摘要：采用光纤纵联差动保护作送出线路主保护的新能源电站，在发生光纤纵联保护通道异常故障后，一般会被迫全站停电，造成很大电量损失。本文通过对新能源电站生产实践中输电线路光纤纵联保护通道异常故障的研究分析，列出了保护通道异常后不同情况下的具体处置措施，并针对运行现场实际情况，提出了一些以后的防范措施与建议，可以为从事相关工作的新能源电站运检人员提供有力的参考，具有一定的指导意义。
关键词：输电线路；光纤通道；纵差保护；告警
一 前言
光纤纵联差动保护以其反应快速灵敏、动作可靠、选择性强的优点被广泛应用于电力系统高压线路保护中，新能源电站送出线路一般都采用光纤纵联差动保护作为输电线路的主保护以满足电网安全性、稳定性要求。但是在实际运行中，光纤纵差保护可能经常会出现通道异常或中断的情况，导致输电线路的纵差保护失效，此时如果不能及时采取措施将保护通道恢复正常，电网调度机构一般会采取将新能源场站送出线路停电的措施，以确保电网的绝对安全，这样一来对新能源电站来说就无法发电，损失较大。针对这种情况，本文就结合实际遇到的情况，对保护通道中断后如何快速进行故障查找和处置及以后的防范措施进行了分析研究，提出了一些具体的措施，来指导现场运检人员遇到此类情况时如何进行快速处置，从而避免停电造成的损失。
二 输电线路光纤纵差保护通道典型连接方式
一般来说，光纤纵差保护的通道方式分为两种，即专用光纤方式和复用光纤方式，其中复用光纤方式需要设置通信中继站，适用于一百公里以上的长距离输电线路，新能源场站一般不涉及，此处不再叙述。专用光纤方式使用的是单模光纤，适用于50公里以下的输电线路，是新能源场站送出线路纵差保护常用的通道通信方式，下面进行重点分析。专用光纤方式是指线路两侧保护装置直接通过光纤传输保护信息的通信方式，线路两侧保护装置专用两根纤芯，一收一发，纤芯内只传输保护信息，为保护专用，连接形式如图1所示。
图1 专门光纤方式的纵联通道连接示意图
专用光纤通道的信息传输流程是保护装置中自带光电转换装置，将保护的电信号转化为光信号，通过尾纤连接到继保室的光纤配线盒，从光纤配线盒再通过一段站内引入缆接到光纤接线盒上与对侧来的主光缆实现连接，从主光缆再将信息传给对侧的保护装置。专用光纤通道方式的优点是传输速率高，避免了与通信专业设备的复接，减少了中间环节，增加了使用的可靠性，缺点是传输距离较短，光芯利用率较低。
三 光纤纵差保护通道异常告警的发生
光纤纵差保护装置负责保护通道的实时监视与通道异常告警的发出，光纤纵差保护通道的监督方式是：如图1中所示，A站的保护装置接收端实时接收和监测B站保护装置发送来的通信信息指标，一旦B站传来的通信信息指标不满足规程规定的指标规范或在400ms内收不到B站的数据信息，则A站保护装置会立即发出“通道异常”的告警信息，同时保护装置会显示“通道无效帧数”、“失步次数”的数量一直增加。保护装置是否发出“通道异常”的告警只根据本侧保护装置能否收到对侧正常数据来判断通道情况，本侧的发送端能否正常发送信息，只能由对侧保护装置的接收端来判断。所以同理，B站的保护装置接收端用以监视A站方向传来的通信信息指标及通道数据情况。
四 光纤纵差保护通道异常故障原因分析及处理
正常运行状态下的光纤纵联保护发出“通道异常”的告警信息后，运检人员不能冒然对光纤连接回路进行插拔检查或保护装置重启，以免增加人为因素造成光纤进一步断折、光纤适配器接触不良或保护误动作等不利影响。纵差保护“通道异常”告警发生后，运行人员应及时向电网调度机构汇报相关情况，申请将线路纵差保护退出，然后再进行下一步的检查处置工作。
