500?kV線路光纖差動(dòng)保護(hù)通道故障分析與處理

吳玉鵬，李 瀟，邱立偉

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

0 引言

近年來(lái)，隨著通信技術(shù)的發(fā)展和光纜的使用，光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)作為線路的主保護(hù)之一得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而，在光纖差動(dòng)保護(hù)實(shí)際運(yùn)行中，常因光纖損耗過(guò)大、保護(hù)接口裝置損壞等問(wèn)題，導(dǎo)致通道異常。

1 光纖通道構(gòu)成

光纖通道可采用專用光纖通道或復(fù)用光纖通道。某500 kV聯(lián)合開關(guān)站于2012年完成了其全部出線的主保護(hù)升級(jí)工作，由高頻距離保護(hù)改造為光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)。該500 kV聯(lián)合開關(guān)站采用了雙通道2M復(fù)用的連接方式，如圖1所示。

保護(hù)裝置光纖接口通過(guò)尾纖，與安裝在通信機(jī)房?jī)?nèi)的CSC-186B通信接口裝置的光纖接口連接，通信接口裝置通過(guò)同軸電纜線對(duì)與通信設(shè)備的2M/E1接口相連(復(fù)接二次群)，通信接口裝置CSC-186B完成4 MHz曼徹斯特解碼為2 MHz的NRZ碼，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的光電/電光轉(zhuǎn)換。

2 故障告警情況及處理過(guò)程

2014-08-30T03:00，該500 kV聯(lián)合開關(guān)站出現(xiàn)“秦喬5414線主保護(hù)通道故障”聲光報(bào)警信號(hào)，秦喬5414線主保護(hù)2屏(北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司產(chǎn)品)A通道故障燈亮，主保護(hù)裝置CSC-103A“通道告警”燈點(diǎn)亮，保護(hù)裝置運(yùn)行異常報(bào)文顯示“通道A通信中斷”，同時(shí)秦喬5414線對(duì)側(cè)喬司變也有相同的告警信號(hào)。

保護(hù)專業(yè)和通訊專業(yè)人員接電廠主控“ONCALL”后，趕赴現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)故障。除上述告警信號(hào)外，保護(hù)專業(yè)還查看了保護(hù)裝置的故障報(bào)文，“通道信息”菜單顯示通道A的丟幀(誤碼)數(shù)600幀。保護(hù)裝置的通道誤碼監(jiān)視功能，是對(duì)每600幀報(bào)文中累計(jì)丟幀數(shù)進(jìn)行計(jì)算并相應(yīng)地發(fā)出告警信號(hào)。據(jù)此可以判斷通道A處于完全中斷狀態(tài)。隨即保護(hù)專業(yè)人員要求電廠主控向國(guó)網(wǎng)華東調(diào)度分中心調(diào)度臺(tái)申請(qǐng)退出秦喬5414線2號(hào)主保護(hù)，對(duì)秦喬5414線2號(hào)主保護(hù)通道A進(jìn)行檢查。

圖1 CSC-103系列雙通道2M復(fù)用連接方式

在得到國(guó)網(wǎng)華東調(diào)度分中心調(diào)度臺(tái)的許可并退出了秦喬5414線2號(hào)主保護(hù)后，保護(hù)專業(yè)人員查看了通信接口裝置，無(wú)告警信號(hào)，“電路”、“光路”指示燈閃爍正常；通信專業(yè)人員查看SDH光通信網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，無(wú)告警信息，咨詢國(guó)網(wǎng)華東調(diào)度分中心通信網(wǎng)管也未發(fā)現(xiàn)5414線光纖通信網(wǎng)存在異常，通過(guò)測(cè)試未發(fā)現(xiàn)誤碼等情況。查詢秦喬5414線對(duì)側(cè)喬司變的情況，與本側(cè)情況相同，無(wú)法迅速判斷故障原因及故障點(diǎn)。

保護(hù)專業(yè)人員決定進(jìn)行自環(huán)，分步縮小判斷故障點(diǎn)。一般對(duì)于2M復(fù)用通信，通過(guò)給本側(cè)自環(huán)或給對(duì)端自環(huán)來(lái)判斷大致故障區(qū)域，其處理過(guò)程如下。

