光纖縱聯保護“通道異常”告警問題處理

孫艷軍，張福忠，范玉學，王 旭

（國網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保護以其抗干擾能力強、冗余性好而被高壓電網廣泛應用于輸電線路的主保護。分相電流差動縱聯保護因不受系統運行方式變化的影響，同時可借助數字化模式的光纖通道傳媒方式，在各變電站得到了廣泛應用。

由于受到電網通信通道資源的約束，目前500 kV線路光纖縱聯保護都采用復用2 Mb/s數字通道的工作方式。保護信息傳輸通道中間環節的增加，不可避免地會降低光纖縱聯保護通道工作的可靠性。一旦光纖縱聯保護通道傳輸的信息質量下降，保護裝置就會向后臺監控系統發出“通道異常”的告警信息，同時閉鎖線路縱聯保護，直到光纖縱聯保護通道恢復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保護通道并及時消除故障，是當前專業人員面臨的一個課題。

1 光纖縱聯保護通道的相關原理

數字化光纖縱聯保護通道的連接示意如圖1所示。數字化光纖縱聯保護通道的監督方式如下：圖1中A側的光接收RXa回路用以監測B側方向傳送來的通信信息指標，一旦B側傳來的通信信息指標不滿足規程規定的指標規范，則A側會立即發出“通道異常”的告警信息。同理，B側的光接收RXb回路也用以監視A側方向傳來的通信信息指標。

線路兩側保護裝置時鐘及數據同步的方式為：兩側保護之間的通道連接正常后，一般自動將保護定值項中通道地址碼數值大的一側設為主機端，數值小的一側設為從機端；兩側保護的每一幀數據時標均以主機端的時間為基準。兩側保護將按設定的程序自動檢測通道交換數據的傳輸時間差，并將其作為光纖縱聯保護通道傳輸延時δt的重要參數。

圖1 光纖縱聯保護通道連接示意

光纖縱聯保護通道信息傳輸延時如圖2所示，以A側為主機方式工作時，A側傳給B側的一幀數據到達B側后，B側會將該幀數據與δt之前的本側那幀記錄數據進行對比計算；同理，B側傳給A側的一幀數據到達A側后，A側同樣會將該幀數據與δt之前的本側那幀記錄數據進行對比計算。

當數據差值為0時，表明數據完全合格；否則將根據數據差值的大小確定再次互換數據的調整次數，進行多次調整后直到數據合格為止。目前國內保護裝置允許由于通信通道發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 光纖縱聯保護通道信息傳輸延時示意

2 光纖縱聯保護通道故障的處理流程

當正常運行狀態下的光纖縱聯保護一旦發出“通道告警”信息后，首先要確定是否通信主通道出現問題。如果確定是通信主通道出現問題，則應等待通信主通道修復，不能冒然進行光纖通道的相關檢查工作，以免增加人為造成的通道接觸不良等不利影響。確認通信主通道工作正常并履行好相關的工作許可手續后，再進一步檢查處理光纖縱聯保護通道的異常。

2.1 通道故障穩定情況下的分析與處理

若通道異常信息長時間存在且無法復歸，則說明故障性質是穩定、持久的。此時的分析與處理步驟如下。

(1) 首先重點檢查光電轉換接口裝置以內的本站側通道，在2 Mb/s數字配線盤上將該通道進行本側自環，在保護自發自收狀態下觀察“通道異常”信息是否依然存在；如果一切正常，則在對側2 Mb/s數字配線盤上將本側環回，同時進行本側保護帶通道條件下的自發自收狀態檢查，如果一切正常則說明異常原因不在本側。然后再配合對側檢查人員重復進行上述檢查過程。

若帶通道測試過程中再次出現“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數字通道再進行自環測試。

(2) 若在不帶通道進行2 Mb/s數字配線盤光電轉換接口裝置側自環測試過程中出現了“通道異常”的告警信息，則說明包括光電轉換接口裝置在內的回路工作異常，需要測試光電轉換接口裝置的發光回路輸出光功率幅值是否降低到允許的極限低值以下。此時可將光功率計接到光電轉換接口裝置的光輸出側，關掉該裝置的工作電源后再重新上電，觀察輸出的光功率數值。若該光功率電平在允許的輸出指標下限附近，且始終隨上電時間的延長呈現逐漸衰減的態勢，則即使是在允許的最低極限值以上也要更換該光電轉換接口裝置；若該光功率電平在允許的輸出指標范圍內且始終穩定，則可以排除光電轉換接口裝置存在問題的可能性。然后再進行保護裝置側的檢查。

