光纤保护通道联调方法研究

林 耿

（广东电网公司汕头供电局，广东 汕头515041）

随着我国经济的快速发展和信息技术的高度普及，光纤在信息通信中使用的频率逐年提升。作为目前使用较多的一种传输频带，光纤具有不受电磁干扰的特性，能够更快更好地实现远距离的大容量通信传输，尤其是在强电环境下能够确保其不受干扰而出现串音等现象，更好地完成各项通信事务。因此，对于现代通信来说，光纤的运行维护是确保其能够完美发挥并促进经济社会正常快速发展的重要措施。光纤在运行过程中，受到诸多因素的影响，运行上会出现一些故障，加强对其调试和维护，是将负面影响降到最低的有效措施。

1 保护用光纤通道的类型及构成

目前，保护用光纤通道主要有专用光纤通道和复用光纤通道两种形式。

专用光纤通道方式是专门为继电保护敷设的光纤通道，其只用于传输有关继电保护的信息。这种通道在应用中不需要附加其他设备，只需要光缆的纤芯经熔纤后由光缆终端箱直接接入保护设备的光端机即可，相对来说，其成本较低，应用可靠性较高，且由于不涉及通信调度，在管理上也较为方便，是在短距离内应用频率最高的一种保护方式。光端机受自身工作距离和敷设费用限制，最佳通信距离在100㎞以下。因此，作为短距离保护方式来说，专用光纤通道是较为理想的选择，能够实现同城或城网内的短联线路保护，比如发电厂和电力系统之间的保护通道就多以专用光纤通道为主。

复用光纤通道则主要是基于数字复接技术实现的保护形式，通过对现有光纤通道的利用实现对继电保护信息的传输。目前，复用通道多以PCM终端设备和2 M接口实现对数字用户网络系统PDH／SDH的接入，这种通道方式不需要再额外敷设光缆，降低了长期运行成本，且能够很好地实现远距离传输，能够在网络内实现对每一个通信接点的接进和延伸。利用复用光纤通道进行信息传输时，通信室内设备需要增加众多的数字复用接口设备进行连接，这种长距离的通道形式对输电线路的保护，既节约了施工成本和人力物力资源，同时安全性与可靠性上也有一定保障，目前我国电力系统多数使用的都是复用2 M光纤通道来实现保护。

2 保护光纤通道的联调

下面分别以保护光纤通道两种不同形式的通道联调为例，分析通道联调方法。

2.1 专用光纤通道的联调方法——以光纤差动为例

光纤差动保护原理与纵联差动保护原理较为一致，二者都是通过保护装置来计算三相电流的变化，根据电流变化情况、走向、向量来判断是否动作。在电流继电器中通过电流到达保护定值时，保护就会动作，跳开故障线路开关，反之则不动。这种快速主保护动作，对于光纤和光缆通道的保护有着积极意义，能够更快进行保护工作，是短线路的主保护。光纤差动保护和其它差动保护的不同之处，还在于所采用的通道形式不同。纵联保护的通道一般有以下几种类型：电力线载波纵联保护，也称为高频保护；微波纵联保护，简称微波保护；光纤纵联保护，简称光纤保护；导引线纵联保护，简称导引线保护。由于采用PCM光纤或光缆作为通道，主要是要求线路两侧的数据实现主、从方式严格同步，当保护装置运行时，必须成对使用，即两侧都运行，进行整定时，线路两侧必须一侧整定为主机，另一侧整定为从机，光纤接口的技术指标必须满足要求，例如单模光纤、多模光纤的发送功率，接收灵敏度，抗干扰性能等指标。

光纤通道测试的目的是为了测试保护装置的发光功率和接收功率，测试保护装置到通信机房光纤配线架之间光纤的衰耗，通过计算测试合格与否来确定是否进行通道联调。实际操作中，进行测试时需要线路两侧配合进行，首先确定无通道异常告警信号，然后退出主保护压板，进行采样步骤，之后再投入主保护压板模拟单相和三相故障，需要两侧配合，检查数据交换的准确与否，根据差动电流定值选择可靠动作或可靠不动作。