(1) 保護(hù)專業(yè)人員首先進(jìn)行保護(hù)裝置的自環(huán)。確認(rèn)保護(hù)裝置的通信時(shí)鐘為內(nèi)時(shí)鐘方式，修改“通道環(huán)回試驗(yàn)”控制字為“1”，用尾纖將通信插件的“光發(fā)”和“光收”短接后，通道A中斷告警消失。

(2) 在通信機(jī)房?jī)?nèi)，進(jìn)行通信接口裝置自環(huán)。保持保護(hù)裝置自環(huán)方式的設(shè)置，保護(hù)裝置的光纜正常連接，在通信接口裝置的同軸電纜連接端自環(huán)。為了便于維護(hù)和故障處理，CSC-186B裝置提供通道環(huán)回測(cè)試功能，只需要將“環(huán)回選擇”撥碼開關(guān)打到相應(yīng)的位置即可。自環(huán)后，保護(hù)裝置報(bào)文仍顯示“通道A中斷”告警，失幀數(shù)依然是600幀。可以初步判斷故障點(diǎn)在本側(cè)，并且在通信接口裝置到保護(hù)裝置光纖接口之間。

(3) 檢查保護(hù)室到通信機(jī)房這段光纜有無(wú)問(wèn)題。在光纖保護(hù)實(shí)際運(yùn)行中，常因光纖接觸不良、光纖損耗過(guò)大、光纜熔接不良、尾纖頭臟、光纖有折損、光纖法蘭口接觸不良等原因造成通道異常。更換保護(hù)室到通信機(jī)房這段光纜的備用光纖芯線，并清潔尾纖頭，更換后，仍然報(bào)警。由此，故障點(diǎn)可以定位到通信接口裝置上。

(4) 最后更換通信接口裝置，恢復(fù)保護(hù)裝置設(shè)置，報(bào)警消失，保護(hù)裝置正常工作。秦喬5414線2號(hào)主保護(hù)隨后恢復(fù)運(yùn)行。

3 故障分析

將更換下來(lái)的通信接口裝置發(fā)回廠家進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)報(bào)告顯示，使用光功率計(jì)測(cè)試CSC-186B裝置內(nèi)部激光收發(fā)一體模塊發(fā)射口無(wú)信號(hào)。隨即對(duì)該模塊拆解使用示波器測(cè)試，主板提供的發(fā)射信號(hào)已經(jīng)上送至模塊內(nèi)部，但經(jīng)過(guò)發(fā)射單元200 MHz激光半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)芯片后信號(hào)消失，說(shuō)明該接口裝置確實(shí)已經(jīng)損壞。

在光纖保護(hù)通道實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常發(fā)生由通信接口裝置引起的保護(hù)信號(hào)告警問(wèn)題。保護(hù)裝置有自身的通道誤碼監(jiān)視和告警功能，而通信接口裝置雖然自身有通道告警功能，但其設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，僅僅能判斷通道物理上的中斷，不能提供通道內(nèi)部同步、誤碼、時(shí)延等重要信息，所以在此次事件中，通信接口裝置無(wú)告警，未能第一時(shí)間確定為通信接口裝置故障。

4 結(jié)束語(yǔ)

保護(hù)專業(yè)人員負(fù)責(zé)維護(hù)的通信接口裝置出現(xiàn)較多問(wèn)題時(shí)，通信網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)可以將線路兩端保護(hù)設(shè)備光纜接口端納入監(jiān)控范圍，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通道誤碼率、滑碼、時(shí)延，給保護(hù)專業(yè)和通信專業(yè)人員在查找通道告警故障時(shí)帶來(lái)方便。

通過(guò)對(duì)該500 kV聯(lián)合開關(guān)站秦喬5414線主保護(hù)通道故障的處理和分析可見，光纖通道雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于通道中涉及的設(shè)備環(huán)節(jié)較多，故障處理比較復(fù)雜。專業(yè)人員一般可通過(guò)自環(huán)來(lái)縮小、鎖定故障點(diǎn)區(qū)域，根據(jù)故障現(xiàn)象分析判斷故障點(diǎn)。

1 趙淑珍，宋 巍，馮辰虎．光纖差動(dòng)保護(hù)通道故障分析及處理方法[J]．華北電力技術(shù)，2007，37(12)：46-48.

2 李環(huán)媛，馬鵬飛，宋中心．光纖電流差動(dòng)保護(hù)在華北500 kV主網(wǎng)中的應(yīng)用[J]．電力系統(tǒng)通信，2008，29(2)：47-49.