繼電保護(hù)復(fù)用數(shù)字通道智能檢測(cè)及自診斷技術(shù)研究

王海龍

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司檢修公司，山西 太原 030006）

繼電保護(hù)復(fù)用數(shù)字通道智能檢測(cè)及自診斷技術(shù)研究

王海龍

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司檢修公司，山西 太原 030006）

縱聯(lián)保護(hù)通信通道的暢通都是超高壓線路安全的重要保障，要求保護(hù)和通信人員在通道出現(xiàn)故障時(shí)能夠結(jié)合故障現(xiàn)象對(duì)其性質(zhì)和位置做出快速準(zhǔn)確的判斷，并及時(shí)修復(fù)。準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)一直都是通信人員致力研究的內(nèi)容之一，但由于復(fù)用數(shù)字通道涉及中間環(huán)節(jié)較多，一旦運(yùn)行中出現(xiàn)異常，往往需要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的排查才能準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。為了提高線路縱聯(lián)保護(hù)通道運(yùn)行監(jiān)測(cè)水平，進(jìn)一步提升線路主保護(hù)的可靠運(yùn)行程度，有必要對(duì)復(fù)用數(shù)字通道展開智能檢測(cè)及自診斷技術(shù)研究，快速定位通道故障環(huán)節(jié)，進(jìn)而恢復(fù)縱聯(lián)保護(hù)通道。

復(fù)用通道；縱差保護(hù)；通道故障診斷

0 引言

隨著數(shù)字化智能技術(shù)在電網(wǎng)和通信技術(shù)中的應(yīng)用日漸深入，我國(guó)的電網(wǎng)和通信技術(shù)近年來得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，電力通信網(wǎng)已經(jīng)逐步發(fā)展成為多用途、綜合化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載系統(tǒng)。光纜（光纖）因具備抗電磁輻射干擾能力強(qiáng)、通信衰耗低、誤碼率低、傳輸容量大、適合遠(yuǎn)距離傳輸大量信息等優(yōu)點(diǎn)而成為現(xiàn)代電力通信網(wǎng)絡(luò)最重要的傳輸載體[1]，特別是其在繼電縱聯(lián)保護(hù)通道中表現(xiàn)的優(yōu)越特性，使其成為保護(hù)通道的首推方式。目前，電力通信網(wǎng)因得益于“十二五”期間新建的1 000 kV、500 kV線路及重要220 kV線路與OPGW光纖電路 （optical fiber composite overhead ground wire）同步架設(shè)而逐步發(fā)展成為覆蓋各區(qū)域、省的全國(guó)性光通信網(wǎng)絡(luò)。以山西電力光纖通信網(wǎng)的建設(shè)為例，已經(jīng)從最初的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）制式發(fā)展成為全網(wǎng)的同步數(shù)字系列（SDH） 自愈環(huán)，這僅僅是全國(guó)各地區(qū)發(fā)展的一個(gè)縮影。而正是由于這些基礎(chǔ)建設(shè)的完善，為實(shí)現(xiàn)光纖通道傳輸繼電保護(hù)信號(hào)提供了不可或缺的條件。

繼電保護(hù)裝置（目前主流為光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置）信號(hào)對(duì)傳輸通道的要求日益嚴(yán)格。光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成基礎(chǔ)是光纖通道，采用專用光纖通道和復(fù)用光纖通道兩種通道方式的光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置是目前線路主保護(hù)裝置的最主要實(shí)現(xiàn)方式。

如圖1所示，兩種通道結(jié)構(gòu)中的專用光纖通道由包括保護(hù)裝置自身的光電轉(zhuǎn)換部分在內(nèi)的兩側(cè)保護(hù)裝置和ODF光纖配線架，通過對(duì)應(yīng)線路OPGW光纜直接相連。與其他通道結(jié)構(gòu)相比，專用光纖通道因在信號(hào)傳輸過程中對(duì)中間環(huán)節(jié)的需求更少而具有極大的優(yōu)勢(shì)。而另一方面，對(duì)基本設(shè)施的要求也成為專用光纖通道使用的局限，如：第一，繼電保護(hù)裝置發(fā)信功率大小對(duì)專用光纖通道的穩(wěn)定性影響較大，以目前的技術(shù)尚不能應(yīng)用于距離超過40 km的線路；第二，用于連接通信的OPGW光纜需要預(yù)留出較長(zhǎng)的纖芯以備使用，光纜纖芯利用率很低；第三，用于連接通信的OPGW光纜出現(xiàn)斷線時(shí)，無法采用切換復(fù)用通道的方式保證專用光纖通道的暢通，而只能進(jìn)行接續(xù)修復(fù)，因此往往導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間中斷；第四，專用光纖通道的通道狀態(tài)只能依賴電保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)視，無法利用網(wǎng)管進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

