光纤保护通道故障处理及方法[1]

第31卷第2 15期电力系统通信.. V01．31NO．215

．..

70．.. 2010年9月10日TelecommunicationsforElectricPowerSystem Sep．10，.. 2010
光纤保护通道故障处理及方法


王志亮
(浙江绍兴电力局，浙江绍兴.. 3 12000)


摘要：光纤通道由于具有抗电磁干扰强、衰耗低、可靠性高等优点，已经广泛应用于.. 2 20kV

及以上电压等级的线路保护中。然而在实际应用过程中，光纤通道由于受到现场实际因素的
影响，通道告警时常发生，对电网的安全稳定运行产生很大影响。文章简述了光纤保护通道
的分类，通过实际工作处理专用光纤通道和光纤复用通道告警的事例，总结出处理光纤通道
告警的方法，并提出防止光纤通道告警的措施。
关键词：光纤通道：保护：告警：方法

中图分类号：TN915．63文献标志码：B文章编号：1005—7641(2010)09—0070—04

0引言
随着电力系统装机容量不断增大，电力系统
网架结构的不断扩大，电压等级不断升高，大功
率、远距离输送电能的超高压交、直流输电线路对
继电保护可靠性要求越来越高。具有抗电磁干扰
强、衰耗低、可靠性高等优点的光纤已经作为继电
保护信号传输的主要介质之一，光纤通道保护已
经广泛应用于2 20kV及以上电压等级的线路中．
故光纤通道保护的运行、维护对系统稳定有着重
要的意义

1光纤通道的分类与要求..

1．1专用光纤通道方式
专用光纤通道方式指线路两侧的光纤保护装
置通过光纤( OPGW或AD SS)直接相连。专用光纤
通道方式的优点是整个通道所涉及的设备较少，
出现的问题相对较少，故障点定位也比较容易。专
用光纤通道方式缺点是其采用保护装置自带的光
发送和光接受卡，由于受到保护装置本身发出功
率大小的影响，一般应用于传输距离较短的电力
线路。另外如果由于光缆断裂引起通道中断，则需
要安排线路保护的另一迂回通道。..

1．2复用光纤通道方式
专用光纤通道方式由于受到光功率的影响，
一

般应用于传输距离较短的线路，采用中间放大
器会大大增加投资成本，同时保护通道的可靠性
大大降低。复用光纤通道方式，因为采用电力通
信的专用光端机，使保护信号大大增强。如果光
纤通道出现故障还有迂回通道可以代替。光纤复
用通道缺点是中间设备环节较多，出现通道故障
的概率更大．技术人员查找故障点也比较复杂和
困难。..

1．2．1PCM复用方式
线路两侧的保护装置输出.. 6 4ki／
bts的光信
号．经过尾纤接人光电转换装置．由光电转换器将
光信号转换为.. 6 4kbit／s的电信号，再将.. 6 4kbit／s
的电信号接人.. P CM装置，变换为.. 2Mb it／s的电

信
号，最后将.. 2Mb it&的电信号接入.. SDH或PDH设
备．与对侧的保护装置交换信息。..

1．2．2直接接入.. SDH或.. PDH方式
线路保护装置直接输出2Mb it／s的光信号通
过尾纤送入光电转换接E l装置，转换为2Mb it／s
的电信号后直接接人.. SDH或.. PDH设备，与对侧
的保护装置交换信息。..

1．3高频保护的高频通道改为光纤通道
高频保护装置的接点命令通过光电转换装置
变换为数字命令，通过专用光纤，以点对点通道方
式传输到对侧，与对侧的保护交换信息。高频保护
通道由于受到通道设备和天气、环境等影响，在实


．

经验交流·王志亮光纤保护通道故障处理及方法.. ·71·

际运行中缺陷较多，利用光电接El设备改为更可
靠的允许式光纤通道。此种方式与专用光纤通道
不同，即两侧保护装置不需要交换相互间的电流
电压量，而只需要传输允许跳闸的数字命令。..

1．4光纤通道的基本要求
光纤通道传输的是保护信息，对两侧保护装

置的正确动作起着至关重要的作用。光纤通道是

否良好影响超高压线路安全稳定运行。

光纤通道应有长期监视的功能，一旦光信号

有误码或者消失，应立即发出告警信号，必要时闭

锁相应线路的保护。

根据相关规程要求：“对电流差动保护的保护
动作时间应≤30ms(不包含通道时间)”，同时为
了两侧保护能正常地交换信息，一般220kV线路
信号的传输时间应≤15Il
llS，500kV及以上电压
等级线路的传输时间应控制在.. l0Il
lls以内。

2光纤通道告警处理实例..

