500?kV線路光纖差動保護通道故障分析與處理

吳玉鵬，李 瀟，邱立偉

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

0 引言

近年來，隨著通信技術的發展和光纜的使用，光纖分相電流差動保護作為線路的主保護之一得到了越來越廣泛的應用。然而，在光纖差動保護實際運行中，常因光纖損耗過大、保護接口裝置損壞等問題，導致通道異常。

1 光纖通道構成

光纖通道可采用專用光纖通道或復用光纖通道。某500 kV聯合開關站于2012年完成了其全部出線的主保護升級工作，由高頻距離保護改造為光纖分相電流差動保護。該500 kV聯合開關站采用了雙通道2M復用的連接方式，如圖1所示。

保護裝置光纖接口通過尾纖，與安裝在通信機房內的CSC-186B通信接口裝置的光纖接口連接，通信接口裝置通過同軸電纜線對與通信設備的2M/E1接口相連(復接二次群)，通信接口裝置CSC-186B完成4 MHz曼徹斯特解碼為2 MHz的NRZ碼，實現了相應的光電/電光轉換。

2 故障告警情況及處理過程

2014-08-30T03:00，該500 kV聯合開關站出現“秦喬5414線主保護通道故障”聲光報警信號，秦喬5414線主保護2屏(北京四方繼保自動化股份有限公司產品)A通道故障燈亮，主保護裝置CSC-103A“通道告警”燈點亮，保護裝置運行異常報文顯示“通道A通信中斷”，同時秦喬5414線對側喬司變也有相同的告警信號。

保護專業和通訊專業人員接電廠主控“ONCALL”后，趕赴現場確認故障。除上述告警信號外，保護專業還查看了保護裝置的故障報文，“通道信息”菜單顯示通道A的丟幀(誤碼)數600幀。保護裝置的通道誤碼監視功能，是對每600幀報文中累計丟幀數進行計算并相應地發出告警信號。據此可以判斷通道A處于完全中斷狀態。隨即保護專業人員要求電廠主控向國網華東調度分中心調度臺申請退出秦喬5414線2號主保護，對秦喬5414線2號主保護通道A進行檢查。

圖1 CSC-103系列雙通道2M復用連接方式

在得到國網華東調度分中心調度臺的許可并退出了秦喬5414線2號主保護后，保護專業人員查看了通信接口裝置，無告警信號，“電路”、“光路”指示燈閃爍正常；通信專業人員查看SDH光通信網絡終端設備，無告警信息，咨詢國網華東調度分中心通信網管也未發現5414線光纖通信網存在異常，通過測試未發現誤碼等情況。查詢秦喬5414線對側喬司變的情況，與本側情況相同，無法迅速判斷故障原因及故障點。

保護專業人員決定進行自環，分步縮小判斷故障點。一般對于2M復用通信，通過給本側自環或給對端自環來判斷大致故障區域，其處理過程如下。

(1) 保護專業人員首先進行保護裝置的自環。確認保護裝置的通信時鐘為內時鐘方式，修改“通道環回試驗”控制字為“1”，用尾纖將通信插件的“光發”和“光收”短接后，通道A中斷告警消失。

(2) 在通信機房內，進行通信接口裝置自環。保持保護裝置自環方式的設置，保護裝置的光纜正常連接，在通信接口裝置的同軸電纜連接端自環。為了便于維護和故障處理，CSC-186B裝置提供通道環回測試功能，只需要將“環回選擇”撥碼開關打到相應的位置即可。自環后，保護裝置報文仍顯示“通道A中斷”告警，失幀數依然是600幀。可以初步判斷故障點在本側，并且在通信接口裝置到保護裝置光纖接口之間。

(3) 檢查保護室到通信機房這段光纜有無問題。在光纖保護實際運行中，常因光纖接觸不良、光纖損耗過大、光纜熔接不良、尾纖頭臟、光纖有折損、光纖法蘭口接觸不良等原因造成通道異常。更換保護室到通信機房這段光纜的備用光纖芯線，并清潔尾纖頭，更換后，仍然報警。由此，故障點可以定位到通信接口裝置上。

(4) 最后更換通信接口裝置，恢復保護裝置設置，報警消失，保護裝置正常工作。秦喬5414線2號主保護隨后恢復運行。

3 故障分析

將更換下來的通信接口裝置發回廠家進行檢測。檢測報告顯示，使用光功率計測試CSC-186B裝置內部激光收發一體模塊發射口無信號。隨即對該模塊拆解使用示波器測試，主板提供的發射信號已經上送至模塊內部，但經過發射單元200 MHz激光半導體驅動芯片后信號消失，說明該接口裝置確實已經損壞。

在光纖保護通道實際應用中，經常發生由通信接口裝置引起的保護信號告警問題。保護裝置有自身的通道誤碼監視和告警功能，而通信接口裝置雖然自身有通道告警功能，但其設計非常簡單，僅僅能判斷通道物理上的中斷，不能提供通道內部同步、誤碼、時延等重要信息，所以在此次事件中，通信接口裝置無告警，未能第一時間確定為通信接口裝置故障。

4 結束語

保護專業人員負責維護的通信接口裝置出現較多問題時，通信網管監控系統可以將線路兩端保護設備光纜接口端納入監控范圍，實時監測通道誤碼率、滑碼、時延，給保護專業和通信專業人員在查找通道告警故障時帶來方便。

通過對該500 kV聯合開關站秦喬5414線主保護通道故障的處理和分析可見，光纖通道雖有很多優點，但由于通道中涉及的設備環節較多，故障處理比較復雜。專業人員一般可通過自環來縮小、鎖定故障點區域，根據故障現象分析判斷故障點。

1 趙淑珍，宋 巍，馮辰虎．光纖差動保護通道故障分析及處理方法[J]．華北電力技術，2007，37(12)：46-48.

2 李環媛，馬鵬飛，宋中心．光纖電流差動保護在華北500 kV主網中的應用[J]．電力系統通信，2008，29(2)：47-49.