后，再進(jìn)一步檢查處理光纖縱聯(lián)保護(hù)通道的異常。

2.1 通道故障穩(wěn)定情況下的分析與處理

若通道異常信息長時(shí)間存在且無法復(fù)歸，則說明故障性質(zhì)是穩(wěn)定、持久的。此時(shí)的分析與處理步驟如下。

(1) 首先重點(diǎn)檢查光電轉(zhuǎn)換接口裝置以內(nèi)的本站側(cè)通道，在2 Mb/s數(shù)字配線盤上將該通道進(jìn)行本側(cè)自環(huán)，在保護(hù)自發(fā)自收狀態(tài)下觀察“通道異常”信息是否依然存在；如果一切正常，則在對側(cè)2 Mb/s數(shù)字配線盤上將本側(cè)環(huán)回，同時(shí)進(jìn)行本側(cè)保護(hù)帶通道條件下的自發(fā)自收狀態(tài)檢查，如果一切正常則說明異常原因不在本側(cè)。然后再配合對側(cè)檢查人員重復(fù)進(jìn)行上述檢查過程。

若帶通道測試過程中再次出現(xiàn)“通道異常”的告警信息，則說明該2 Mb/s通道的收信端工作異常，更換備用2 Mb/s數(shù)字通道再進(jìn)行自環(huán)測試。

(2) 若在不帶通道進(jìn)行2 Mb/s數(shù)字配線盤光電轉(zhuǎn)換接口裝置側(cè)自環(huán)測試過程中出現(xiàn)了“通道異?！钡母婢畔?，則說明包括光電轉(zhuǎn)換接口裝置在內(nèi)的回路工作異常，需要測試光電轉(zhuǎn)換接口裝置的發(fā)光回路輸出光功率幅值是否降低到允許的極限低值以下。此時(shí)可將光功率計(jì)接到光電轉(zhuǎn)換接口裝置的光輸出側(cè)，關(guān)掉該裝置的工作電源后再重新上電，觀察輸出的光功率數(shù)值。若該光功率電平在允許的輸出指標(biāo)下限附近，且始終隨上電時(shí)間的延長呈現(xiàn)逐漸衰減的態(tài)勢，則即使是在允許的最低極限值以上也要更換該光電轉(zhuǎn)換接口裝置；若該光功率電平在允許的輸出指標(biāo)范圍內(nèi)且始終穩(wěn)定，則可以排除光電轉(zhuǎn)換接口裝置存在問題的可能性。然后再進(jìn)行保護(hù)裝置側(cè)的檢查。

(3) 在光電轉(zhuǎn)換接口裝置處對保護(hù)側(cè)的光纖回路進(jìn)行自環(huán)測試。若自環(huán)測試后確認(rèn)“通道異?！备婢畔⒁廊淮嬖?，則用1條備用的光纖替換光電轉(zhuǎn)換接口盒TX側(cè)的光纖，然后再檢查更換后的效果。若自環(huán)測試后確認(rèn)保護(hù)裝置工作狀態(tài)一切正常，則再重點(diǎn)對保護(hù)裝置進(jìn)行自環(huán)測試。

(4) 首先檢查與保護(hù)裝置RX端相連接的光纖法蘭盤是否發(fā)生斷裂、是否清潔。然后對保護(hù)裝置的RX端口與TX端口進(jìn)行自環(huán)測試，若自環(huán)測試后“通道異常”告警信息依然存在，則可以嘗試用吹風(fēng)除塵的方式對保護(hù)裝置的RX端口進(jìn)行除塵，或?qū)饫w頭進(jìn)行酒精擦拭清潔處理。如果上述辦法均無效，則需要有針對性地檢查處理保護(hù)裝置的光電轉(zhuǎn)換硬件。

2.2 通道故障不穩(wěn)定情況下的分析與處理

若“通道異?！备婢畔r(shí)斷時(shí)續(xù)且沒有一定的規(guī)律性或兩側(cè)保護(hù)裝置均出現(xiàn)“通道異常”告警信息，則此時(shí)的分析與處理步驟如下。

(1) 首先重點(diǎn)檢查光電轉(zhuǎn)換接口裝置是否出現(xiàn)輸出光功率電平在下限值附近徘徊的情況，其次重點(diǎn)檢查本側(cè)保護(hù)收光通道相關(guān)的光纖盤及光纖頭是否清潔，然后再請對側(cè)配合檢查保護(hù)裝置及光電轉(zhuǎn)換接口裝置的發(fā)光回路電平工作狀態(tài)是否在允許的下限值附近徘徊，最后再針對性地予以處理。