圖1 專用光纖通道方式

因此，由于超高壓線路一般要求長(zhǎng)距離輸電以及高的運(yùn)行可靠性，專用光纖通道無法適用，只有電壓等級(jí)不超過220 kV、輸電距離不超過40 km以及能夠預(yù)留足夠數(shù)量備用光纖芯才可以采用專用的光纖通道。

如圖2所示，2種通道結(jié)構(gòu)中的復(fù)用通道由2個(gè)分別位于兩端的保護(hù)裝置和通信接口光電轉(zhuǎn)換裝置，經(jīng)過DDF數(shù)字配線架接入SDH光纖通信環(huán)網(wǎng)組成。

圖2 復(fù)用光纖通道方式

復(fù)用通道與專用通道相比，因?yàn)椴恍枰加脤Ｓ美w芯以及采用通信中繼技術(shù)實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離繼電保護(hù)信息的傳輸，故而能夠在大量節(jié)約通信資源的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)度大于100 km的線路的監(jiān)測(cè)保護(hù)。但是縱聯(lián)保護(hù)復(fù)用通道也存在如下缺點(diǎn)：通道延時(shí)明顯高于專用光纖通道；需要多個(gè)中繼環(huán)節(jié)，通道可靠性相對(duì)較低；復(fù)用通道中很多中間環(huán)節(jié)都涉及到通信專業(yè)，通道調(diào)試和維護(hù)工作對(duì)保護(hù)人員的專業(yè)素質(zhì)要求高，不利于實(shí)際工作開展。

縱聯(lián)保護(hù)通信通道的暢通是超高壓線路安全的重要保障。因此，要求保護(hù)和通信人員在縱聯(lián)保護(hù)通信通道出現(xiàn)故障時(shí)能夠結(jié)合通道故障的現(xiàn)象對(duì)其性質(zhì)和位置做出快速準(zhǔn)確的判斷，并及時(shí)修復(fù)通道業(yè)務(wù)。其中，最為關(guān)鍵的一步就是準(zhǔn)確定位故障區(qū)間。但是由于復(fù)用數(shù)字通道涉及中間環(huán)節(jié)較多，在運(yùn)行中一旦出現(xiàn)異常，往往需要經(jīng)過較長(zhǎng)的時(shí)間排查才能準(zhǔn)確定位故障范圍。為提高通信運(yùn)行監(jiān)測(cè)水平，有必要對(duì)復(fù)用數(shù)字通道展開智能檢測(cè)及自診斷技術(shù)研究，以實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的快速定位，為實(shí)現(xiàn)通道快速檢修恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。

1 現(xiàn)有復(fù)用數(shù)字通道故障的檢查方法闡述

由于光纖通道技術(shù)涉及的中間環(huán)節(jié)較多，其在得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，也應(yīng)該注意到由此帶來的通道故障點(diǎn)排查定位的難題。在各類通道故障點(diǎn)中復(fù)用通道故障點(diǎn)的排查定位最為困難[2]。下面以國(guó)內(nèi)當(dāng)前通用的220 kV及以上電壓等級(jí)光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的復(fù)用通道為例來進(jìn)行說明，在經(jīng)過多年的運(yùn)行維護(hù)工作和通道故障缺陷處理過程中間，積累總結(jié)了很多的經(jīng)驗(yàn)，從而形成了幾種比較成熟的通信故障定位方法及流程，具體如下。

1.1 告警信息綜合分析法

通過對(duì)保護(hù)裝置產(chǎn)生的綜合信息進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果判斷出故障類型，進(jìn)而判斷出故障范圍或故障點(diǎn)位置。提供判斷依據(jù)的信息主要包括告警信息、通道數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)狀態(tài)、告警指示燈等。

1.2 各側(cè)分步自環(huán)法

各側(cè)分步自環(huán)即從通道兩側(cè)配合開始對(duì)通道各點(diǎn)逐一進(jìn)行自環(huán)，獲得提供判斷的基礎(chǔ)信息，再結(jié)合告警信息綜合分析法對(duì)故障點(diǎn)實(shí)現(xiàn)精確定位。根據(jù)自環(huán)點(diǎn)位置的不同可以分為光接口自環(huán)和電接口自環(huán)。

