光纤纵联保护“通道异常”告警问题处理

孙艳军，张福忠，范玉学，王 旭

（国网吉林省电力有限公司检修公司，吉林 长春 130022)

0 引言

近年来，以光纤通道为载体的纵联保护以其抗干扰能力强、冗余性好而被高压电网广泛应用于输电线路的主保护。分相电流差动纵联保护因不受系统运行方式变化的影响，同时可借助数字化模式的光纤通道传媒方式，在各变电站得到了广泛应用。

由于受到电网通信通道资源的约束，目前500 kV线路光纤纵联保护都采用复用2 Mb/s数字通道的工作方式。保护信息传输通道中间环节的增加，不可避免地会降低光纤纵联保护通道工作的可靠性。一旦光纤纵联保护通道传输的信息质量下降，保护装置就会向后台监控系统发出“通道异常”的告警信息，同时闭锁线路纵联保护，直到光纤纵联保护通道恢复正常后再自动解除闭锁。因此，如何有针对性地检查光纤纵联保护通道并及时消除故障，是当前专业人员面临的一个课题。

1 光纤纵联保护通道的相关原理

数字化光纤纵联保护通道的连接示意如图1所示。数字化光纤纵联保护通道的监督方式如下：图1中A侧的光接收RXa回路用以监测B侧方向传送来的通信信息指标，一旦B侧传来的通信信息指标不满足规程规定的指标规范，则A侧会立即发出“通道异常”的告警信息。同理，B侧的光接收RXb回路也用以监视A侧方向传来的通信信息指标。

线路两侧保护装置时钟及数据同步的方式为：两侧保护之间的通道连接正常后，一般自动将保护定值项中通道地址码数值大的一侧设为主机端，数值小的一侧设为从机端；两侧保护的每一帧数据时标均以主机端的时间为基准。两侧保护将按设定的程序自动检测通道交换数据的传输时间差，并将其作为光纤纵联保护通道传输延时δt的重要参数。

图1 光纤纵联保护通道连接示意

光纤纵联保护通道信息传输延时如图2所示，以A侧为主机方式工作时，A侧传给B侧的一帧数据到达B侧后，B侧会将该帧数据与δt之前的本侧那帧记录数据进行对比计算；同理，B侧传给A侧的一帧数据到达A侧后，A侧同样会将该帧数据与δt之前的本侧那帧记录数据进行对比计算。

当数据差值为0时，表明数据完全合格；否则将根据数据差值的大小确定再次互换数据的调整次数，进行多次调整后直到数据合格为止。目前国内保护装置允许由于通信通道发生变化而造成的传输延迟最长为18 m s，其同步误差不超过1°。

图2 光纤纵联保护通道信息传输延时示意

2 光纤纵联保护通道故障的处理流程

当正常运行状态下的光纤纵联保护一旦发出“通道告警”信息后，首先要确定是否通信主通道出现问题。如果确定是通信主通道出现问题，则应等待通信主通道修复，不能冒然进行光纤通道的相关检查工作，以免增加人为造成的通道接触不良等不利影响。确认通信主通道工作正常并履行好相关的工作许可手续后，再进一步检查处理光纤纵联保护通道的异常。

2.1 通道故障稳定情况下的分析与处理

若通道异常信息长时间存在且无法复归，则说明故障性质是稳定、持久的。此时的分析与处理步骤如下。

(1) 首先重点检查光电转换接口装置以内的本站侧通道，在2 Mb/s数字配线盘上将该通道进行本侧自环，在保护自发自收状态下观察“通道异常”信息是否依然存在；如果一切正常，则在对侧2 Mb/s数字配线盘上将本侧环回，同时进行本侧保护带通道条件下的自发自收状态检查，如果一切正常则说明异常原因不在本侧。然后再配合对侧检查人员重复进行上述检查过程。

若带通道测试过程中再次出现“通道异常”的告警信息，则说明该2 Mb/s通道的收信端工作异常，更换备用2 Mb/s数字通道再进行自环测试。

(2) 若在不带通道进行2 Mb/s数字配线盘光电转换接口装置侧自环测试过程中出现了“通道异常”的告警信息，则说明包括光电转换接口装置在内的回路工作异常，需要测试光电转换接口装置的发光回路输出光功率幅值是否降低到允许的极限低值以下。此时可将光功率计接到光电转换接口装置的光输出侧，关掉该装置的工作电源后再重新上电，观察输出的光功率数值。若该光功率电平在允许的输出指标下限附近，且始终随上电时间的延长呈现逐渐衰减的态势，则即使是在允许的最低极限值以上也要更换该光电转换接口装置；若该光功率电平在允许的输出指标范围内且始终稳定，则可以排除光电转换接口装置存在问题的可能性。然后再进行保护装置侧的检查。