2012年11月，某線路CSC-103C保護(hù)出現(xiàn)斷續(xù)、無規(guī)律性的“通道異?！备婢畔ⅲ跈z查該保護(hù)通道過程中發(fā)現(xiàn)，該保護(hù)通道復(fù)用接口裝置CSC-186A裝置輸出光功率電平不穩(wěn)定，指標(biāo)呈緩慢下降的趨勢。更換CSC-186A裝置后，問題得以徹底解決。

2006年7月，某線路CSC-103B保護(hù)出現(xiàn)不定時(shí)的“通道異?！备婢畔ⅲ瑢Ρ緜?cè)保護(hù)通道逐項(xiàng)做檢查未發(fā)現(xiàn)問題，將對側(cè)保護(hù)發(fā)光的光纖連接位置進(jìn)行清潔處理后，問題被消除。

(2) 重點(diǎn)檢查光電轉(zhuǎn)換接口裝置是否進(jìn)行妥善的接地處理或者裝置的接地處理是否遭到破壞。如果該部位的接地設(shè)置出現(xiàn)虛接的情況，則在電磁環(huán)境變換不定的變電站內(nèi)，該套光電轉(zhuǎn)換接口裝置的2M數(shù)據(jù)線內(nèi)部將會產(chǎn)生不確定的、隨機(jī)的干擾信號，造成與之相對應(yīng)的保護(hù)發(fā)出或者接收到的數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)數(shù)據(jù)包失常的情況。當(dāng)失常的數(shù)據(jù)包滿足收信側(cè)保護(hù)發(fā)出“通道異?！备婢畔⒌臈l件時(shí)，可能會導(dǎo)致對側(cè)的保護(hù)發(fā)出“通道異?！钡母婢畔ⅲ?qū)е卤緜?cè)保護(hù)發(fā)出“通道異?！钡母婢畔?，也有可能會導(dǎo)致兩側(cè)保護(hù)都發(fā)出“通道異常”的告警信息。隨著干擾信號的減弱或消失，通道異常的情況也自動消除，沒有規(guī)律可以遵循。

2005年某線路投運(yùn)初期，其RCS-931B保護(hù)經(jīng)常無規(guī)律地出現(xiàn)通道故障的情況。通過對保護(hù)通道狀態(tài)信息24 h監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)：通道誤碼率在24 h的區(qū)間內(nèi)時(shí)有時(shí)無且數(shù)值也不穩(wěn)定。在對該保護(hù)對應(yīng)的復(fù)用接口MUX-2M裝置進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該裝置沒有做接地連接。妥善處理好MUX-2M裝置與通信機(jī)房的等電位接地網(wǎng)可靠連接后，該保護(hù)通道異常的情況再也沒有出現(xiàn)過。

3 光纖縱聯(lián)保護(hù)通道的工作建議

隨著光纖縱聯(lián)保護(hù)的大量應(yīng)用，現(xiàn)場維護(hù)任務(wù)也在成比例地增加，為了減少運(yùn)行中光纖縱聯(lián)保護(hù)通道異常情況的發(fā)生幾率，在新設(shè)備驗(yàn)收及保護(hù)定檢工作過程中要做好如下工作。

(1) 新設(shè)備投運(yùn)前應(yīng)檢查保護(hù)通道的復(fù)用傳輸設(shè)備是否與等電位接地網(wǎng)可靠連接，2M數(shù)據(jù)線與裝置連接是否牢固；了解并存檔保護(hù)裝置的光接收、光發(fā)送的光功率電平值，以及光電轉(zhuǎn)換接口裝置的光接收、光發(fā)送的光功率電平值。

(2) 新設(shè)備驗(yàn)收、定期檢查時(shí)應(yīng)重點(diǎn)核查保護(hù)裝置的光接收、光發(fā)送的光功率電平值，以及光電轉(zhuǎn)換接口裝置的光接收、光發(fā)送的光功率電平值是否發(fā)生較大的變化。光功率電平的測試結(jié)果要記錄在定期檢驗(yàn)的試驗(yàn)報(bào)告中，以便后期工作時(shí)查閱。

（3）無論何時(shí)，在光纖縱聯(lián)保護(hù)通道上工作時(shí)都應(yīng)注意保持良好的清潔和安全意識，以防在光纖接頭插拔過程中造成灰塵污染或接觸不當(dāng)，導(dǎo)致衰減數(shù)值偏大以及光纖頭破損的情況發(fā)生。