采用各側(cè)分步自環(huán)法可以盡快確定故障點(diǎn)。為了更清楚地展示各側(cè)分步自環(huán)法確定故障點(diǎn)的速度優(yōu)勢(shì)，本文以復(fù)用通道為例，假設(shè)僅本側(cè)接收到誤碼，對(duì)各側(cè)分步自環(huán)法排除故障的具體方法進(jìn)行介紹。

a）根據(jù)對(duì)側(cè)保護(hù)裝置的光纖口處進(jìn)行自環(huán)獲得的信息，分析對(duì)側(cè)保護(hù)裝置是否存在發(fā)送故障。

b）根據(jù)對(duì)側(cè)的保護(hù)裝置和復(fù)接設(shè)備一起進(jìn)行自環(huán)獲得的信息，分析對(duì)側(cè)復(fù)接設(shè)備的發(fā)送端口是否發(fā)生故障。

c） 根據(jù)對(duì)側(cè)設(shè)備與本側(cè)SDH通道接口處一并自環(huán)獲得的信息，分析通道本身是否發(fā)生故障。

d） 根據(jù)對(duì)側(cè)設(shè)備與本側(cè)復(fù)接設(shè)備和SDH通道一并進(jìn)行自環(huán)獲得的信息，分析本側(cè)復(fù)接設(shè)備的接收端口是否發(fā)生故障。

采用各側(cè)分步自環(huán)法需要采集的信息，主要是兩側(cè)變電站保護(hù)裝置通道狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)以及對(duì)數(shù)字接口設(shè)備的告警燈閃爍情況等。從各側(cè)分步自環(huán)法的命名可以看出，該方法需要同步對(duì)兩側(cè)的變電站進(jìn)行檢查，因此當(dāng)監(jiān)測(cè)到故障信息后，至少兩個(gè)檢修維護(hù)人員同時(shí)在通道的兩側(cè)開展檢查工作[3]。即各側(cè)分步自環(huán)法盡快確定故障點(diǎn)需要建立在兩側(cè)檢修維護(hù)人員的到場(chǎng)及時(shí)性和操作熟練度上，具有較大的不確定性。

1.3 測(cè)量法

針對(duì)外圍部件如設(shè)備纖芯衰耗、工作電壓和接地、設(shè)備光功率、同軸電纜短路等進(jìn)行排查或者核實(shí)是否為故障點(diǎn)?？梢圆捎脺y(cè)量法，根據(jù)測(cè)量對(duì)象和結(jié)果確定故障原因。

1.4 更換正常部件替換法

對(duì)于更換方便又不適合采用告警信息綜合分析法和各側(cè)分步自環(huán)法的部位或部件，如相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換裝置或者保護(hù)光纖通道插件等，可以將疑似故障部位的部件用功能正常的部件替換，通過替換后的故障是否消除定位故障點(diǎn)。采用更換正常部件替換法的部位或部件，可以是法蘭連接頭、某段光纜或同軸電纜、保護(hù)光纖通道插件或者接口設(shè)備等。

顯而易見，更換正常部件替換法由于部位或部件類型、數(shù)量多，檢測(cè)過程需要采用光功率計(jì)和誤碼分析儀等專用儀器，需要對(duì)接口光纖和數(shù)配架上的同軸電纜進(jìn)行反復(fù)插拔，具有步驟多、操作繁瑣的缺陷。而且檢測(cè)過程需要線路兩側(cè)同時(shí)到人進(jìn)行配合檢驗(yàn)，對(duì)于那些兩側(cè)保護(hù)設(shè)備相隔數(shù)十公里甚至上百公里的情況，實(shí)施過程更是困難重重。

各側(cè)分步自環(huán)法一般用于對(duì)光纖通道常規(guī)故障進(jìn)行排查，采用各側(cè)分步自環(huán)法排查光纖通道偶發(fā)性的丟幀、失步、誤碼等情況往往難以保證排查效率和準(zhǔn)確性。各側(cè)分步自環(huán)法采集的兩側(cè)變電站保護(hù)裝置通道狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)以及對(duì)數(shù)字接口設(shè)備的告警燈閃爍情況等信息均為通道的狀態(tài)累計(jì)信息，這些信息對(duì)于診斷偶發(fā)性的通道故障往往無法提供有效的幫助。當(dāng)偶發(fā)性的通道故障出現(xiàn)后，一般需要將系統(tǒng)退出縱聯(lián)保護(hù)之后，才能進(jìn)行檢測(cè)，如果不能快速確定故障位置和原因，往往只能更換相應(yīng)的裝置插件或線纜，以使保護(hù)裝置能夠盡快恢復(fù)使用。進(jìn)而由于故障并未排出而給保護(hù)裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行埋下隱患。