500kV凤苍线第.. 2套分相电流差动保护..
RED60保护装置c]T断线经常动作复归此保护

7】C，
光纤通道采用复用.. 2Mbit／s直接接人SDH方式。
继电保护人员赶到现场，保护装置CT断线信号
自动复归。把保护装置的内部录波调出，如图.. 1所

刁

八／、厂、／^。／^＼／^＼／^、f

一一一

一..

r．..
I

图1保护装置录波..
Fig．1Protection record

发现.. CT断线的瞬间接收到对侧.. A、B、C二三相
电流同时中断.. 8ms，两侧电压正常。初步判断原
因：①本侧.. RED670保护装置故障；②保护光纤通
道出现短时中断。随后凤苍线保护接口屏上光电
接口转换器OC一600上.. F．0一LOF和E1一LOF灯时
常闪亮告警。由此可以确定，故障是由上述第.. 2种

原因引起。通过对复用光纤通道进行光口和2M

电口自环试验．最终确定由光电接口转换器.. OC一..
600故障引起..

500kV胜岩线第.. 2套电流差动保护.. RED670
保护装置报通道告警，同时胜岩线保护接口屏上
光电接口转换器.. 0C一600上F．0一LOF和El—LOF
灯时常闪亮，光纤通道同样采用复用

2Mbit／s直
接接入SDH方式。对本侧0C600装置进行测试，
测试项目包括：数字接口转换及光接口测试，见表
1所列。

表.. 1数字接口转换及光接口测试..
Tab．.. gianefe cnvsid opical

1DitIitracoeronant

interface test

～；灞.. j≥毫自毒基
光输出功率／dBm一14．68 —14．7O一13．16 —11--19
光接收灵敏度／dBm一29．7O一30．10 —30．97≤一28
2Mbids表误码无无无无误码

测试后．没有发现.. 0C600装置有不正常现
象，同时光功率计测得保护的收发功率良好。通道
设备的抗干扰措施良好，所以排除了保护装置和
光电转换器的故障。

通过试验发现．不带光纤通道自环，保护装置
的通道告警消失，带上通道保护装置重新告警。这
样初步判断是通信设备故障，通信人员通过对通
道进行误码测试，发现对侧的SDH设备上的光卡
存在故障，更换光卡后，光纤通道告警消失，保护
恢复正常运行。

3光纤通道告警的处理方法..

1)检查保护装噩或者光电转换装置的光收发
功率及接收灵敏度如果光收发功率及接收灵敏度
符合保护设备厂家规定中能保证保护装置正常运
行的最低要求，则基本排除保护装置故障引起通道
告警。如果装置的光收发功率及接收灵敏度不满足
装置要求，则保护装置或者光电转换装置故障的可
能性非常大。测试时应特别注意光功率仪器的波长
与实际光纤通道传输的波长是否相同。..
2)检查光纤接口是否可靠，熔接是否符合要
求，接触是否良好。对于专用光纤通道的告警，在
排除保护装置故障后，这一步检查是非常关键的。

72-电力孽

·..

绝大多数专用光纤通道告警都是由于光纤接口接
触不良或水晶头受污染引起的。另外要保证专用
光纤通道保护(特别针对同杆双回线路)的收发路
由一致。..

3)检查保护装置整定是否有误。检修人员应
严格按照调度正式整定单执行，如果在执行过程
中有疑问及时与调度保护人员沟通，特别是通道
方式的整定对保护正常运行有直接影响。整个工
作结束前应与运行人员核对整定单，并双方确认
整定无误后签名。..
4)检查保护装置、通道设备的时钟方式的设
置。对于专用光纤通道方式，由于保护装置之间没
有其他中间设备，所以两端保护应采用.. “主一主.. ”
方式。对于复用光纤通道方式，目前电力系统一般
采用的是时分多路复用原理。时分复用通信中的
同步技术的基本要求是收、发两端机的时钟频率
必须同频、同相。这样接收端才能正确接收和判决
发送端送来的每一个码元

为了达到收、发端频率同频、同相，接收端从
接收到.. P CM码中提取发端时钟频率来控

制收端
时钟．可做到位同步。通常两侧的保护装置采用外
时钟方式，即“从一从.. ”方式，一侧的P CM采用主
时钟方式。如果两侧PCM设备都采用.. “主～主”方
式，将产生很大的误码，因为晶体振荡器的振荡频
率不可能完全相同，从而产生误码。若采用.. S DH
通信网络设备，由于.. SDH时钟都同步于上级时
钟，各时钟是同频和同相的，无需进行时钟设置。
若两侧采用.. PDH准同步通信设备时，有可能对两
侧的PDH通信设备进行通信时钟设置。即把一侧
的通信时钟设为主时钟(内时钟)，另一侧通信时
钟设为从时钟，否则会因为.. PDH的速率适配，而
产生周期性的数据丢失(或重复)问题。进行时钟
设置的目的是保证数字通道传输无周期性的误
码、滑码、数据丢失等问题。

