1杨建兴 2高倩 3李红卫 4陈巍
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摘要：随着经济的不断发展，对电力需求的不断增大，光纤保护通道由于其不怕超高压、频带宽、不怕雷电电磁干扰以及衰耗低的特点，在超高压线路中得到了广泛的应用。本文通过对超高压输电线路光纤保护通道，容易出现的故障进行具体分析，并且提出一些具体的处理方案，为超高压输电线路光纤保护通道的正常运行提供保障。
关键词：超高压；输电线路；光线保护通道；故障分析；处理
随着社会经济的不断发展，光纤通信由于其自身的特点，在电力系统中已经得到了广泛的使用。当前，电网运行越来越离不开通信，作为电网运行中的重要业务的光纤保护通道，其正常的运行对电网系统的安全运行有着直接的影响作用，所以在平时的工作中，电力系统应该加强对超高压输电线路光纤保护通道中存在的故障进行及时排查和处理，这样才能为电网系统的正常运行提供保障。
一、超高压输电线路光纤保护通道简述
光纤保护在超高压输电线路中，是作为继电保护的通道介质而存在的，其最大的特点就是不怕超高压、不怕雷电电磁干扰、频带宽、衰耗低、对电场绝缘，这也是光纤保护之所在超高压输电线路中得到广泛应用的根本原因。
从原理上来说，高压输电线路光纤保护具体可以分为：光纤远方跳闸式、纵联光纤电流差动以及纵联电流方向三种保护方式。从传输方式方面来说的话，可以分为两种，分别是复用光纤通道和专用光纤通道[1]。线路两边的光纤保护装置和传统的纵联的保护方式类似，都要将其看作是一个整体，两边的保护装置必须保证是同样的版本和型号。在其具体的运行中，光线保护会将电信号转换成光信号，然后由光缆将光信号传送到另一侧的光纤保护装置，在另一侧的光纤保护装置收到光信号以后，又会将光信号转换成电信号，并且会对转换以后得到的电信号以及另一层的电信号进行计算，从而明确另一侧的光纤保护的动作逻辑。同理，另一侧的光纤保护也会将电信号转换成光信号，然后通过电缆再将光信号传送到对应的另一侧。
专用光纤通道是指在保护信号的接口装置中进行光纤接收器以及光源的安装的方式。保护信号接口装置和保护信号装置利用电信号进行相关的命令传输，然后保护信号接口装置再将命令信号进行转换，转换以后将信息再传输到另一侧；复用光纤通道则是光纤保护通道通过按照通信速率进行分类，然后根据不同的类型，运用不同的通信设备以及接口设备。复用通信设备是指通过使用时分复用方法以及脉冲编码调制，然后对不同音频的信号采样进行数字的转换，然后对不同传输方向进行分接、复制的设备。
二、超高压输电线路光纤保护通道异常分析
1、设置不当引起的通道异常
第一，通信通道设置不当而产生的问题，如PCM终端、PDH或SDH数字通信网络设备和交换机等选型时厂家不一，产生工作特性的不匹配，通信传输出现无周期性的误码、滑码、数据丢失等，造成保护装置被迫退出运行；第二，两侧光纤保护装置内部通信参数整定不协调，或整定值与通信接口不匹配，导致两侧保护无法正常运行。应检查光纤保护装置 （或保护信号接口设备）参数设置包括通道、同步时钟、同步通信速率等与定值单是否一致，是否满足现场实际。特别对于光纤电流差动保护应根据通道实际情况进行时钟方式的设置。
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2、光信号发送/接收设备引起的通道异常
通过光功率检测可以简易判断是否是由保护装置或保护信号接口装置的光信号发送 /接收设备导致保护通信通道异常。第一，通过光功率计和尾纤，测试保护装置（或保护信号接口装置）的发光器功率是否和通道插件上的标称值一致（误差±3dBm）；第二，通过光衰耗器、光功率计和尾纤，检查保护装置（或保护信号接口装置） 的光接器光接收灵敏度。应保证收信功率裕度 （功率裕度＝收信功率－接收灵敏度） 在6dBm 以上，最好要有10d Bm 。
选择光衰耗器的光波长与保护装置的一致，缓慢调节光衰耗器的衰耗由 0d B 增加至装置的误码率出现且通道异常告警继电器动作。将光衰耗器回调至通道异常告警刚好恢复，然后将保护装置收信端尾纤拔出，用光功率计进行测量光功率。
3、物理传输介质引起的通道异常
第一，光纤断点的熔接质量不高，往往使断点附近的光纤纤芯受到应力作用，导致光纤的衰耗指标不稳定，影响光纤保护的正常运行。