針對(duì)典型的復(fù)用通道中設(shè)計(jì)的不合理以及配置錯(cuò)誤，各個(gè)地方電網(wǎng)都有相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范來進(jìn)行規(guī)范，但是實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的通道異常故障，仍然需要人工進(jìn)行處理，效率較為低下。

2 繼電保護(hù)復(fù)用數(shù)字通道智能檢測(cè)

針對(duì)上文中提到的光纖縱聯(lián)保護(hù)通道故障判定中常用方法的優(yōu)劣分析，結(jié)合繼電保護(hù)光纖信號(hào)傳輸機(jī)制和通道接口設(shè)備的信號(hào)傳輸機(jī)制，在此基礎(chǔ)上試著分析、研究一種復(fù)用通道智能檢測(cè)的思路方法。

2.1 保護(hù)裝置光纖通道監(jiān)視模塊

通過光纖縱聯(lián)保護(hù)裝置內(nèi)部的光纖通道狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊。在數(shù)據(jù)接收方向：監(jiān)測(cè)每一幀的編碼規(guī)范、幀格式內(nèi)容、接收光功率等所需信息，通過對(duì)監(jiān)測(cè)信息解碼后得到的應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲知失步和通道延時(shí)變化的情況。在數(shù)據(jù)發(fā)送方向監(jiān)測(cè)發(fā)送光功率的大小。

裝置中內(nèi)置的應(yīng)用程序在監(jiān)測(cè)到異常狀態(tài)信息時(shí)會(huì)生成相應(yīng)的故障信息標(biāo)記并進(jìn)行記錄，形成故障報(bào)告。應(yīng)用程序的基本要求是能夠?qū)Λ@得的監(jiān)測(cè)信息的正確性和有效性以及光功率裕度是否滿足要求進(jìn)行判斷。

2.2 光電轉(zhuǎn)換數(shù)字接口設(shè)備監(jiān)視模塊

通過光電轉(zhuǎn)換數(shù)字接口設(shè)備（MUX-2M） 內(nèi)部的通道狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊。在電口接收方向：對(duì)同軸電纜信號(hào)物理電平質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)視，判斷接收的數(shù)據(jù)碼型是否符合要求。在電口發(fā)送方向：監(jiān)視接收保護(hù)光纖的數(shù)據(jù)碼型是否符合要求。光電轉(zhuǎn)換通道的數(shù)字接口裝置中內(nèi)置的軟件邏輯可以對(duì)數(shù)字接口設(shè)備的診斷狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新并記錄到當(dāng)前數(shù)據(jù)幀中已定義好的狀態(tài)字節(jié)中，同時(shí)將更新的數(shù)據(jù)幀狀態(tài)字節(jié)發(fā)送到對(duì)側(cè)保護(hù)裝置，完成對(duì)故障狀態(tài)信息的記錄和判斷。

2.3 故障狀態(tài)信息交換

目前國(guó)內(nèi)光纖縱聯(lián)保護(hù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)鏈路層通信協(xié)議大多采用HDLC協(xié)議，通信速率多為2.048 Mbps。例如采樣速率為1.2 kHz，編碼方式采用1B4B編碼，每幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可以達(dá)到50個(gè)字節(jié)。以此為基礎(chǔ)，故障狀態(tài)的在線診斷可以通過設(shè)置故障狀態(tài)的通信管理開銷來實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)方式可以是在內(nèi)置應(yīng)用的數(shù)據(jù)字節(jié)末尾增加2個(gè)字節(jié)。

如表1所示為一種具體定義中包含HDLC幀頭幀尾、幀序號(hào)、電流相量信息等應(yīng)用數(shù)據(jù)、CRC校驗(yàn)以及狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及空閑態(tài)等的光纖縱聯(lián)保護(hù)通信幀格式。