对光纤通道进行自环试验。对于专用光纤通
道告警，如果上述4步没有问题，只能靠光纤自
环来确定是否由于光纤通道出现故障引起的通
道告警。对于复用通道可以进行光口自环和电口
自环。通过对.. P CM或者光电转换装置进行自环试
验。可以确定通道设备的哪个部位有问题，进而
对设备进行更换排除故障。工作过程中，保护人

饶￡邑绍

员应配合通信专业人员进行通道误码和自环试

验，排除故障。

检查保护装置、光电转换器、.. PCM设备的接

地是否良好，抗干扰措施是否完备。保护装置的箱

体必须经试验证实可靠接地．交直流电源必须经

抗干扰电容才能接人保护装置。光电转换装置和..

SDH设备的电源应采用通信专用的48V直流电

源。装置信号回路电缆应采用屏蔽电缆，并且两端

接于专用接地铜排，同时应远离直流操作回路的

导线和高频输入回路的导线．更不得与这些导线

捆绑在一起。

4防范措施..

1)杜绝有缺陷的产品进入，对存在设计不合
理的产品及时与厂家沟通．采取措施进行改进和
完善。..
2)认真对待保护装置及二次设备的验收，争
取在投产前发现问题，解决问题。..
3)设计时应充分考虑保护光纤复接设备到S DH
连线的抗干扰措施，设备之间的连线应使用屏蔽
电缆，屏蔽层在两端可靠接地。同时对.. 48V的通
信电源应有相应的监视回路，当电源出现不稳定
或者谐波较大时，应及时发出告警信号。..
4)投运前应进行完整的光纤通道联调试验，
主要有保护装置的收发功率及接受灵敏度、通道
总的衰耗。整个通道的传输时延、通道的时钟设置
以及光纤通道保护的收发路由是否一致。..
5)平时运行人员应加强对光纤通道保护的检
查。①检查内容包括保护装置误码率、信号指示以
及平时容易忽略的光电转换装

置的告警指示灯
等，进行记录、比较，发现异常情况及时汇报，进行
处理。②当保护装置报“差动CT断线”告警信号
时，应申请将两侧主保护退出，并通知继电保护人
员前来处理。缺陷消除后，申请将保护装置恢复运
行。③当保护装置发出通道异常时，应向调度部门
汇报申请将两侧主保护退出，并通知继电保护人
员前来处理。当通道恢复正常后，重新将保护装置
投入运行。
5结束语
光纤通道由于自身的优点已经广泛地应用于


·

经验交流·王志亮光纤保护通道故障处理及方法.. ·73 ·

电力系统继电保护。然而在实际应用中，由于现场中国电力出版社，2006．..

各种因素导致光纤通道可靠性受到一定影响，应[4]粱芝贤．利用光纤通道传输保护信号[J]．电力系统通
进一步提高光纤通信网络和设备配置的合理性，信，2005，26(2)：69—72．
提高光纤通道运行、维护水平，将这种影响降到最
【5】吴云，雷雨田．光纤保护通道配置fJ1．电力系统通信，..

2003，24f9)：11-14．..

低，为系统稳定提供坚强保障。

[6]黄怀推．光纤保护通道故障分析及处理【J
JJ．电力系统
参考文献.. 通信，20
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0．18一)男浙江衢91
11，，
【2】RCS931A数字式输电线路电流差动保护装置使用说明继电保护检修工作。..
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WANG Zhi—liang
(hjagSaxnlcrcPwrBra，Saxn100
00hn)


ZeinhoigEetioeueuhoig32，Cia

Abstac：Wihteaaaefsrnnieetogntcitreec，lwat
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蒈镦武耐耐耐t时醛心圣耐越.. 醣望望酾酗

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Implementation ofHigh—PrecisionClockRecoveryCircuitforHDLCBit
Streamsby FPGA

WANG Zhi—guo，D1NG Ding
(SaeGilcrcPwrRsacnttt，.. ajn103Chn)

ttrdEetioeeerhIsiueNnig200，.. ia

Abstract：.. A high—precision clock recovery circuit for HDLC bit streams is presented in the paper．.. The modular
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