電力通信傳輸網絡常見故障分析與處理

馬 濤

（國網青海省電力公司信息通信公司 海西運維分部，青海 海西 817000）

0 引 言

隨著現代電力通信網絡技術的持續更新和升級，電力通信行業的服務也變得日益忙碌，服務所傳送的內容、數目以及質量都在日益增加，所傳送的信息也在日益復雜化，因此要想使電力通信事業能夠穩步向前發展，就必須要建立一個利用通信網絡進行信息傳遞的平臺，同時需要進一步強化電力通信網絡的監管力度和管理深度。此外，因為在電力通信網絡的傳輸過程中常常會出現信息傳輸的中斷，造成各種程度的經濟損失，所以要降低通信的損耗，實現公司的平穩發展，就必須在電力通信傳輸網絡的過程中對會出現的故障現象進行詳細調查，然后對其進行一一排查，找出問題的根源，進而制定有針對性的、行之有效的對策，為電力企業的穩定運營提供切實的保證。

1 電力通信傳輸網絡中通信電源概述

1.1 電力通信電源的配置組成

從當前的國內電力設施來看，電力通信網絡的通信站一般包含有光學通信站、微博通信站、各級調度通信中心以及電力載波通信站等，其中光學通信站是最常見的通信站點。在光纖通信網絡中，電源系統一般都有1 條或2 條220 V 的交流輸入，但大多數情況下都是直流工作方式，它的主要部分是整流屏、蓄電池以及直流配電屏。在光纖通信中，通常使用2 個端口作為1+1 的保護。完整的通信電源一般由交流配電單元、直流配電單元、整流模塊、監控系統以及蓄電池組5 個部分構成。根據電力通信電源的性質，可以將其劃分為普通失效和突發失效，普通失效一般不會對整個通信系統構成威脅，而突發失效往往會引起通信系統的癱瘓，給整個通信系統造成巨大的損失[1]。

1.2 電力通信電源的基本要求與特點

通信電源最根本的需求就是可靠性和穩定性，這樣才能連續完成電力通信的運轉。從整體上講，除了通信電源，其他部件發生的故障通常會引起局部地區的通信中斷，而這些故障的影響范圍很小，有著很大的局限性。然而，如果通信供電發生了問題，則將直接影響整個電網的正常運轉，給電網造成很大的經濟損失[2]。

2 電力通信傳輸網絡故障定位

當電網通信系統發生故障時，維修人員只有對故障的性質和位置進行快速的分析，才能有效處理故障，使通信恢復正常。在電網中，各個臺站的位置相隔很遠，因此對電網中出現的各種故障進行精確的位置檢測非常重要。在此之前，最重要的一步就是確定故障的位置、機架、磁盤以及連線，再進行相應的故障處理。

2.1 故障定位常用方法

2.1.1 儀表測試法

儀表測試法是利用誤碼器、光功率計、萬用表以及同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）分析儀等多種儀器對通信系統中的信號進行檢測，主要是為了解決傳送裝置的外露故障和與其他裝置的接口故障[3]。

2.1.2 告警性能分析法

告警性能分析法需要運行人員熟知SDH 的原理和硬件系統，特別需要理解告警信號的流程，掌握各類告警之間相互產生、相互依存的關系，在大量的告警信號中找到哪個是根型的，哪個是伴隨型的，進而找到問題所在。在運行過程中，可以利用傳輸網管獲得告警和性能的信息，利用網管查詢設備的具體數據，如可以查詢全網設備、任意網元或任意機盤的當前告警、歷史告警、當前性能以及歷史性能。在對這些告警量和性能量進行分析的基礎上，可以全面了解整個網絡，從而找出問題所在。

2.1.3 環回法

環回法是目前最常用和最高效的通信傳送網故障檢測方法。環回路的形式很多，在實踐中可以分成2 類，一類是硬件環回路，另一類是軟件環回路，而軟件環回路則可以分成線路環回路和設備環回路。SDH 接口上的線環回路和設備環回路由網絡管理員來設定。循環會對日常的流量造成一定的干擾，推薦在流量較少時采用。當采用光口自環時，要特別小心，以免造成受光量過大，必須在受光端安裝衰減器[4]。

2.1.4 替換法

替換法主要用于對光纖、中繼電纜、交換機以及電源等外圍設備進行故障檢修，或者對單臺機的錯誤進行定位，以解決單臺機內部的單一磁盤或模組的問題。因為SDH 傳送設備的單盤類型很多，而且每一個單盤的版本都有很大的不同，所以在更換單盤的過程中，必須檢查單盤的規格、型號以及版本，以確保與被更換單盤之間的可換性。

2.2 故障定位原則

（1）先外部，后傳輸。首先要對可能存在的外在原因進行分析，如光纖斷裂、線纜斷裂、電源等。（2）先單站，后單盤。在確定錯誤位置時，應盡量精確地確定具體位置[5]。（3）先群路，后支路。光群路盤出現問題時，往往會導致分支盤出現異常報警。（4）先高級，后低級。對報警信息進行處理時，首先要對等級較高的報警信息進行處理，再對低等級的報警信息進行處理。因為較高等級的報警往往會引起較低等級的報警，所以當出現故障時，應優先解決較高等級的報警，并觀察較低等級的報警是否消失。若未消除，則對較低等級的報警進行處理；若已消除，則表示較低等級的報警為較高等級的報警所致。與此同時，按照SDH 傳送裝置的層級特征，應該首先判定故障屬于物理層、回收層、復用層還是信道層，再依據各個層在整個系統中的位置和影響范圍，將其定位為具體磁盤[6]。

