光纖差動保護通道異常的處理

文/盧湘鄂，國網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司

光纖電流差動保護能夠理想地使保護實現(xiàn)單元化，原理簡單，不受運行方式變化的影響，而且由于兩側(cè)的保護裝置沒有電聯(lián)系，其靈敏度高、動作簡單可靠快速、能適應電力系統(tǒng)震蕩、非全相運行等優(yōu)點是其他保護形式所無法比擬的。而光纖通道在光纖電流差動保護中起著極其重要作用，它是一種用光導纖維作為傳輸介質(zhì)的通信手段，具有不受電磁干擾，傳輸頻帶寬，容量大，中繼距離長，傳輸質(zhì)量高等突出優(yōu)點，它能滿足繼電保護傳輸要求，保證保護動作可靠，在線路縱聯(lián)保護信號的傳輸通道中，光纖已迅速取代載波、微波，成為重要的傳輸媒介。

光纖差動保護運行中均出現(xiàn)過光纖通道誤碼率高或中斷現(xiàn)象，造成光纖差動保護退出運行的故障。

在設備運行中，光纖通道光纖頭的清潔，光纖接頭及各通信設備連接部分不緊固，收發(fā)訊功率不滿足要求，兩側(cè)通信時鐘不匹配等，都會出現(xiàn)收不到對側(cè)信號，信號傳送過程中幀異常，或者通道誤碼率較高（大于千分之一）現(xiàn)象，這些通道故障都會引起差動保護不能正常工作，裝置報通道異常信號。

在現(xiàn)場工作中，我們對光纖保護定值等傳統(tǒng)校驗項目比較重視，對通道檢測認識不足，甚至認為通道不用檢測校驗，導致“通道異?！备婢瘯r有發(fā)生，使保護裝置退出運行。根據(jù)多次現(xiàn)場處理的情況，針對通道故障的原因，總結(jié)出幾種常見通道故障的處理方法。

通道常見問題處理方法包括：

1 尾纖頭臟及接觸不好

首先要檢查光纖頭是否清潔，尾纖頭裸露在空氣中導致積塵時，可以用棉球蘸無水酒精擦拭。光纖連接時，一定要注意檢查F C連接頭上的凸臺和砝瑯盤上的缺口對齊，然后旋緊FC連接頭。若凸臺沒有對上缺口就擰緊，會增加10-20dB的衰耗。當連接不可靠或光纖頭不清潔時，仍能收到對側(cè)數(shù)據(jù)，但收信裕度大大降低，當系統(tǒng)擾動或操作時，會導致通道異常，故必須嚴格校驗光纖連接的可靠性。

2 裝置可采用“專用光纖”或“復用通道”

在纖芯數(shù)量及傳輸距離允許范圍內(nèi)，優(yōu)先采用“專用光纖”作為傳輸通道。當功率不滿足條件，可采用“復用通道”。其光電轉(zhuǎn)換裝置接PCM機的屏蔽雙絞線使用要規(guī)范，要求使用四芯帶屏蔽雙絞線，且屏蔽層應可靠一點接地，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)通信使用普通的音頻線連接。若屏蔽雙絞線接至配線架，需保證連接可靠，若直接接至P CM機，最好不要采用RJ45水晶頭方式（接觸不好的可能性大，在水晶頭末端隨意動一下電纜，保護裝置顯示收到的誤碼數(shù)會增加很多），可以采用鳳凰端子擰接的方式。

