某220kV線路光纖保護(hù)裝置“嚴(yán)重誤碼”缺陷處理及分析

韓國(guó)邦

（廣東電網(wǎng)公司東莞供電局，廣東 東莞 523120）

目現(xiàn)在光纖通信在電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，光纖保護(hù)的應(yīng)用也越來(lái)越多。本文對(duì)光纖保護(hù)通道進(jìn)行介紹、并結(jié)合220kV 線路光纖保護(hù)裝置出現(xiàn)“嚴(yán)重誤碼”缺陷處理過(guò)程，總結(jié)分析如何測(cè)試光纖通道，怎樣校核光纖通道與保護(hù)裝置是否匹配。根據(jù)本次缺陷處理，提出對(duì)作業(yè)表單進(jìn)行完善修改，進(jìn)行一步規(guī)范作業(yè)流程，防止此類問(wèn)題再次發(fā)生。

1 光纖保護(hù)通道概述

對(duì)于線路保護(hù)來(lái)說(shuō)，分相電流差動(dòng)保護(hù)具有選相能力和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰Γ皇芟到y(tǒng)振蕩、非全相運(yùn)行的影響，可以及時(shí)反映各種類型的故障，是理想的線路主保護(hù)[1]。目前，光纖差動(dòng)電流保護(hù)已被廣泛應(yīng)用，其構(gòu)成如圖1所示。

圖1 光纖差動(dòng)電流保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

保護(hù)設(shè)備根據(jù)本側(cè)和對(duì)側(cè)的電流計(jì)算差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。因此，傳輸線路兩側(cè)信息的光纖通道是保護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分， 其可靠、快速和準(zhǔn)確的傳輸， 是使保護(hù)準(zhǔn)確無(wú)誤動(dòng)作的前提。按照保護(hù)設(shè)備與光纖通道的連接方式， 可將保護(hù)通道分為專用光纖保護(hù)通道和復(fù)用光纖保護(hù)通道兩種。

專用光纖保護(hù)通道是將兩端繼電保護(hù)設(shè)備按照點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式通過(guò)光纖直連，可提供高速數(shù)據(jù)傳輸，本220kV線路光纖保護(hù)裝置所采用的保護(hù)通道為專用光纖保護(hù)通道。

2 事件經(jīng)過(guò)及檢查分析

2.1 事件經(jīng)過(guò)

2011年8月16日11時(shí)，某220kV 變電站某220kV線路線路保護(hù)RCS-931BM 保護(hù)裝置發(fā)出“嚴(yán)重誤碼”報(bào)文，但對(duì)側(cè)線路保護(hù)裝置沒(méi)有出現(xiàn)任何異常報(bào)文。

2.2 測(cè)試光纖通道

圖2 某220kV 線路線路保護(hù)RCS-931BM 光纖通道示意圖

專用光纖保護(hù)通道的測(cè)試主要是要確認(rèn)線路衰耗對(duì)保護(hù)信號(hào)傳輸性能的影響， 確定專用光纖通道的最大中繼距離和光功率裕度。其中最大衰減值除以光纖衰減常數(shù)， 即可估算出該保護(hù)設(shè)備的最大中繼距離。一定時(shí)間內(nèi)通道出現(xiàn)少量誤碼時(shí)的衰減值和通道異常時(shí)的衰減值之間的差值即為光功率裕度[2]。

現(xiàn)場(chǎng)使用0PM5 光功率計(jì)、設(shè)定1310nm 波長(zhǎng)來(lái)檢查220kV 線路線路保護(hù)RCS-931BM 保護(hù)裝置專用光纖通道測(cè)試數(shù)據(jù)，列見(jiàn)表1。

表1 測(cè)試數(shù)據(jù)

經(jīng)通信公司在兩側(cè)保護(hù)裝置處使用外加光源點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果表明通道接線正確，通道衰耗約為11.5dB（光源發(fā)出-9.6dBm，對(duì)側(cè)接收為-22dBm）

查閱RCS-931 系列超高壓線路成套保護(hù)裝置技術(shù)和使用說(shuō)明書(shū)（ZL_XLBH0104.0608）可知RCS-931BM 裝置接收靈敏度為－45dBm（64kbit/s）、－35dBm（2048kbit/s）從上述數(shù)據(jù)分析可得，對(duì)側(cè)保護(hù)裝置處收信電平為-35.67dBm，本側(cè)保護(hù)裝置處收信電平為-35.53dBm，均為臨界點(diǎn)。所以保護(hù)裝置可能會(huì)出現(xiàn)“嚴(yán)重誤碼”或“通道異常”告警，這樣會(huì)嚴(yán)重影響保護(hù)裝置可靠、正常運(yùn)行，必須要進(jìn)行整改。