3 電力通信傳輸網絡的常見故障

3.1 通信網絡結構有待完善

當前，供電企業所采用的電力通信傳輸網絡架構在總體設計上仍有不足之處，網絡節點以鏈條形式分布，單個節點設備在使用過程中所傳送的信號數據類型相對較多，這對信號數據的安全性產生了一定的影響，若傳輸方式不合理，就會造成信號數據丟失，無法保證總體的傳輸效率。目前的體系架構包含的內容較多，總體上相當復雜，在實際運作中極易產生失效問題。例如，在傳輸網絡運行過程中，很可能會發生跨區傳輸的情況，并且沒有對線路節點進行有效的保護，如果出現問題，那么所有的節點都無法進行正常的服務，從而影響電力企業額工作效率。因此，必須在某種程度上對其進行優化。

3.2 無法保證網絡運行過程中的可靠性

就當前的電力通信傳輸網絡而言，其總體可靠性不能保證，不能達到對信息資源的高效率使用，不能進行有效的信息和數據的傳送與共享，這將會影響總體的工作效率。電力通信傳輸系統的網絡運營安全是較為關鍵的一環，一旦系統在運營中發生了損壞，整個系統就無法進行正常運營，會對整體的通信效果產生一定的影響。在長期使用中，電力通信網中的裝備存在老化、失效等問題，無法保證其工作效率，進而影響系統的穩定性。尤其是一些關鍵的繼電設備，如果發生故障，那么將不能確保整個電網的穩定運行。

3.3 傳輸質量得不到保障

在變電站中，通信線一般都采用5 類線，因為一般的網線沒有遮蔽層，所以在進行信息傳遞的時候會受到電磁波動的影響，而且網線的直徑太小會造成傳輸的距離受限，能夠訪問的通信裝置很少。此外，在電力通信網中，信號收發機的工作電壓處于一個固定的區間，一旦超過這個區間，就會導致接口被破壞，使得信號無法正常傳送，從而降低傳送質量。

4 電力通信傳輸網絡故障處理策略

4.1 加強數字信號處理技術的應用

數字信號處理（Digital Signal Processing，DSP）技術是一種將模擬數據轉換成數字數據的技術，在電網中運用該技術，既能更好地解決用戶對數據業務的要求，又能更好地服務于電網中的數據業務。因其強大的抗干擾性，在提高傳輸網系統工作的穩定性方面有著極其重要的作用。此外，DSP 技術能隨著網絡傳送信號的不同而進行調整，因此維修也非常便捷。該技術在電力通信傳輸網絡系統中得到了推廣，不但推動了數字信號處理效率與質量的穩定提高，還滿足了電力通信網絡系統建設和發展的需要。電力系統通信如圖1 所示。

圖1 電力系統通信

4.2 提高電力通信系統運行的可靠性

當電力通信傳輸網絡遇到故障問題時，要按照具體的狀況采取相應的應對措施，故障問題不同，應對的方式也有很大的區別。因此，當出現問題之后，一定要做好對故障問題的調查。員工應對該系統中的裝置操作進行常規的檢測，當該裝置出現報警時，能對該裝置的故障部位做出正確的判定。如果警報系統中的結點裝置發生差錯，那么很有可能是由于通信管理系統出現問題造成的，應該對其進行檢測，找到問題所在，然后對其進行重新調試。

4.3 保證電力通信傳輸系統的傳輸質量

在面臨較差的數據傳輸品質時，應該采用以下措施。一是通信線選用雙絞線，并對其進行屏蔽，以降低外界因素對其傳遞的影響，同時可以去除2 條通信線之間的分配電容；二是多臺網裝置共用后，應選取一臺接地面，以改善通信線路上的信號傳遞品質；三是要對通信線路進行適當的布置，盡量避免與電力線路發生碰撞。在相同的通信網絡中，要盡量減少通信網絡上的通信節點，使信號得以持續傳送，以增強網絡的保密性。

4.4 完善電力通信網絡結構

為了更好地提升電網的運營效率，減少電網中出現的故障，必須做好整體架構的設計，對原有架構進行優化和改進，并做好維修與管理工作，確保電網的正常運營。其中，光纖的性質是決定通信品質的重要因素，為了減少由于光纖材料所帶來的損失，必須選取具有相同傳輸性質的光纖，并改善其特征的匹配程度。同時，采用同一批光纜，可以降低節點數。在實施光導纖維焊接作業時，要根據規范的焊接程序，盡量減少焊接損失，并注意焊接品質的監控，對焊接過程中出現的焊接缺陷進行及時糾正，防止大彎曲。例如，在通信網的施工過程中，可以使用支架將光纖支撐起來，使其不受阻力的影響，而且可以加強對光纜的保護，以保證光纜線路中信號的快速傳送。

5 結 論

電力通信系統已逐漸成為電網中必不可少的一部分，其安全性和穩定性也在日益提升。電力通信傳輸網絡是電力通信系統的基本組成部分，直接承擔了繼電保護、安穩控制及調度自動化等生產實時控制業務，是確保電力系統安全穩定運行的重要基石。因此，要著重對其進行故障分析，并采用行之有效的方法進行優化，從而更好地推動電力通信傳輸網絡的運轉。