電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)常見故障分析與處理

馬 濤

（國網(wǎng)青海省電力公司信息通信公司 海西運(yùn)維分部，青海 海西 817000）

0 引 言

隨著現(xiàn)代電力通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的持續(xù)更新和升級，電力通信行業(yè)的服務(wù)也變得日益忙碌，服務(wù)所傳送的內(nèi)容、數(shù)目以及質(zhì)量都在日益增加，所傳送的信息也在日益復(fù)雜化，因此要想使電力通信事業(yè)能夠穩(wěn)步向前發(fā)展，就必須要建立一個利用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳遞的平臺，同時需要進(jìn)一步強(qiáng)化電力通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管力度和管理深度。此外，因?yàn)樵陔娏νㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的傳輸過程中常常會出現(xiàn)信息傳輸?shù)闹袛?，造成各種程度的經(jīng)濟(jì)損失，所以要降低通信的損耗，實(shí)現(xiàn)公司的平穩(wěn)發(fā)展，就必須在電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的過程中對會出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，然后對其進(jìn)行一一排查，找出問題的根源，進(jìn)而制定有針對性的、行之有效的對策，為電力企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)營提供切實(shí)的保證。

1 電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中通信電源概述

1.1 電力通信電源的配置組成

從當(dāng)前的國內(nèi)電力設(shè)施來看，電力通信網(wǎng)絡(luò)的通信站一般包含有光學(xué)通信站、微博通信站、各級調(diào)度通信中心以及電力載波通信站等，其中光學(xué)通信站是最常見的通信站點(diǎn)。在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，電源系統(tǒng)一般都有1 條或2 條220 V 的交流輸入，但大多數(shù)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(hù)。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(jiān)控系統(tǒng)以及蓄電池組5 個部分構(gòu)成。根據(jù)電力通信電源的性質(zhì)，可以將其劃分為普通失效和突發(fā)失效，普通失效一般不會對整個通信系統(tǒng)構(gòu)成威脅，而突發(fā)失效往往會引起通信系統(tǒng)的癱瘓，給整個通信系統(tǒng)造成巨大的損失[1]。

1.2 電力通信電源的基本要求與特點(diǎn)

通信電源最根本的需求就是可靠性和穩(wěn)定性，這樣才能連續(xù)完成電力通信的運(yùn)轉(zhuǎn)。從整體上講，除了通信電源，其他部件發(fā)生的故障通常會引起局部地區(qū)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(fā)生了問題，則將直接影響整個電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，給電網(wǎng)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失[2]。

2 電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)故障定位

當(dāng)電網(wǎng)通信系統(tǒng)發(fā)生故障時，維修人員只有對故障的性質(zhì)和位置進(jìn)行快速的分析，才能有效處理故障，使通信恢復(fù)正常。在電網(wǎng)中，各個臺站的位置相隔很遠(yuǎn)，因此對電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種故障進(jìn)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(jī)架、磁盤以及連線，再進(jìn)行相應(yīng)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(jì)、萬用表以及同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）分析儀等多種儀器對通信系統(tǒng)中的信號進(jìn)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(yùn)行人員熟知SDH 的原理和硬件系統(tǒng)，特別需要理解告警信號的流程，掌握各類告警之間相互產(chǎn)生、相互依存的關(guān)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(jìn)而找到問題所在。在運(yùn)行過程中，可以利用傳輸網(wǎng)管獲得告警和性能的信息，利用網(wǎng)管查詢設(shè)備的具體數(shù)據(jù)，如可以查詢?nèi)W(wǎng)設(shè)備、任意網(wǎng)元或任意機(jī)盤的當(dāng)前告警、歷史告警、當(dāng)前性能以及歷史性能。在對這些告警量和性能量進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，可以全面了解整個網(wǎng)絡(luò)，從而找出問題所在。