(3) 在光电转换接口装置处对保护侧的光纤回路进行自环测试。若自环测试后确认“通道异常”告警信息依然存在，则用1条备用的光纤替换光电转换接口盒TX侧的光纤，然后再检查更换后的效果。若自环测试后确认保护装置工作状态一切正常，则再重点对保护装置进行自环测试。

(4) 首先检查与保护装置RX端相连接的光纤法兰盘是否发生断裂、是否清洁。然后对保护装置的RX端口与TX端口进行自环测试，若自环测试后“通道异常”告警信息依然存在，则可以尝试用吹风除尘的方式对保护装置的RX端口进行除尘，或对光纤头进行酒精擦拭清洁处理。如果上述办法均无效，则需要有针对性地检查处理保护装置的光电转换硬件。

2.2 通道故障不稳定情况下的分析与处理

若“通道异常”告警信息时断时续且没有一定的规律性或两侧保护装置均出现“通道异常”告警信息，则此时的分析与处理步骤如下。

(1) 首先重点检查光电转换接口装置是否出现输出光功率电平在下限值附近徘徊的情况，其次重点检查本侧保护收光通道相关的光纤盘及光纤头是否清洁，然后再请对侧配合检查保护装置及光电转换接口装置的发光回路电平工作状态是否在允许的下限值附近徘徊，最后再针对性地予以处理。

2012年11月，某线路CSC-103C保护出现断续、无规律性的“通道异常”告警信息，在检查该保护通道过程中发现，该保护通道复用接口装置CSC-186A装置输出光功率电平不稳定，指标呈缓慢下降的趋势。更换CSC-186A装置后，问题得以彻底解决。

2006年7月，某线路CSC-103B保护出现不定时的“通道异常”告警信息，对本侧保护通道逐项做检查未发现问题，将对侧保护发光的光纤连接位置进行清洁处理后，问题被消除。

(2) 重点检查光电转换接口装置是否进行妥善的接地处理或者装置的接地处理是否遭到破坏。如果该部位的接地设置出现虚接的情况，则在电磁环境变换不定的变电站内，该套光电转换接口装置的2M数据线内部将会产生不确定的、随机的干扰信号，造成与之相对应的保护发出或者接收到的数据信息出现数据包失常的情况。当失常的数据包满足收信侧保护发出“通道异常”告警信息的条件时，可能会导致对侧的保护发出“通道异常”的告警信息，或导致本侧保护发出“通道异常”的告警信息，也有可能会导致两侧保护都发出“通道异常”的告警信息。随着干扰信号的减弱或消失，通道异常的情况也自动消除，没有规律可以遵循。

2005年某线路投运初期，其RCS-931B保护经常无规律地出现通道故障的情况。通过对保护通道状态信息24 h监测后发现：通道误码率在24 h的区间内时有时无且数值也不稳定。在对该保护对应的复用接口MUX-2M装置进行检查时发现该装置没有做接地连接。妥善处理好MUX-2M装置与通信机房的等电位接地网可靠连接后，该保护通道异常的情况再也没有出现过。

3 光纤纵联保护通道的工作建议

随着光纤纵联保护的大量应用，现场维护任务也在成比例地增加，为了减少运行中光纤纵联保护通道异常情况的发生几率，在新设备验收及保护定检工作过程中要做好如下工作。

(1) 新设备投运前应检查保护通道的复用传输设备是否与等电位接地网可靠连接，2M数据线与装置连接是否牢固；了解并存档保护装置的光接收、光发送的光功率电平值，以及光电转换接口装置的光接收、光发送的光功率电平值。

(2) 新设备验收、定期检查时应重点核查保护装置的光接收、光发送的光功率电平值，以及光电转换接口装置的光接收、光发送的光功率电平值是否发生较大的变化。光功率电平的测试结果要记录在定期检验的试验报告中，以便后期工作时查阅。

（3）无论何时，在光纤纵联保护通道上工作时都应注意保持良好的清洁和安全意识，以防在光纤接头插拔过程中造成灰尘污染或接触不当，导致衰减数值偏大以及光纤头破损的情况发生。