某220kV線路光纖保護裝置“嚴重誤碼”缺陷處理及分析

韓國邦

（廣東電網(wǎng)公司東莞供電局，廣東 東莞 523120）

目現(xiàn)在光纖通信在電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，光纖保護的應(yīng)用也越來越多。本文對光纖保護通道進行介紹、并結(jié)合220kV 線路光纖保護裝置出現(xiàn)“嚴重誤碼”缺陷處理過程，總結(jié)分析如何測試光纖通道，怎樣校核光纖通道與保護裝置是否匹配。根據(jù)本次缺陷處理，提出對作業(yè)表單進行完善修改，進行一步規(guī)范作業(yè)流程，防止此類問題再次發(fā)生。

1 光纖保護通道概述

對于線路保護來說，分相電流差動保護具有選相能力和網(wǎng)絡(luò)拓撲能力，它不受系統(tǒng)振蕩、非全相運行的影響，可以及時反映各種類型的故障，是理想的線路主保護[1]。目前，光纖差動電流保護已被廣泛應(yīng)用，其構(gòu)成如圖1所示。

圖1 光纖差動電流保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

保護設(shè)備根據(jù)本側(cè)和對側(cè)的電流計算差動電流和制動電流，并根據(jù)計算結(jié)果判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。因此，傳輸線路兩側(cè)信息的光纖通道是保護系統(tǒng)的重要組成部分， 其可靠、快速和準確的傳輸， 是使保護準確無誤動作的前提。按照保護設(shè)備與光纖通道的連接方式， 可將保護通道分為專用光纖保護通道和復用光纖保護通道兩種。

專用光纖保護通道是將兩端繼電保護設(shè)備按照點對點方式通過光纖直連，可提供高速數(shù)據(jù)傳輸，本220kV線路光纖保護裝置所采用的保護通道為專用光纖保護通道。

2 事件經(jīng)過及檢查分析

2.1 事件經(jīng)過

2011年8月16日11時，某220kV 變電站某220kV線路線路保護RCS-931BM 保護裝置發(fā)出“嚴重誤碼”報文，但對側(cè)線路保護裝置沒有出現(xiàn)任何異常報文。

2.2 測試光纖通道

圖2 某220kV 線路線路保護RCS-931BM 光纖通道示意圖

專用光纖保護通道的測試主要是要確認線路衰耗對保護信號傳輸性能的影響， 確定專用光纖通道的最大中繼距離和光功率裕度。其中最大衰減值除以光纖衰減常數(shù)， 即可估算出該保護設(shè)備的最大中繼距離。一定時間內(nèi)通道出現(xiàn)少量誤碼時的衰減值和通道異常時的衰減值之間的差值即為光功率裕度[2]。

現(xiàn)場使用0PM5 光功率計、設(shè)定1310nm 波長來檢查220kV 線路線路保護RCS-931BM 保護裝置專用光纖通道測試數(shù)據(jù)，列見表1。

表1 測試數(shù)據(jù)

經(jīng)通信公司在兩側(cè)保護裝置處使用外加光源點對點測試結(jié)果表明通道接線正確，通道衰耗約為11.5dB（光源發(fā)出-9.6dBm，對側(cè)接收為-22dBm）

查閱RCS-931 系列超高壓線路成套保護裝置技術(shù)和使用說明書（ZL_XLBH0104.0608）可知RCS-931BM 裝置接收靈敏度為－45dBm（64kbit/s）、－35dBm（2048kbit/s）從上述數(shù)據(jù)分析可得，對側(cè)保護裝置處收信電平為-35.67dBm，本側(cè)保護裝置處收信電平為-35.53dBm，均為臨界點。所以保護裝置可能會出現(xiàn)“嚴重誤碼”或“通道異?！备婢?，這樣會嚴重影響保護裝置可靠、正常運行，必須要進行整改。