2.1.3 環(huán)回法

環(huán)回法是目前最常用和最高效的通信傳送網(wǎng)故障檢測方法。環(huán)回路的形式很多，在實(shí)踐中可以分成2 類，一類是硬件環(huán)回路，另一類是軟件環(huán)回路，而軟件環(huán)回路則可以分成線路環(huán)回路和設(shè)備環(huán)回路。SDH 接口上的線環(huán)回路和設(shè)備環(huán)回路由網(wǎng)絡(luò)管理員來設(shè)定。循環(huán)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(dāng)采用光口自環(huán)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(jī)以及電源等外圍設(shè)備進(jìn)行故障檢修，或者對單臺機(jī)的錯誤進(jìn)行定位，以解決單臺機(jī)內(nèi)部的單一磁盤或模組的問題。因?yàn)镾DH 傳送設(shè)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(guī)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(jìn)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(yīng)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(xiàn)問題時，往往會導(dǎo)致分支盤出現(xiàn)異常報(bào)警。（4）先高級，后低級。對報(bào)警信息進(jìn)行處理時，首先要對等級較高的報(bào)警信息進(jìn)行處理，再對低等級的報(bào)警信息進(jìn)行處理。因?yàn)檩^高等級的報(bào)警往往會引起較低等級的報(bào)警，所以當(dāng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)優(yōu)先解決較高等級的報(bào)警，并觀察較低等級的報(bào)警是否消失。若未消除，則對較低等級的報(bào)警進(jìn)行處理；若已消除，則表示較低等級的報(bào)警為較高等級的報(bào)警所致。與此同時，按照SDH 傳送裝置的層級特征，應(yīng)該首先判定故障屬于物理層、回收層、復(fù)用層還是信道層，再依據(jù)各個層在整個系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)的常見故障

3.1 通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有待完善

當(dāng)前，供電企業(yè)所采用的電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在總體設(shè)計(jì)上仍有不足之處，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以鏈條形式分布，單個節(jié)點(diǎn)設(shè)備在使用過程中所傳送的信號數(shù)據(jù)類型相對較多，這對信號數(shù)據(jù)的安全性產(chǎn)生了一定的影響，若傳輸方式不合理，就會造成信號數(shù)據(jù)丟失，無法保證總體的傳輸效率。目前的體系架構(gòu)包含的內(nèi)容較多，總體上相當(dāng)復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)作中極易產(chǎn)生失效問題。例如，在傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中，很可能會發(fā)生跨區(qū)傳輸?shù)那闆r，并且沒有對線路節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效的保護(hù)，如果出現(xiàn)問題，那么所有的節(jié)點(diǎn)都無法進(jìn)行正常的服務(wù)，從而影響電力企業(yè)額工作效率。因此，必須在某種程度上對其進(jìn)行優(yōu)化。

3.2 無法保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的可靠性

就當(dāng)前的電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)而言，其總體可靠性不能保證，不能達(dá)到對信息資源的高效率使用，不能進(jìn)行有效的信息和數(shù)據(jù)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(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營安全是較為關(guān)鍵的一環(huán)，一旦系統(tǒng)在運(yùn)營中發(fā)生了損壞，整個系統(tǒng)就無法進(jìn)行正常運(yùn)營，會對整體的通信效果產(chǎn)生一定的影響。在長期使用中，電力通信網(wǎng)中的裝備存在老化、失效等問題，無法保證其工作效率，進(jìn)而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。尤其是一些關(guān)鍵的繼電設(shè)備，如果發(fā)生故障，那么將不能確保整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 傳輸質(zhì)量得不到保障

在變電站中，通信線一般都采用5 類線，因?yàn)橐话愕木W(wǎng)線沒有遮蔽層，所以在進(jìn)行信息傳遞的時候會受到電磁波動的影響，而且網(wǎng)線的直徑太小會造成傳輸?shù)木嚯x受限，能夠訪問的通信裝置很少。此外，在電力通信網(wǎng)中，信號收發(fā)機(jī)的工作電壓處于一個固定的區(qū)間，一旦超過這個區(qū)間，就會導(dǎo)致接口被破壞，使得信號無法正常傳送，從而降低傳送質(zhì)量。