表1 光纖縱聯(lián)保護(hù)通信幀格式

如表2所示，為增加故障狀態(tài)定義字節(jié)后，單通道保護(hù)使用通道狀態(tài)1字節(jié)的每個(gè)bit作為各種故障狀態(tài)信息的標(biāo)志位含義，通過位定義可以定位到具體的故障設(shè)備和故障點(diǎn)。對(duì)于采用雙通道保護(hù)的光纖縱聯(lián)保護(hù)裝置，可以使用通道1狀態(tài)字節(jié)的具體位定義作為通道2狀態(tài)字節(jié)的位定義。

表2 故障狀態(tài)定義

只有在相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能符合要求的情況下才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)用通道中SDH通信網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。對(duì)于采用透?jìng)鞣绞焦饫w縱聯(lián)保護(hù)來說，其應(yīng)用通信數(shù)據(jù)的性能又有所區(qū)別，故不在本文討論研究范圍之內(nèi)。

3 復(fù)用數(shù)字通道自診斷技術(shù)淺析

如果能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光纖通道通信狀態(tài)完整性的檢測(cè)，則當(dāng)整個(gè)通道的通信節(jié)點(diǎn)上監(jiān)測(cè)到故障異常時(shí)，使光纖縱聯(lián)保護(hù)裝置的一側(cè)能夠接收到一個(gè)確定的信息，就能夠通過該信息精準(zhǔn)確定故障點(diǎn)位置。對(duì)光纖通道通信狀態(tài)完整性進(jìn)行檢測(cè)，可以通過在光纖縱聯(lián)保護(hù)裝置和數(shù)字接口設(shè)備內(nèi)置特定協(xié)議內(nèi)容和增加的故障狀態(tài)位定義實(shí)現(xiàn)，即通過內(nèi)置協(xié)議和增加故障狀態(tài)位定義，將監(jiān)測(cè)到的故障信息插入到當(dāng)前有效幀中并將其發(fā)送到對(duì)側(cè)的保護(hù)裝置并進(jìn)行記錄。通過對(duì)故障狀態(tài)位的定義能夠使通信故障點(diǎn)與光纖縱聯(lián)保護(hù)裝置接收到的監(jiān)測(cè)標(biāo)志之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系唯一化。因此，當(dāng)通道的某一環(huán)節(jié)或某幾個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，運(yùn)行人員完全可以僅通過查看一側(cè)保護(hù)裝置的記錄信息準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。由于故障圖景的顯示對(duì)象可以精確到每一幀，因此即便是偶發(fā)性的通道故障，也能夠生成帶有時(shí)間標(biāo)記的狀態(tài)報(bào)告，為偶發(fā)性故障的排查提供了可靠依據(jù)。

3.1 故障圖景

獲取故障狀態(tài)的在線診斷，就需要自定義故障狀態(tài)的通信管理開銷，即在內(nèi)置應(yīng)用的數(shù)據(jù)字節(jié)末尾增加2個(gè)自定義字節(jié)。

為了使所述故障狀態(tài)的通信管理開銷具有確定的指向，本文對(duì)通道狀態(tài)字節(jié)進(jìn)行歸類，確定了6種占據(jù)不同的比特位故障圖景，并按照特定的要求將光電轉(zhuǎn)換接口裝置及縱差保護(hù)裝置插入相應(yīng)的故障圖景。當(dāng)通道的某一環(huán)節(jié)或某幾個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，位于終端的縱差保護(hù)裝置可以對(duì)接收幀中包含的一個(gè)或多個(gè)故障圖景進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，從而為運(yùn)行人員定位故障點(diǎn)提供依據(jù)。6種故障圖景的定義見表3所示。

表3 6種比特位故障圖景

3.2 通道故障診斷機(jī)理

根據(jù)HDLC協(xié)議的規(guī)定，不論是縱差保護(hù)裝置還是通信接口裝置都能夠檢測(cè)出幀結(jié)構(gòu)的完整性，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)通信管理開銷進(jìn)行操作。具體方法如下所示。

a）光接口輸入信號(hào)當(dāng)前幀結(jié)構(gòu)完整性由通信接口裝置進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，同時(shí)向本側(cè)的通道插入OR以及向?qū)?cè)通道插入ROR。

b）電接口輸入信號(hào)當(dāng)前幀結(jié)構(gòu)完整性由通信接口裝置進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，同時(shí)向本側(cè)通道插入ER以及向?qū)?cè)通道插入RER。

c）光接口輸入信號(hào)當(dāng)前幀結(jié)構(gòu)完整性由縱差保護(hù)裝置進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，首先在本地生成FR，同時(shí)向?qū)?cè)通道插入RFR；縱差保護(hù)裝置并不將接收到的OR、ROR、ER、RER標(biāo)志發(fā)送到對(duì)側(cè)。

d）本地需要操作的故障圖景由通信接口裝置生成后，連同接收到的上游通道數(shù)據(jù)中的其他數(shù)據(jù)一起，繼續(xù)向下游轉(zhuǎn)發(fā)。