通过测量并分析光纤通道的光时域反射函数，可了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性能。在一侧向光纤通道打入一连串的光突波，并在打入突波的同一侧接收光讯号，由于打入的讯号遇到不同折射率的介质会产生散射及反射现象；根据光的后向散射与菲涅耳反向原理，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。
第二，ODF配线架光纤活接头连接不良，导致通道衰耗增加，进而引起保护装置通道告警，造成光纤保护退出运行[2]。首先，.检查光纤头是否清洁；若发现存在灰或油污渍，应采用无纺布或软棉花蘸无水乙荃酒精来擦拭去除表面的灰或油。其次，光纤连接时，在测试时一定要注意检查所使用连接器上的凸台和砝琅盘上的缺口对齐，然后再旋紧连接器。
最后，同轴电缆连接头或DDF 配线架双绞数据线接触不良，屏蔽线接地不可靠等。
三、超高压输电线路光纤保护通道异常处理
1、**Ⅰ路 MCD-H2光纤保护通道异常
2011年6月5日A电厂NCS系统上多次出现**Ⅰ路WXH -903装置异常报警信号随即自行复归，电气维护人员检查通道电平裕度以及误码率均未发现异常，重启复归保护后恢复正常运行。6月10日再次出现通道异常报警掉牌信号，对侧B北500KV站更换WXH -903装置PCM卡件后装置恢复正常运行，但每日通道误码率统计值仍在 100～300之间。8月17日省调通信处将**Ⅰ/Ⅱ路MCD -H2光纤保护通道由“1+1”方式改为“1+0”方式，减小因通道切换产生误码率。11月24日A电厂也更换WXH -903装置 PCM卡件，但每日通道误码率统计值仍在 100～300 之间。12月2日向省调通信处申请检查该线路网管配置，发现线路两侧配置不一致，重新配置后通道误码率为零 （未出现通道异常告警信号）。
结论：**Ⅰ路对侧B北 500KV站WXH -903装置PCM卡件故障导致通道异常报警掉牌信号；**Ⅰ路线路两侧通信网管配置不一致导致长期存在通道误码率。
2、故障分析及后续处理措施
首先,WXH -903装置（MCD -H 2）光纤差动保护装置硬件结构设计存在缺陷：该装置内部第一二卡槽安装的是装置电源卡件，第三卡槽安装的是 PCM卡件。由于电源卡件运行时散发出的高温，使PCM卡件长期处在高温环境下运行[3]。PCM卡件故障断电复归正常后，PCM卡件因温度下降又能正常运行相当长的一段时间；其次，针对该设计缺陷,A电厂2013～2014年将其升级改造为PSL603UE，直接通过2M数据通信，不再经PCM复接，升级改造后未再出现保护通道异常信号；最后，线路两侧通信网管配置不一致导致长期存在通道误码率。由于管理权限的原因导致现场人员无法察看通信通道的网管配置，只有在现场各个方面全部检查均无异常且故障依然存在的情况下才会向通信调度提出检查网管配置。
结束语
光纤通道虽然在超高压线路保护中得到了广泛应用，但是由于涉及的中间环节较多，特别是复用通道，通道的故障点排查定位比较困难。因此，通道维护人员必须提高对光纤通信的基本原理，特别是保护与通信配合问题的认识和理解，并注意总结和运用好通道故障定位的原则、方法和流程，使自己在故障处理时有一个清晰的思路，这样才能快速、正确地排除故障，恢复通道的正常，从而保障超高压线路的运行可靠性。
参考文献
[1]吴志宇.超高压线路光纤保护通道故障分析及定位方法[j].电气技术,2013(9):66-68.
[2]康晓东.输电线路中光纤保护通道现状分析[j].光通信技术,2011(2):37-38.
[3]陈建斌,江蓉.超高压输电线路光纤保护通道异常分析与处理[J].科技风,2016(1):78-79.
作者简介：
杨建兴（1970－），男，河南郑州人，技师，研究方向：电力通信；
高 倩（1974－），女，河南郑州人，高级技师，研究方向：变电运维；
李红卫（1977－），男，河南郑州人，技师，研究方向：变电运维；
陈 巍（1982－），男，河南郑州人，高级工程师，研究方向：电力系统运行；
论文作者:1杨建兴,2高倩,3李红卫,4陈巍
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/22
标签：光纤论文; 通道论文; 信号论文; 异常论文; 误码率论文; 装置论文; 线路论文; 《电力设备》2016年第11期论文;