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保护通道异常对保护设备的影响分析与处理

 好日孑 2022-10-31 发布于山西

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    随着光纤通信技术的发展,由于光纤通信所具有的不怕超高压、雷电电磁干扰以及频带宽(传输容量大)和衰耗低(传输距离远)等优点,使其在电力系统中得到广泛的应用。目前高压输电线路保护利用光纤作为继电保护的通道介质,已经取代了专用导引线、载波通道或微波通道等。
     1差动保护通道介绍
      电流差动保护对于全线路任何一点故障,可以准确、可靠、快速的切除故障。它采用比较线路两侧电流向量的方法,判断线路是否发生故障。由于差动保护需要每时每刻对线路两侧的电流进行采样,比较计算,而线路通常都有几十公里长,不可能同时直接比较从线路两侧CT采集电流,这就要借助数据通道把线路对侧的电流数据转变为数字信号传递到本侧来进行比较。
     2通道异常原因
     (1)光纤头脏及接触不好。光接口损耗是光通道中损耗较大的环节,因此一定要注意光接口部位的清洁,避免沾染油污和灰尘。另外光纤接口松动,导致接触不良也是造成通道故障的主要原因。当连接不可靠或光纤头不清洁时,仍能收到对侧数据,但收信裕度大大降低,当系统扰动或操作时,会导致通道异常,故必须严格校验光纤连接的可靠性。(2)光电转换装置接PCM机的屏蔽双绞线使用不规范。光电转换装置接至PCM机的屏蔽双绞线要求使用四芯带屏蔽双绞线,且屏蔽层应可靠一点接地,若使用普通的音频线等连接,严重影响光电转换装置连接可靠性。(3)光电转换装置不接地。光电转换装置随意放置,若其接地不良或根本没有接地,平时虽能正常工作,一旦出现故障或刀闸操作时,保护装置发通道告警。(4)通信电源纹波系数高。通讯电源一般采用48V电源,对纹波系数有比较高的要求,通常要求不超出100mV,当电源纹波较大时,光电转换过程会出现误码。(5)复用通道的其它问题。通讯提供的复用通道中,各种设备均有可能出现问题,其中以PCM机出现问题的概率最大(主要是时钟设置),其次是光板有问题,一般通信设备出现问题后,挂误码仪测试就能反映出来,要求挂误码仪自环检测时间不小于24小时。
     3需要携带的检测设备
     3.1光功率计
    便携式光功率计用来测量装置“收”和“发”的光功率大小,一般有1310nm、1550nm两种不同的测量波长,在使用前应首先根据现场实际情况调整测量波长。一般情况下保护光纤通道通常使用1310nm波长,在较长线路的专用光纤通道中会使用1550nm波长。其次要根据实际光纤接头的规格换上合适的接头,通常情况下使用FC或SC接头。
     3.2跳纤
     跳纤是连接两个光接口的光纤,可以用于装置自环实验或配合光功率计检查装置的发射功率。选择跳纤首先要根据现场保护装置的实际情况,判断跳纤两端光接口的型号,一般为两端SC或FC接头,也有两端为不同型号的可能。其次要尽量挑选长度适中的跳纤,如1.5M的跳纤就比较实用,如果太长的话使用起来并不方便。最后,要尽量挑未拆包的新跳纤,如果是旧纤最好先测量一下是否完好无损。
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     4专用与复用光纤通道的优缺点
     1)专用光纤通信虽然具有环节少、延时小等优点,但在光缆故障时无备用路由可以切换。2)复用光纤通信由于是通过PDH/SDH设备进行,在主通道光缆异常时可以自动无损切换到备用通道运行,提高了光纤通信的可靠性。3)由于专用光纤通信与复用光纤通信各有优缺点,目前在设计上一般都是采用第一套保护通过专用光纤通道,第二套通过复用光纤通道;新上的保护装置均要求能提供2Mb/s接口,无须经PCM装置复接到2M系统。
     5处理光纤通道异常的常用方法
     5.1尽快与对侧变电站进行联系
     如果对光纤通道异常现象的分析不能使人马上判断是否本侧有问题,那么接下来并不是要立即进行现场工作,而是要尽量与对侧的故障处理人员取得联系。与处理保护装置异常不同的是,光纤通道如果出现异常情况,并不一定就是本侧出现了问题,最大的可能是有一侧的保护或光纤通道设备出了问题。在这种情况下与对侧人员尽早沟通,其一可以了解对侧的实际情况,有利于判断故障的具体位置。有时对侧人员可能已经找到出问题的设备,正在修复之中,这时就要等对侧人员修复问题装置以后,再行检查本侧光纤通道的问题。否则,不仅增加了本身的工作量,也会干扰对侧人员修复问题设备后对光纤通道状态的判断。其二可以尽早与对侧人员相互配合,以便相互配合判断故障点。
     5.2与对侧配合查找故障点
     如果两侧设备都没有明显的问题,而光纤通道确实已经中断。那么两侧人员就应该相互配合找到故障点。在类似的查找过程中,首先应该做的是光纤通道自环实验。这并不是说要在保护装置本身上进行自环实验,而是要首先在一侧变电站中,保护设备与通讯设备的分界点处,如PCM接线架或光纤接线架上,同时进行本侧和对侧的光纤通道自环实验。然后,另一侧人员也要做相同的实验。两侧实验都完成后,如果本侧光纤通道自环不成功,就证明本侧保护设备部分存在故障;如果对侧本身的光纤通道自环不成功,就证明对侧保护设备部分存在故障;如果两侧针对对侧的光纤通道自环实验都不成功,而针对本侧的光纤通道自环实验都成功,则证明是通讯的光纤通道有问题,就应该尽早找通讯专业人员来处理。这样做的好处是能够迅速明确应由哪一方面的人员为主来处理故障,迅速明确责任,避免所有人都中断光纤通道来查找故障点,能够避免混乱局面,及时有效处理问题。在很多情况下,双方各行其是,往往导致时间上的延误。值得注意的是,在光纤通道自环实验中可能需要修改某些保护装置的定值,比如“对侧纵联码”或“自环实验”的控制字。
     5.3其他防范措施
    (1)光纤保护通道设计之初就应充分考虑设备的抗干扰措施,用屏蔽电缆连接各个设备,确保屏蔽层在两端能够可靠接地,同时检测光电转换装置接地端子是否可靠接地,当48V电源异常时,应能及时发出告警信号。(2)验收时应严格按照保护装置及二次设备验收要求执行,保护人员需配合完成完整的光纤通道联调试验,一般包括光发射器功率测试、光接收功率测试、光通道自环测试等,通过一系列的检验争取在投产之前就能发现并解决问题。(3)在进行光纤端口的连接时,应确保连接固定良好,光纤熔接良好及盘纤时盘圈半径要保持一定,避免整个通道产生不必要的损耗。(4)对运维人员加强光纤保护通道知识的培训,使运维人员了解光纤保护通道出现问题的可能原因及解决办法,掌握通道自环的方法,同时在平时的巡视中应加强对光纤保护通道的检查,遇到异常情况应及时汇报。
    结语
    光纤通道近几年才开始大规模使用,光纤通道在以后继电保护中的应用会越来越广泛,为电网的稳定运行作出更大的贡献。处理光纤通道异常的案例也是在这几年才开始逐步增加,虽然有了一些经验,但还不够成熟,还会有许多新问题有待于我们去解决。保护人员努力提高光纤通道运行、维护水平,为系统稳定提供坚强保障。

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