(3) 在光電轉換接口裝置處對保護側的光纖回路進行自環測試。若自環測試后確認“通道異常”告警信息依然存在，則用1條備用的光纖替換光電轉換接口盒TX側的光纖，然后再檢查更換后的效果。若自環測試后確認保護裝置工作狀態一切正常，則再重點對保護裝置進行自環測試。

(4) 首先檢查與保護裝置RX端相連接的光纖法蘭盤是否發生斷裂、是否清潔。然后對保護裝置的RX端口與TX端口進行自環測試，若自環測試后“通道異常”告警信息依然存在，則可以嘗試用吹風除塵的方式對保護裝置的RX端口進行除塵，或對光纖頭進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裝置的光電轉換硬件。

2.2 通道故障不穩定情況下的分析與處理

若“通道異常”告警信息時斷時續且沒有一定的規律性或兩側保護裝置均出現“通道異常”告警信息，則此時的分析與處理步驟如下。

(1) 首先重點檢查光電轉換接口裝置是否出現輸出光功率電平在下限值附近徘徊的情況，其次重點檢查本側保護收光通道相關的光纖盤及光纖頭是否清潔，然后再請對側配合檢查保護裝置及光電轉換接口裝置的發光回路電平工作狀態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保護出現斷續、無規律性的“通道異常”告警信息，在檢查該保護通道過程中發現，該保護通道復用接口裝置CSC-186A裝置輸出光功率電平不穩定，指標呈緩慢下降的趨勢。更換CSC-186A裝置后，問題得以徹底解決。

2006年7月，某線路CSC-103B保護出現不定時的“通道異常”告警信息，對本側保護通道逐項做檢查未發現問題，將對側保護發光的光纖連接位置進行清潔處理后，問題被消除。

(2) 重點檢查光電轉換接口裝置是否進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置出現虛接的情況，則在電磁環境變換不定的變電站內，該套光電轉換接口裝置的2M數據線內部將會產生不確定的、隨機的干擾信號，造成與之相對應的保護發出或者接收到的數據信息出現數據包失常的情況。當失常的數據包滿足收信側保護發出“通道異常”告警信息的條件時，可能會導致對側的保護發出“通道異常”的告警信息，或導致本側保護發出“通道異常”的告警信息，也有可能會導致兩側保護都發出“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，沒有規律可以遵循。

2005年某線路投運初期，其RCS-931B保護經常無規律地出現通道故障的情況。通過對保護通道狀態信息24 h監測后發現：通道誤碼率在24 h的區間內時有時無且數值也不穩定。在對該保護對應的復用接口MUX-2M裝置進行檢查時發現該裝置沒有做接地連接。妥善處理好MUX-2M裝置與通信機房的等電位接地網可靠連接后，該保護通道異常的情況再也沒有出現過。

3 光纖縱聯保護通道的工作建議

隨著光纖縱聯保護的大量應用，現場維護任務也在成比例地增加，為了減少運行中光纖縱聯保護通道異常情況的發生幾率，在新設備驗收及保護定檢工作過程中要做好如下工作。

(1) 新設備投運前應檢查保護通道的復用傳輸設備是否與等電位接地網可靠連接，2M數據線與裝置連接是否牢固；了解并存檔保護裝置的光接收、光發送的光功率電平值，以及光電轉換接口裝置的光接收、光發送的光功率電平值。

(2) 新設備驗收、定期檢查時應重點核查保護裝置的光接收、光發送的光功率電平值，以及光電轉換接口裝置的光接收、光發送的光功率電平值是否發生較大的變化。光功率電平的測試結果要記錄在定期檢驗的試驗報告中，以便后期工作時查閱。

（3）無論何時，在光纖縱聯保護通道上工作時都應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，導致衰減數值偏大以及光纖頭破損的情況發生。