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【案例分析】500kV线路光纤差动保护通道故障分析与处理

 hzbschenj1 2017-10-11

事件描述


       2014-08-30,03 : 00,某500kV开关站出现“XX5414线主保护通道故障”声光报警信号,XX5414线主保护2屏(北京四方继保自动化股份有限公司产品)A通道故障灯亮,主保护装置CSC-103A“通道告警”灯点亮,保护装置运行异常报文显示“通道A通信中断”,同时XX5414线对侧变电站也有相同的告警信号。

       保护专业和通讯专业人员赶赴现场确认故障。除上述告警信号外,保护专业还查看了保护装置的故障报文,“通道信息”菜单显示通道A的丢帧(误码)数600帧。保护装置的通道误码监视功能,是对每600帧报文中累计丢帧数进行计算并相应地发出告警信号。据此可以判断通道A处于完全中断状态。随即保护专业人员要求电厂主控向电网调度中心调度台申请退出XX5414线2号主保护,对XX5414线2号主保护通道A进行检查。

检查过程


         

       在得到调度分中心调度台的许可并退出了XX5414线2号主保护后,保护专业人员查看了通信接口装置,无告警信号,“电路”、“光路”指示灯闪烁正常;通信专业人员查看SDH光通信网络终端设备,无告警信息,咨询调度分中心通信网管也未发现5414线光纤通信网存在异常,通过测试未发现误码等情况。查询5414线对侧变电站的情况,与本侧情况相同,无法迅速判断故障原因及故障点。

       保护专业人员决定进行自环,分步缩小判断故障点。一般对于2M复用通信,通过给本侧自环或给对端自环来判断大致故障区域,其处理过程如下。

       1、保护专业人员首先进行保护装置的自环。确认保护装置的通信时钟为内时钟方式,修改“通道环回试验”控制字为“1“,用尾纤将通信插件的“光发”和“光收”短接后,通道A中断告警消失。

       2、在通信机房内,进行通信接口装置自环。保持保护装置自环方式的设置,保护装置的光缆正常连接,在通信接口装置的同轴电缆连接端自环。为了便于维护和故障处理,CSC-186B装置提供通道环回测试功能,只需要将“环回选择”拨码开关打到相应的位置即可。自环后,保护装置报文仍显示“通道A中断”告警,失帧数依然是600帧。可以初步判断故障点在本侧,并且在通信接口装置到保护装置光纤接口之间。

       3、检查保护室到通信机房这段光缆有无问题。在光纤保护实际运行中,常因光纤接触不良、光纤损耗过大、光缆熔接不良、尾纤头脏、光纤有折损、光纤法兰口接触不良等原因造成通道异常。更换保护室到通信机房这段光缆的备用光纤芯线,并清洁尾纤头,更换后,仍然报警。由此,故障点可以定位到通信接口装置上。

       4、最后更换通信接口装置,恢复保护装置设置,报警消失,保护装置正常工作。XX5414线2号主保护随后恢复运行。

故障分析


     

       将更换下来的通信接口装置发回厂家进行检测。检测报告显示,使用光功率计测试CSC-186B装置内部激光收发一体模块发射口无信号。随即对该模块拆解使用示波器测试,主板提供的发射信号已经上送至模块内部,但经过发射单元200 MHz激光半导体驱动芯片后信号消失,说明该接口装置确实已经损坏。

    在光纤保护通道实际应用中,经常发生由通信接口装置引起的保护信号告警问题。保护装置有自身的通道误码监视和告警功能,而通信接口装置虽然自身有通道告警功能,但其设计非常简单,仅仅能判断通道物理上的中断,不能提供通道内部同步、误码、时延等重要信息,所以在此次事件中,通信接口装置无告警,未能第一时间确定为通信接口装置故障。

经验总结


              

       保护专业人员负责维护的通信接口装置出现较多问题时,通信网管监控系统可以将线路两端保护设备光缆接口端纳人监控范围,实时监测通道误码率、滑码、时延,给保护专业和通信专业人员在查找通道告警故障时带来方便。

    通过对该保护通道故障的处理和分析可见,光纤通道虽有很多优点,但由于通道中涉及的设备环节较多,故障处理比较复杂。专业人员一般可通过自环来缩小、锁定故障点区域,根据故障现象分析判断故障点。


参考文献:吴玉鹏等,500kV线路光纤差动保护通道故障分析与处理,《电力安全技术》,2015.10


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