1.保护通道故障稳定情况下的分析与处理
若保护装置“通道异常”告警长时间存在且无法复归，则说明故障性质是稳定、持久的，此时的分析与处理步骤如下：
（1）首先重点检查本侧光纤配线盒以内的光纤通道情况，在配线盒上将该通道进行本侧自环，保护装置投入自环测试软压板，在保护装置自发自收状态下观察“通道异常”告警是否依然存在。如果告警依然存在，则说明从本侧的光纤配线盒到保护装置之间的回路存在异常。
（2）在配线盒上将保护通道进行本侧自环测试后，如果一切恢复正常，则在对侧光纤配线盒上将本侧环回，然后进行本侧保护装置带主光纤通道条件下的自发自收状态检查，如果一切正常则说明故障原因不在本侧，之后应配合对侧检查人员重复进行上述检查过程，完成对侧通道的检查。
2.通道故障不稳定情况下的分析与处理
若“通道异常”告警信息时断时续且没有一定的规律性，则此时的分析与处理步骤如下：
（1）首先对出现“通道异常”告警一侧保护装置的接收端连接光纤进行检查，使用光功率计测试接收端连接纤芯的光衰耗情况，如果光衰耗满足标准要求且稳定（按照标准一般单模光纤的衰耗应小于0.5dB/公里），则基本可以判断是本侧保护装置硬件出现问题，应让设备厂商做进一步检查。
（2）此外还应重点检查保护装置光电转换接口装置是否进行了妥善接地或者接地措施是否遭到了破坏。如果装置的接地设置出现虚接的情况，则在变化的电磁环境下，保护装置的光电转换接口装置内部可能会产生不确定的、随机的干扰信号，造成发出或者接收到的数据信息出现失常的情况，从而导致保护装置发出“通道异常”的告警。随着干扰信号的减弱或消失，通道异常的情况也自动消除，没有规律可以遵循。
五 光纤纵差保护通道巡检维护工作建议
为了减少运行中光纤纵联保护通道异常情况的发生几率，减少损失，在新设备验收及日常巡检维护工作过程中建议做好以下工作：
（1）新设备投运前应检查保护通道的连接设备是否连接可靠牢固；清楚并存档从本侧光纤配线盒到对侧光纤配线盒之间主光缆的每个保护主备用纤芯的衰耗情况，要求光衰耗一般不超过0.5dB/公里；光纤熔接时应按标准线序进行，不得随意相连；光纤接线盒、配线盒等应放置牢固，避免震动；站内光纤引入缆地埋时应穿钢管，防止土壤沉降、胀冻导致光缆受力损伤；保护装置应按要求进行可靠接地，防止产生干扰；光缆通过电缆沟时应和其他动力电缆分开铺设，防止电磁干扰，此外电缆沟里还应采取防鼠措施，防止光缆被老鼠咬坏。
（2）运检人员在维护通道时应注意：打开尾纤后应立即用法兰帽盖好接头，避免灰尘等杂物污染接头的瓷头部位，将接头与卡槽卡好，接头要卡紧；光纤在插入适配器前，纤芯的瓷芯端面用浸有无水酒精的纱布擦干净，尽量减少光纤头的插拔次数，以免损坏光纤头；在环境温度低于0℃时，纤芯脆弱，此时尽量不要挪动光纤，避免造成不良后果，应设法将环境温度升高后再进行操作。
六 总结
本文通过对新能源电站生产实践中遇到的送出线路光纤纵差保护通道异常故障的研究分析，列出了保护通道异常后不同情况下的具体处置措施，并针对运行现场实际情况，提出了一些以后的预防措施建议，可以为从事相关工作的新能源电站运检人员提供有力的参考，具有一定的指导意义。
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论文作者:卢永慧,刘志广
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/26
标签：光纤论文; 通道论文; 保护装置论文; 异常论文; 线路论文; 新能源论文; 情况论文; 《电力设备》2018年第28期论文;