3 光電轉(zhuǎn)換裝置不接地

光電轉(zhuǎn)換裝置隨意放置，其接地不良好或根本沒有接地。導致平時能正常工作，而一但有故障或刀閘操作時，保護裝置發(fā)通道告警。

4 各設備時鐘設置問題

需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況正確設置各個通訊設備和保護裝置的時鐘方式。

5 用光功率計和尾纖

①檢查保護裝置的發(fā)信功率是否和通道插件上的標稱值一致，常規(guī)插件波長為1310nm的默認發(fā)信功率為-16dbm±3dbm，可通過跳線提升發(fā)信功率（+6dB, +9dB）。超長距離（64Kbit/s時光纖距離≥ 80km ，2Mbit/s 時光纖距離≥60km）波長為1550nm的發(fā)信功率為－11dBm±3dbm。也可通過跳 線提升發(fā)信功率（+6dB, +9dB）。②用光功率計檢查由對側(cè)來的光纖收信功率，校驗收信裕度，常規(guī)插件波長為1310nm的接收靈敏度為－45dBm（64K）或－35dBm（2 M）；超長距離波長為1550nm的接收靈敏度為－45dBm（64K）或－35dBm（2M）；應保證收信功率裕度（功率裕度＝收信功率－接收靈敏度）在6dB以上，最好要有10dB。

6 專用方式自環(huán)試驗

專用方式連接時僅僅需光端機用在保護室的保護裝置后發(fā)送光信號。在對光發(fā)射器和光接收器進行功率測試以后，計算通道裕度滿足要求，然后可以進行通道自環(huán)試驗。

6.1 本端光自環(huán)

即本端光端機自環(huán)測試，用光纖跳線將本端保護裝置后背的光端機TX 和RX 連接起來稱為光端機自環(huán)測試。光端機自環(huán)測試用于驗證保護至光端機的通道正確性。

6.2 遠端光自環(huán)

用現(xiàn)場光纖適配器（光纖法蘭盤），進行遠端光自環(huán)。本端保護裝置接至光纖通道，遠端光纜出線經(jīng)光纖適配器自環(huán)，光端機遠端自環(huán)測試用于驗證光纖通道正確性。經(jīng)過遠端光自環(huán)，試驗的光通道具有兩倍的正常通道距離。

7 在裝置、通道及接口設備都完好時，通道告警不消失。更換兩側(cè)裝置帶光端機

CPU插件，保證裝置內(nèi)部通信晶振時鐘相匹配。

2015年4 月 ，某110KV線路光纖差動保護RCS-943AM裝置通道告警，誤碼率高。差動保護退出運行。裝置采用2Mb/S高速數(shù)據(jù)通道專用光纖通道，用同步通信方式與對策交換電流采樣值和信號。為了消除故障，我們做了以下試驗：

7.1 光發(fā)送功率和接收靈敏度及通道裕度滿足要求；

7.2 檢查在專用通道方式下光端機數(shù)據(jù)時鐘設置；兩側(cè)裝置發(fā)送時鐘工作在“主－主”方式下，此方式下發(fā)送數(shù)據(jù)采用內(nèi)部時鐘，接收時鐘采用從接收數(shù)據(jù)流提取的時鐘。

7.3 通過自環(huán)檢查來確定光端機問題還是通道問題，光端機、通道正常；

7.4 檢查光纖接頭部分是否松動或接觸部分有灰塵。用純酒精擦拭接頭部分；

7.5 檢查光纖頭無受潮或熔纖應力變化現(xiàn)象；

7.6 兩側(cè)更換CPU插件，通道恢復正常。

原因：兩側(cè)保護裝置各插件無問題，通道傳輸無問題，內(nèi)部晶振時鐘不匹配。

8 結(jié)束語

經(jīng)現(xiàn)場論證及試驗，總結(jié)出光纖差動保護通道異常的處理方法，在停電檢修和設備消缺時，利用此方法，檢查檢測通道的各個環(huán)節(jié)，降低通道誤碼率,使變電站的線路光纖差動保護無因通道故障退出運行的現(xiàn)象。

[1]宋國兵,高淑萍,蔡新雷,張健康,饒菁,索南加樂.高壓直流輸電線路繼電保護技術綜述[J].電力系統(tǒng)自動化,2012,22:123-129.

[2]張利軍;光纖通道傳送線路保護信號的方式及其分析[J];電力建設;2005年06期