由上述可知，通道中的任一環(huán)節(jié)（其中環(huán)節(jié)2和環(huán)節(jié)3以及環(huán)節(jié)6和環(huán)節(jié)7視為同意環(huán)節(jié)）發(fā)生故障時(shí)，縱差保護(hù)裝置在同一側(cè)保護(hù)裝置處接收到的故障圖景具有唯一性，因而可以作為故障定位的依據(jù)。

3.3 通道故障分析

通道各環(huán)節(jié)故障的示意圖如圖3、圖4、圖5所示。

圖3 環(huán)節(jié)1出錯(cuò)情況

圖4 環(huán)節(jié)2出錯(cuò)情況

圖5 環(huán)節(jié)4出錯(cuò)情況

當(dāng)通道的某一環(huán)節(jié)或某幾個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，運(yùn)行人員在到達(dá)一個(gè)保護(hù)裝置后，完全可以根據(jù)該側(cè)保護(hù)裝置的記錄信息，利用表4中展示的縱差保護(hù)接收到的故障圖景與通道各環(huán)節(jié)故障點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)單一故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位或者確定出最近的故障點(diǎn)位置。同時(shí)，由于故障圖景的顯示對(duì)象可以精確到每一幀，從而能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確定位瞬時(shí)性故障，這是復(fù)用數(shù)字通道自診斷技術(shù)獨(dú)有優(yōu)勢(shì)。具體的故障定位方法如表4所示。

通過采用HDLC協(xié)議作為縱差保護(hù)通信協(xié)議的通信方案，運(yùn)行人員可以在通道出現(xiàn)故障時(shí)通過查看任意一側(cè)的保護(hù)裝置對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，通道故障的診斷效率獲得極大的提高。

表4 故障定位方法

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上述對(duì)復(fù)用數(shù)字通道智能檢測(cè)原理的分析可知，復(fù)用數(shù)字通道自診斷技術(shù)依據(jù)在通信管理開銷中定義的6種故障圖景原理入手，通過向線路兩側(cè)通道信息幀中插入相應(yīng)通道故障信息所產(chǎn)生的標(biāo)識(shí)，不需要單獨(dú)再增加設(shè)備，僅增加一點(diǎn)開銷在通道報(bào)文中用于通道狀態(tài)的診斷，通道故障點(diǎn)就可以較為精確地得以定位。如此一來，通道維護(hù)人員的工作量可以大大減輕，對(duì)通道維護(hù)人員的要求也得以降低，并且相關(guān)運(yùn)維人員僅在一側(cè)裝置內(nèi)通過查看相關(guān)的故障信息就可快速定位通道異常位置，便于對(duì)通道故障進(jìn)行快速地修復(fù)，從而盡快恢復(fù)縱聯(lián)保護(hù)正常運(yùn)行。

Study on Intelligent Detection and Self-diagnostic Technology of Relay Protection Multiplexing Digital Channel

WANG Hailong
（State Grid Shanxi Maintenance Company of SEPC,Taiyuan,Shanxi030006,China）

Pilot protection of communication channel is an important guarantee for the safety of ultra-high voltage lines.Protection and communication personnel are required to make quick and accurate judgments on fault nature and position when fault occurs.Locating failure position accurately is one of the main research fields for communication personnel.It would take long time to point out the failure,because there is a lot of intermediate links in multiplexing digital channel.In order to improve the operation state monitoring level of pilot protection channel and the reliable operation degree of main protection of ultra-high voltage lines,it is necessary to carry out intelligent detection and self-diagnosis technology research on multiplexed digital channel,so as to quickly locate the channel fault link,and then restore the pilot protection channel.

multiplexchannel;longitudinal differential protection;channel failure diagnosis

TM77

A

1671-0320（2017）05-0023-05

2017-08-02，

2017-08-12

王海龍（1964），男，山西臨汾人，1992年畢業(yè)于華北電力學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，高級(jí)工程師，從事電力管理企業(yè)工作。