2.3 分析

根據(jù)保護裝置說明書，當采用專用光纖通道傳輸時，只有在傳輸距離大于50km，接收功率不夠時，才需要調(diào)整跳線，加大發(fā)送功率，使接收功率大于接收靈敏度，并有一定的裕度（3～10dB）。本220kV線路保護定值單注明線路全長為28.7km，遠少于50km。專用光纖在一般情況下是沿輸電線路敷設(shè)，所以專用光纖通道長度會約等于線路長度。但為什么會出現(xiàn)這樣問題呢？我們向通信公司確認本線路光纖通道長度。實際上本專用光纖通道不是直接從對側(cè)變電站沿輸電線路敷設(shè)到本站，而是途中還繞行到其他兩個變電站，導致其光纖實際長度為47km，接近50km 臨界點。所以這里要注意的是定值單標明線路距離長度并非等于專用光纖通道長度，所以驗收投運時要向通信公司確認通道長度。測試保護裝置接收靈敏度時，一定要與保護裝置說明書校核，確保其滿足保護裝置運行要求。

3 整改方法

經(jīng)過溝通確認可以通過提高兩側(cè)保護裝置發(fā)送功率來解決，即發(fā)送功率提高到-3.0±2.0 dBm。處理方法為將CPU 板JP302 跳線置“ON”狀態(tài)（裝置出廠時，發(fā)送功率跳線均在“OFF”檔）。

圖3 CPU 板JP302 跳線置位置（圈內(nèi)）

單通道光纖接口插件可選傳輸速率光纖接口插件（傳輸速率可由跳線選擇為64kbit/s 或2048kbit/s）。

表2 單通道光纖裝置參數(shù)

表3 雙通道光纖裝置參數(shù)

將兩側(cè)裝置發(fā)送功率提高到-3.0±2.0dBm 后，再對光纖通道進行測試、數(shù)據(jù)列見表3。

表4 調(diào)整后測試數(shù)據(jù)

完全符合保護裝置接收靈敏度的要求，本側(cè)某220kV 線路線路保護裝置RCS-931BM “嚴重誤碼”報文消失，兩側(cè)保護裝置無異常報文，保護裝置恢復正常運行。

4 注意問題及完善措施

1）如何進行通道裕度計算

在專用方式下，為保證通信的可靠性，必須進行光器件特性的測試和通道裕度的估算，由于光模塊工作受溫度和老化影響很大，為保證通道工作正常，需進行通道裕度校驗，通道裕度校驗時發(fā)射功率和接收靈敏度取測量修正值或光模塊出廠標稱值，其它參數(shù)取經(jīng)驗參考值，要保證系統(tǒng)衰減余量一般不少于 6dB。光纖通道衰耗有：光纖衰耗 0.2dB/km（單模）；②接頭衰耗 1dB/點；③熔接衰耗 0.3dB/點（現(xiàn)在可降低到0.1dB/點）。

通道裕度校驗公式：

光發(fā)射功率-光接收靈敏度-0.2×距離-1×接頭個數(shù)-0.3×熔接個數(shù)> 6dB。

例如：

衰減核算：（按50km 線路）；發(fā)射功率：-10dB；接收靈敏度：-34dB；線路衰減： 50km×0.2dB/km= 10dB；連接衰減：接頭2 個衰減為：2 點×1dB/點=2dB；熔接兩個點為：2 點×0.3dB/點=0.6dB；衰減余量=-10dB-(-34dB)-10dB-0.6dB-2dB=11.4(dB)。

經(jīng)過上面的計算，可以看出系統(tǒng)容量大于6dB，以上選擇可以滿足要求。

2）將兩側(cè)保護裝置發(fā)送功率提高到-3.0±2.0 dBm后，在線路保護定檢時仍然可以進行自環(huán)試驗。

3）當采用復用通道傳輸時，保護裝置發(fā)送功率為出廠時的默認功率，不用調(diào)整跳線。

4）完善修編220kV及以上線路保護驗收作業(yè)表單，根據(jù)線路保護裝置型號增加其接收靈敏度、保護通道要求，為現(xiàn)場驗收提供依據(jù)。

5 結(jié)論

本文結(jié)合220kV 線路光纖保護裝置出現(xiàn)“嚴重誤碼”缺陷處理過程，通過如何測試光纖通道，查閱相關(guān)資料來確認產(chǎn)生問題的原因。根據(jù)實際原因，反思產(chǎn)生問題的根源，提出相應(yīng)處理方法及完善措施。

[1] 邢寧哲,鮑捷.繼電保護通道的發(fā)展與安全策略[J].電力系統(tǒng)通信,2004,25(1):10-14.

[2] 趙子巖,陳希,劉建明.建立電力系統(tǒng)通信網(wǎng)可靠性管理體系相關(guān)問題的探討[J].電力系統(tǒng)通信,2006,27(10): 50-61.