2.2 复用PCM通道的联调方法——以光纤距离保护为例

光纤纵联距离保护就是由两侧完整的三段式距离保护加光纤通信部分组成的，它以两侧距离保护Ⅲ段继电器作为故障发信元件，以两侧距离保护Ⅱ段继电器方向判别元件和停信元件，以两侧距离保护Ⅰ段继电器为两侧各自独立跳闸元件。纵联距离保护核心变化就是Ⅱ段的跳闸时间元件增加了瞬时动作的与门元件。由于复用通道中间涉及传输环节较多且耗时较长，因此，出现问题的几率比起专用光纤通道也大得多。在实际运行中，复用通道联调问题的出现多数与工作人员的操作有关，由于缺乏对专业通信工程设备维修知识的了解，在出现问题时无法及时有效地解决，这也是造成问题迟迟不能解决的原因之一。因此，通道联调工作的顺利进行，必须配合通道测试工作进行，在确保通道正常使用的情况下，缩小问题范围，再进行解决。目前，通道联调工作中的测试工作主要是应用误码仪对通道进行测试，误码仪的使用是测试工作中非常重要的组成部分，测试要结合通道运行实际情况和发生的问题进行判断，在速率选择上要以实际工作速率为主，测试时间要尽可能的延长，至少保持在一个小时以上。只有通道线路两端误码仪测试结果显示均为正常，才能再次将设备接入投入使用，并且进行再次保护调试。实际工作中，如果没有误码仪等设备，通道联调工作存在较大暗度，这时候如果光纤具备自环测试功能，可利用此功能进行测试，以便尽早发现问题进行针对性解决。

复用通道运行过程中，有一个较常见的典型问题，比如通道投入运行正常使用一段时间后，会突然出现莫名其妙的告警现象，且难以找出根由。这种情况的出现主要与相关工作人员的操作有关，工作人员对通信设备的参数进行重新设置时，并未考虑到保护参数的相应变化，保护数据传输过程中受到干扰，必然会出现告警现象。普通情况下，复用通道内的保护信息和其他数据业务在同一个基群内传输，如果其他数据业务存在操作不当现象，也会影响保护数据的正常传输，出现丢失、误码、滑码、告警等现象。因此，在实际工作中，让保护信息单独使用一个基群传输，能够有效提升保护信息的可靠性与安全性，不易被其他信息干扰，在工作中确保通信设备的顺利运行。目前很多光纤通信工程中都采取了这种措施，实际运行效果较好。受光纤成本和大面推广的影响，需要加强对光纤保护定值等传统校验项目的检验，对通道检测认识不足，甚至认为通道不用检测校验等认识都会影响到光纤的维护，光纤通道在光纤电流差动保护中起着极其重要作用，因此在出厂、投运以及定检时，都应该对通信通道中的各个环节包括光端机、通道衰耗、复用接口盒、时钟设置以及现场的复用设备等等进行检查，防止由于通信通道导致保护不能正常工作的产生。目前较常见的检测项目有光发射器功率测试、光接受灵敏度测试、光收发模块稳定度测试、光接收功率测试、光通道自环测试等，做好这些项目的检测是保证光纤通道正常运行的必要保证。

3 现场联调实例

实例：一条220 k V光纤保护，投入运营后一侧的通道告警指示灯闪烁频繁，对其进行2 048 kbit／s速率的误码测试，未出现误码，保护设备能进行进程MUX－64电自环，但是在进行远程电自环时，告警指示灯又开始再次闪烁。对其进行64 kbit／s速率的误码测试后发现，通信设备后存在着周期性的滑码现象。滑码间隔从五分钟到半个小时不等，由于滑码现象的出现使得保护信息包丢失，出现突发误码过高现象，致使告警指示灯频繁闪烁。更换有问题的设备后，保护装置联调运行一切正常。这个案例中出现的滑码是实际运行中一种严重的误码现象，不仅严重影响通信质量，还会导致数据出错，由于其滑掉的不是单位数据而是一块数据，因此危害性更大，是实际工作中需要严加注意和防范的。

光纤在生产生活中具有重要的地位，光纤保护通道联调出现问题时，要准备好必要仪器，按保护实际运行通道进行测试，以确保其能够充分发挥在信息通信中的优势作用。

［1］ 刘 莹.对继电保护现场工作中若干问题的探讨［J］.中国电力教育，2009，（S1）：183－184.

［2］ 丛培杰.500 k V北增乙线光纤保护通道联调方法［J］.广东输电与变电技术，2009，（06）：23－24.