2.3 分析

根據(jù)保護(hù)裝置說(shuō)明書(shū)，當(dāng)采用專用光纖通道傳輸時(shí)，只有在傳輸距離大于50km，接收功率不夠時(shí)，才需要調(diào)整跳線，加大發(fā)送功率，使接收功率大于接收靈敏度，并有一定的裕度（3～10dB）。本220kV線路保護(hù)定值單注明線路全長(zhǎng)為28.7km，遠(yuǎn)少于50km。專用光纖在一般情況下是沿輸電線路敷設(shè)，所以專用光纖通道長(zhǎng)度會(huì)約等于線路長(zhǎng)度。但為什么會(huì)出現(xiàn)這樣問(wèn)題呢？我們向通信公司確認(rèn)本線路光纖通道長(zhǎng)度。實(shí)際上本專用光纖通道不是直接從對(duì)側(cè)變電站沿輸電線路敷設(shè)到本站，而是途中還繞行到其他兩個(gè)變電站，導(dǎo)致其光纖實(shí)際長(zhǎng)度為47km，接近50km 臨界點(diǎn)。所以這里要注意的是定值單標(biāo)明線路距離長(zhǎng)度并非等于專用光纖通道長(zhǎng)度，所以驗(yàn)收投運(yùn)時(shí)要向通信公司確認(rèn)通道長(zhǎng)度。測(cè)試保護(hù)裝置接收靈敏度時(shí)，一定要與保護(hù)裝置說(shuō)明書(shū)校核，確保其滿足保護(hù)裝置運(yùn)行要求。

3 整改方法

經(jīng)過(guò)溝通確認(rèn)可以通過(guò)提高兩側(cè)保護(hù)裝置發(fā)送功率來(lái)解決，即發(fā)送功率提高到-3.0±2.0 dBm。處理方法為將CPU 板JP302 跳線置“ON”狀態(tài)（裝置出廠時(shí)，發(fā)送功率跳線均在“OFF”檔）。

圖3 CPU 板JP302 跳線置位置（圈內(nèi)）

單通道光纖接口插件可選傳輸速率光纖接口插件（傳輸速率可由跳線選擇為64kbit/s 或2048kbit/s）。

表2 單通道光纖裝置參數(shù)

表3 雙通道光纖裝置參數(shù)

將兩側(cè)裝置發(fā)送功率提高到-3.0±2.0dBm 后，再對(duì)光纖通道進(jìn)行測(cè)試、數(shù)據(jù)列見(jiàn)表3。

表4 調(diào)整后測(cè)試數(shù)據(jù)

完全符合保護(hù)裝置接收靈敏度的要求，本側(cè)某220kV 線路線路保護(hù)裝置RCS-931BM “嚴(yán)重誤碼”報(bào)文消失，兩側(cè)保護(hù)裝置無(wú)異常報(bào)文，保護(hù)裝置恢復(fù)正常運(yùn)行。

4 注意問(wèn)題及完善措施

1）如何進(jìn)行通道裕度計(jì)算

在專用方式下，為保證通信的可靠性，必須進(jìn)行光器件特性的測(cè)試和通道裕度的估算，由于光模塊工作受溫度和老化影響很大，為保證通道工作正常，需進(jìn)行通道裕度校驗(yàn)，通道裕度校驗(yàn)時(shí)發(fā)射功率和接收靈敏度取測(cè)量修正值或光模塊出廠標(biāo)稱值，其它參數(shù)取經(jīng)驗(yàn)參考值，要保證系統(tǒng)衰減余量一般不少于 6dB。光纖通道衰耗有：光纖衰耗 0.2dB/km（單模）；②接頭衰耗 1dB/點(diǎn)；③熔接衰耗 0.3dB/點(diǎn)（現(xiàn)在可降低到0.1dB/點(diǎn)）。

通道裕度校驗(yàn)公式：

光發(fā)射功率-光接收靈敏度-0.2×距離-1×接頭個(gè)數(shù)-0.3×熔接個(gè)數(shù)> 6dB。

例如：

衰減核算：（按50km 線路）；發(fā)射功率：-10dB；接收靈敏度：-34dB；線路衰減： 50km×0.2dB/km= 10dB；連接衰減：接頭2 個(gè)衰減為：2 點(diǎn)×1dB/點(diǎn)=2dB；熔接兩個(gè)點(diǎn)為：2 點(diǎn)×0.3dB/點(diǎn)=0.6dB；衰減余量=-10dB-(-34dB)-10dB-0.6dB-2dB=11.4(dB)。

經(jīng)過(guò)上面的計(jì)算，可以看出系統(tǒng)容量大于6dB，以上選擇可以滿足要求。

2）將兩側(cè)保護(hù)裝置發(fā)送功率提高到-3.0±2.0 dBm后，在線路保護(hù)定檢時(shí)仍然可以進(jìn)行自環(huán)試驗(yàn)。

3）當(dāng)采用復(fù)用通道傳輸時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)送功率為出廠時(shí)的默認(rèn)功率，不用調(diào)整跳線。

4）完善修編220kV及以上線路保護(hù)驗(yàn)收作業(yè)表單，根據(jù)線路保護(hù)裝置型號(hào)增加其接收靈敏度、保護(hù)通道要求，為現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收提供依據(jù)。

5 結(jié)論

本文結(jié)合220kV 線路光纖保護(hù)裝置出現(xiàn)“嚴(yán)重誤碼”缺陷處理過(guò)程，通過(guò)如何測(cè)試光纖通道，查閱相關(guān)資料來(lái)確認(rèn)產(chǎn)生問(wèn)題的原因。根據(jù)實(shí)際原因，反思產(chǎn)生問(wèn)題的根源，提出相應(yīng)處理方法及完善措施。

[1] 邢寧哲,鮑捷.繼電保護(hù)通道的發(fā)展與安全策略[J].電力系統(tǒng)通信,2004,25(1):10-14.

[2] 趙子巖,陳希,劉建明.建立電力系統(tǒng)通信網(wǎng)可靠性管理體系相關(guān)問(wèn)題的探討[J].電力系統(tǒng)通信,2006,27(10): 50-61.