淺析繼電保護(hù)光纖通道的應(yīng)用與維護(hù)

劉嘉豪　何曉珍　徐鵬

摘 要：隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大，電網(wǎng)穩(wěn)定要求的提高，電網(wǎng)繼電保護(hù)的通信通道逐漸由早期的載波、微波通道發(fā)展到當(dāng)今的光纖通道。目前，采用光纖通道進(jìn)行通信傳輸?shù)目v聯(lián)保護(hù)已經(jīng)成為220kV及以上電壓等級(jí)線路保護(hù)的主保護(hù)。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；光纖通道；應(yīng)用與維護(hù)

0前言

常見(jiàn)的繼電保護(hù)的通道有導(dǎo)引線通道、微波通道、載波通道和光纖通道四種。導(dǎo)引線通道由于經(jīng)濟(jì)性原因，只能用于很短的重要輸電線路，微波通道由于無(wú)法滿足繼電保護(hù)的可靠性的要求，在我國(guó)應(yīng)用的也不多，載波通道由于經(jīng)濟(jì)實(shí)用，曾在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，但缺點(diǎn)是容易受到干擾，傳輸過(guò)程中的衰耗大。

1光纖通道的高速發(fā)展及分類(lèi)

隨著光纖通信設(shè)備的制造成本不斷下降，具有傳輸容量大、抗電磁干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠性高優(yōu)點(diǎn)的光纖通道技術(shù)得到了迅速發(fā)展，光纖通信技術(shù)逐漸成為目前繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的首選，在我國(guó)繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，目前，光纖通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了大部分的220kV電壓等級(jí)以上變電站。

目前國(guó)內(nèi)繼電保護(hù)與光纖通道的配合方式主要有兩種：一是為保護(hù)裝置敷設(shè)專(zhuān)用的光纖通道，二是復(fù)用現(xiàn)有的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。相應(yīng)的系統(tǒng)連接方式也就分為專(zhuān)用方式和復(fù)用方式兩種。

1.1專(zhuān)用光纖通道的介紹

專(zhuān)用通道方式需為繼電保護(hù)敷設(shè)專(zhuān)用的光纖通道，在此通道中只傳輸繼電保護(hù)的信息，其優(yōu)點(diǎn)是光纜的纖芯經(jīng)熔纖后由光纜終端箱直接接入保護(hù)設(shè)備的光端機(jī)，不需附加其它設(shè)備，可靠性高而且由于不涉及通信調(diào)度，管理也比較方便，但是由于受光端機(jī)工作距離的限制和敷設(shè)光纜費(fèi)用的制約，專(zhuān)用方式的通信距離一般在80km以?xún)?nèi)。目前，專(zhuān)用方式主要應(yīng)用于距離較短的城域網(wǎng)線路保護(hù)以及發(fā)電廠與電力系統(tǒng)之間的短聯(lián)絡(luò)線保護(hù)。專(zhuān)用通道分為兩種，一種是有光纖接線盒的專(zhuān)用光纖通道，另一種是沒(méi)有光纖接線盒的專(zhuān)用光纖通道。

1.2復(fù)用光纖通道的介紹

復(fù)用通道方式是利用數(shù)字PCM復(fù)接技術(shù)，利用現(xiàn)有的光纖通道和微波通道，對(duì)繼電保護(hù)的信息進(jìn)行傳輸。復(fù)用通道方式利用64kbit/s的數(shù)字接口經(jīng)PCM終端設(shè)備或利用2M接口直接接入現(xiàn)有數(shù)字用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不需要再敷設(shè)光纜，同時(shí)傳輸距離也大大提高，可延伸到網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)通信接點(diǎn)。復(fù)用方式主要用于長(zhǎng)距離輸電線路的保護(hù)。

采用復(fù)用方式時(shí)，兩地之間繼電保護(hù)的信息通過(guò)通信網(wǎng)通信，由于通訊網(wǎng)是復(fù)用的，所以需要電信號(hào)中進(jìn)行復(fù)接的，而保護(hù)裝置輸出的是光信號(hào)，所以需要在通信機(jī)房增加數(shù)字復(fù)用接口裝置與數(shù)字復(fù)用設(shè)備相連接。

通信接口裝置將保護(hù)裝置輸出的光信號(hào)經(jīng)光電變換或碼型變換轉(zhuǎn)換成通信設(shè)備所能接收的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。根據(jù)通信設(shè)備所能提供的電接口速率，可以分為64kbit/s和2M兩類(lèi)。由于目前大多數(shù)SDH設(shè)備只提供2M速率的業(yè)務(wù)接口，繼電保護(hù)及其他電力系統(tǒng)的業(yè)務(wù)也只能通過(guò)該接口連接到通信網(wǎng)中。對(duì)于速率更低的業(yè)務(wù)，通過(guò)外掛PCM——脈沖編碼調(diào)制設(shè)備，可以提供64kit/s的業(yè)務(wù)和其他低速業(yè)務(wù)。其系統(tǒng)連接分為兩種，一種是有光纖接線盒的復(fù)用光纖通道，另一種是沒(méi)有光纖接線盒的復(fù)用光纖通道。

