浅析继电保护光纤通道的应用与维护

刘嘉豪　何晓珍　徐鹏

摘 要：随着电网规模的增大，电网稳定要求的提高，电网继电保护的通信通道逐渐由早期的载波、微波通道发展到当今的光纤通道。目前，采用光纤通道进行通信传输的纵联保护已经成为220kV及以上电压等级线路保护的主保护。

关键词：继电保护；光纤通道；应用与维护

0前言

常见的继电保护的通道有导引线通道、微波通道、载波通道和光纤通道四种。导引线通道由于经济性原因，只能用于很短的重要输电线路，微波通道由于无法满足继电保护的可靠性的要求，在我国应用的也不多，载波通道由于经济实用，曾在我国得到了广泛的应用，但缺点是容易受到干扰，传输过程中的衰耗大。

1光纤通道的高速发展及分类

随着光纤通信设备的制造成本不断下降，具有传输容量大、抗电磁干扰能力强、运行可靠性高优点的光纤通道技术得到了迅速发展，光纤通信技术逐渐成为目前继电保护网络建设的首选，在我国继电保护网络中的应用也越来越广泛，目前，光纤通信网络已经覆盖了大部分的220kV电压等级以上变电站。

目前国内继电保护与光纤通道的配合方式主要有两种：一是为保护装置敷设专用的光纤通道，二是复用现有的数字通信网络。相应的系统连接方式也就分为专用方式和复用方式两种。

1.1专用光纤通道的介绍

专用通道方式需为继电保护敷设专用的光纤通道，在此通道中只传输继电保护的信息，其优点是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，不需附加其它设备，可靠性高而且由于不涉及通信调度，管理也比较方便，但是由于受光端机工作距离的限制和敷设光缆费用的制约，专用方式的通信距离一般在80km以内。目前，专用方式主要应用于距离较短的城域网线路保护以及发电厂与电力系统之间的短联络线保护。专用通道分为两种，一种是有光纤接线盒的专用光纤通道，另一种是没有光纤接线盒的专用光纤通道。

1.2复用光纤通道的介绍

复用通道方式是利用数字PCM复接技术，利用现有的光纤通道和微波通道，对继电保护的信息进行传输。复用通道方式利用64kbit/s的数字接口经PCM终端设备或利用2M接口直接接入现有数字用户网络系统，不需要再敷设光缆，同时传输距离也大大提高，可延伸到网络的每一个通信接点。复用方式主要用于长距离输电线路的保护。

采用复用方式时，两地之间继电保护的信息通过通信网通信，由于通讯网是复用的，所以需要电信号中进行复接的，而保护装置输出的是光信号，所以需要在通信机房增加数字复用接口装置与数字复用设备相连接。

通信接口装置将保护装置输出的光信号经光电变换或码型变换转换成通信设备所能接收的标准电信号。根据通信设备所能提供的电接口速率，可以分为64kbit/s和2M两类。由于目前大多数SDH设备只提供2M速率的业务接口，继电保护及其他电力系统的业务也只能通过该接口连接到通信网中。对于速率更低的业务，通过外挂PCM——脉冲编码调制设备，可以提供64kit/s的业务和其他低速业务。其系统连接分为两种，一种是有光纤接线盒的复用光纤通道，另一种是没有光纤接线盒的复用光纤通道。

2继电保护光纤通道的检测维护

2.1加强光纤通道检测与维护的原因

虽然光纤具有寿命长、抗干扰能力强、运行稳定、通道衰耗小等优点，但在实际的运行中，随着装置运行时间变长，由于光元器件的老化、通道光纤转接口接触不良、光纤老化等原因，也容易导致通道衰耗增大，误码率增大，使保护装置频繁告警，严重的甚至要退出运行。

保护光纤通道的测试，主要是对构成保护光纤通信系统的各个环节，包括保护装置光端机、通道衰耗、复用接口装置、时钟设置以及现场的复用设备进行检查，防止由于通信通道的不正常导致保护不能投入正常工作 。

2.2光纤通道的主要检测与维护的方法

进行保护光纤通道的测试，首先要完成对保护光纤通道设备进行如光发射功率、光接收灵敏度、光接收器动态范围、光接收功率等技术指标测试。在保护光纤通道设备的各项指标满足要求后，再通过逐级自环的方式对通道进行自环试验，当通道两侧都采用自环试验的方法完成对通道的检测后，这时通道一般不会再有什么问题了。

保护光纤通道自环测试的目的是检查保护光纤通道系统的各个环节，包括保护光端机、复用接口装置、PCM或PDH/SDH设备等。在进行通道自环测试时，应注意自环环节中不同设备的告警信息提示及所代表的含义，这样才能迅速确定故障位置、查处故障原因，解决故障恢复光纤通道的正常运行。

2.3专用通道方式自环试验

自环测试时，应将两侧保护装置的本侧与对侧纵联码设为一致（如南瑞RCS900系列）或将两侧保护装置“通道环回实验”控制位置1以及时钟设置在“主-主”方式（如四方的CSC103）。测试时要断开保护装置与下级设备的连线，观察保护装置通信信息显示内容，自环测试时要求误码率为0，专用通道方式自环测试分两步，首先进行本端光自环测试，然后进行远端光自环测试（对于变电站一端在省内的，只需做近端自环即可）。

2.4复用通道方式自环试验

通道的复用方式有两种，即64kbit/s同向接口复用PCM通道2M接口复用PDH/SDH通道。64K复用方式经过PCM连接上PDH/SDH网络，2M复用不经过PCM直接连上PDH/SDH网络，虽然这两种复用方式有所不同，但检测过程和检测方法是一致的，即自环测试时，检测的标准流程是完成两侧保护装置纵联码设置、时钟设置或相关控制字设置，断开保护装置与下级设备的连线，观察保护装置通信信息显示内容，同时自环测试时误码率为0是必要条件。

3结语

光纤通道的完整与通畅是纵差、高频等纵联保护正常运转的基础，在日常工作中，需要对变电站从业人员不断进行光纤通道基础知识的教育与通道检测的培训，同时严格按照相关规定、标准去要求从业人员，通过各种指标与手段，加强对光纤通道的检测与维护，保障变电站整体的平稳运行。

参考文献：

[1]许西平，王鹏.光纤通道应用于继电保护中的若干问题探讨[J]继电器，2007， 35（4）

[2]欣疆.采用光纤通信后的220 kV线路保护配置[J]电力系统自动化，2001， 25（17）

[3]陆俊，邵广贤.继电保护光纤通道信息管理系统的设计[J]信息技术2015， （12）

（作者单位：国网安徽省电力公司检修公司）