4 電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)故障處理策略

4.1 加強(qiáng)數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字信號處理（Digital Signal Processing，DSP）技術(shù)是一種將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的技術(shù)，在電網(wǎng)中運(yùn)用該技術(shù)，既能更好地解決用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求，又能更好地服務(wù)于電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。因其強(qiáng)大的抗干擾性，在提高傳輸網(wǎng)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性方面有著極其重要的作用。此外，DSP 技術(shù)能隨著網(wǎng)絡(luò)傳送信號的不同而進(jìn)行調(diào)整，因此維修也非常便捷。該技術(shù)在電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中得到了推廣，不但推動了數(shù)字信號處理效率與質(zhì)量的穩(wěn)定提高，還滿足了電力通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)和發(fā)展的需要。電力系統(tǒng)通信如圖1 所示。

圖1 電力系統(tǒng)通信

4.2 提高電力通信系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性

當(dāng)電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)遇到故障問題時，要按照具體的狀況采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，故障問題不同，應(yīng)對的方式也有很大的區(qū)別。因此，當(dāng)出現(xiàn)問題之后，一定要做好對故障問題的調(diào)查。員工應(yīng)對該系統(tǒng)中的裝置操作進(jìn)行常規(guī)的檢測，當(dāng)該裝置出現(xiàn)報(bào)警時，能對該裝置的故障部位做出正確的判定。如果警報(bào)系統(tǒng)中的結(jié)點(diǎn)裝置發(fā)生差錯，那么很有可能是由于通信管理系統(tǒng)出現(xiàn)問題造成的，應(yīng)該對其進(jìn)行檢測，找到問題所在，然后對其進(jìn)行重新調(diào)試。

4.3 保證電力通信傳輸系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量

在面臨較差的數(shù)據(jù)傳輸品質(zhì)時，應(yīng)該采用以下措施。一是通信線選用雙絞線，并對其進(jìn)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(wǎng)裝置共用后，應(yīng)選取一臺接地面，以改善通信線路上的信號傳遞品質(zhì)；三是要對通信線路進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟贾?，盡量避免與電力線路發(fā)生碰撞。在相同的通信網(wǎng)絡(luò)中，要盡量減少通信網(wǎng)絡(luò)上的通信節(jié)點(diǎn)，使信號得以持續(xù)傳送，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的保密性。

4.4 完善電力通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

為了更好地提升電網(wǎng)的運(yùn)營效率，減少電網(wǎng)中出現(xiàn)的故障，必須做好整體架構(gòu)的設(shè)計(jì)，對原有架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，并做好維修與管理工作，確保電網(wǎng)的正常運(yùn)營。其中，光纖的性質(zhì)是決定通信品質(zhì)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(zhì)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(jié)點(diǎn)數(shù)。在實(shí)施光導(dǎo)纖維焊接作業(yè)時，要根據(jù)規(guī)范的焊接程序，盡量減少焊接損失，并注意焊接品質(zhì)的監(jiān)控，對焊接過程中出現(xiàn)的焊接缺陷進(jìn)行及時糾正，防止大彎曲。例如，在通信網(wǎng)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(qiáng)對光纜的保護(hù)，以保證光纜線路中信號的快速傳送。

5 結(jié) 論

電力通信系統(tǒng)已逐漸成為電網(wǎng)中必不可少的一部分，其安全性和穩(wěn)定性也在日益提升。電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)是電力通信系統(tǒng)的基本組成部分，直接承擔(dān)了繼電保護(hù)、安穩(wěn)控制及調(diào)度自動化等生產(chǎn)實(shí)時控制業(yè)務(wù)，是確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基石。因此，要著重對其進(jìn)行故障分析，并采用行之有效的方法進(jìn)行優(yōu)化，從而更好地推動電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)轉(zhuǎn)。