2繼電保護(hù)光纖通道的檢測(cè)維護(hù)

2.1加強(qiáng)光纖通道檢測(cè)與維護(hù)的原因

雖然光纖具有壽命長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定、通道衰耗小等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際的運(yùn)行中，隨著裝置運(yùn)行時(shí)間變長(zhǎng)，由于光元器件的老化、通道光纖轉(zhuǎn)接口接觸不良、光纖老化等原因，也容易導(dǎo)致通道衰耗增大，誤碼率增大，使保護(hù)裝置頻繁告警，嚴(yán)重的甚至要退出運(yùn)行。

保護(hù)光纖通道的測(cè)試，主要是對(duì)構(gòu)成保護(hù)光纖通信系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括保護(hù)裝置光端機(jī)、通道衰耗、復(fù)用接口裝置、時(shí)鐘設(shè)置以及現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)用設(shè)備進(jìn)行檢查，防止由于通信通道的不正常導(dǎo)致保護(hù)不能投入正常工作 。

2.2光纖通道的主要檢測(cè)與維護(hù)的方法

進(jìn)行保護(hù)光纖通道的測(cè)試，首先要完成對(duì)保護(hù)光纖通道設(shè)備進(jìn)行如光發(fā)射功率、光接收靈敏度、光接收器動(dòng)態(tài)范圍、光接收功率等技術(shù)指標(biāo)測(cè)試。在保護(hù)光纖通道設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求后，再通過(guò)逐級(jí)自環(huán)的方式對(duì)通道進(jìn)行自環(huán)試驗(yàn)，當(dāng)通道兩側(cè)都采用自環(huán)試驗(yàn)的方法完成對(duì)通道的檢測(cè)后，這時(shí)通道一般不會(huì)再有什么問(wèn)題了。

保護(hù)光纖通道自環(huán)測(cè)試的目的是檢查保護(hù)光纖通道系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括保護(hù)光端機(jī)、復(fù)用接口裝置、PCM或PDH/SDH設(shè)備等。在進(jìn)行通道自環(huán)測(cè)試時(shí)，應(yīng)注意自環(huán)環(huán)節(jié)中不同設(shè)備的告警信息提示及所代表的含義，這樣才能迅速確定故障位置、查處故障原因，解決故障恢復(fù)光纖通道的正常運(yùn)行。

2.3專(zhuān)用通道方式自環(huán)試驗(yàn)

自環(huán)測(cè)試時(shí)，應(yīng)將兩側(cè)保護(hù)裝置的本側(cè)與對(duì)側(cè)縱聯(lián)碼設(shè)為一致（如南瑞RCS900系列）或?qū)蓚?cè)保護(hù)裝置“通道環(huán)回實(shí)驗(yàn)”控制位置1以及時(shí)鐘設(shè)置在“主-主”方式（如四方的CSC103）。測(cè)試時(shí)要斷開(kāi)保護(hù)裝置與下級(jí)設(shè)備的連線，觀察保護(hù)裝置通信信息顯示內(nèi)容，自環(huán)測(cè)試時(shí)要求誤碼率為0，專(zhuān)用通道方式自環(huán)測(cè)試分兩步，首先進(jìn)行本端光自環(huán)測(cè)試，然后進(jìn)行遠(yuǎn)端光自環(huán)測(cè)試（對(duì)于變電站一端在省內(nèi)的，只需做近端自環(huán)即可）。

2.4復(fù)用通道方式自環(huán)試驗(yàn)

通道的復(fù)用方式有兩種，即64kbit/s同向接口復(fù)用PCM通道2M接口復(fù)用PDH/SDH通道。64K復(fù)用方式經(jīng)過(guò)PCM連接上PDH/SDH網(wǎng)絡(luò)，2M復(fù)用不經(jīng)過(guò)PCM直接連上PDH/SDH網(wǎng)絡(luò)，雖然這兩種復(fù)用方式有所不同，但檢測(cè)過(guò)程和檢測(cè)方法是一致的，即自環(huán)測(cè)試時(shí)，檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)流程是完成兩側(cè)保護(hù)裝置縱聯(lián)碼設(shè)置、時(shí)鐘設(shè)置或相關(guān)控制字設(shè)置，斷開(kāi)保護(hù)裝置與下級(jí)設(shè)備的連線，觀察保護(hù)裝置通信信息顯示內(nèi)容，同時(shí)自環(huán)測(cè)試時(shí)誤碼率為0是必要條件。

3結(jié)語(yǔ)

光纖通道的完整與通暢是縱差、高頻等縱聯(lián)保護(hù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，在日常工作中，需要對(duì)變電站從業(yè)人員不斷進(jìn)行光纖通道基礎(chǔ)知識(shí)的教育與通道檢測(cè)的培訓(xùn)，同時(shí)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)去要求從業(yè)人員，通過(guò)各種指標(biāo)與手段，加強(qiáng)對(duì)光纖通道的檢測(cè)與維護(hù)，保障變電站整體的平穩(wěn)運(yùn)行。

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[3]陸俊，邵廣賢.繼電保護(hù)光纖通道信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]信息技術(shù)2015， （12）

（作者單位：國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司檢修公司）