论文部分内容阅读
摘要：随着线路微机光纤纵差保护理论的日臻完善，光纤技术在电力系统得到了广泛应用。文章指出，光纤通道的加工设备少、可靠性高、抗干扰能力强的优点使得保护装置的运行更加稳定可靠，但随之而来的是大量光纤通道状态参数的使用和管理工作量的增加，这些参数如果分析使用不当或者管理不善，将给继电保护的安全稳定运行带来隐患，甚至危及到电网的安全运行。
关键词：线路保护；光纤通道参数；失步次数
作者简介：唐磊（1979-），男，安徽阜阳人，安徽省阜阳供电公司，工程师，高级技师。（安徽 阜阳 236046）
中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）36-0168-02
2011年9月14日，在某变电站内进行继电保护巡检过程中，发现运行中的220kV 甲线路光纤纵差保护（南瑞继保的RCS-931型）通道状态参数中的失步次数在不断增加，平均每秒增加1次，但保护装置运行正常，无异常信号。检修人员立即联系对侧运行人员，发现本线路对侧光纤纵差保护的失步次数也出现相同现象。在向调度申请后，将该线路两侧的光纤纵差保护转为信号状态。经过检查发现，使用中的光纤差动保护1号光纤芯衰耗增大，致使保护装置收到的电平超过了正常灵敏接收电平。将1号光纤芯更换为测试正常的3号备用光纤芯后，通道状态参数恢复正常。
一、光纤通道的应用
目前线路光纤纵联保护所使用的光纤通道按通道方式一般可分为专用光纤通道和复用光纤通道。220kV及以上电压等级线路采用光纤通道双重化配置，即一套采用专用光纤通道，另一套采用复用光纤通道，或两套均采用专用光纤通道，但不能共用一根光缆。具体到线路纵联保护配置即为一套采用光纤纵差保护，另一套采用光纤纵联方向保护，或两套均为光纤纵差保护，或一套采用光纤纵联距离保护，另一套采用光纤纵联方向保护。
二、光纤通道参数
虽然各个厂家的线路光纤保护通道参数菜单不一致，但所涉及的参数却不尽相同。大体包括通道状态、纵联码、通道延时、失步次数、误码（帧）总数、丢（无）帧总数、报文异常数、对侧异常数、报文间超时、严重误码数等。
通道状态：实时显示当前光纤通道运行是否正常；
纵联码：通过设置线路两侧保护装置的主从机状态或者纵联码，实现两侧信息的同步交换，其中一侧作为参考端，另一侧作为同步端，同步端实时调整采样间隔，如果满足同步条件就向对侧传输信息，当两侧不满足同步条件就启动同步过程，直到满足同步条件为止；
通道延时：实时显示测量到的通道通信延时数据；
失步次数：为两侧装置采样失步（由通道中断、丢帧等原因所致）次数的累加；
误码（帧）总数：为接收到错误帧（通不过CRC校验的数据帧）的累加数；
丢（无）帧总数：为约定时间内接收不到数据帧的累加数；
报文异常数：为接收到错误帧（由于数据流传输过程发送错误引起同步字节出错）的累加数；
对侧异常数：为对侧装置接收不到正确数据帧的累加数；
报文间超时：为两相邻同步报文间的时间间隔大于规定门槛值的次数累加（同步时前后两报文间的时间间隔应保持恒定）；
严重误码数：为约定时间内接收到错误帧达规定数量时的累加数；
上述通道状态参数所统计的数字应恒定不变，长时间运行时可能会有小的增加，以每天增加数字不超过10个为宜。
三、故障分析与处理
1.故障现象及原因分析
（1）现场运行中的220kV 甲线路微机光纤纵差保护通道状态参数分别为：本侧变电站——通道延时184us、误码总数332、报文异常数215、报文间超时19601，对侧变电站——通道延时184us、误码总数51765、报文异常数57031、报文间超时13578，上述参数固定不变，而两侧的失步次数在不断增加，平均每秒增加1次。保护装置运行正常，无异常信号，其中本侧三相电流采样值均为0.19A，对侧A相电流采样值为0.21A，B相电流采样值为0.21A，C相电流采样值为0.17A，两侧差动电流A相为0.03A，B相为0.07A，C相为0A。
（2）虽然保护装置运行正常，两侧差动电流接近为0，可失步次数的不断增加，说明线路两侧保护装置不能实时交换信息，失步次数每增加1次，由于收不到对侧交流采样值，两侧差动保护就瞬时退出1次，但由于差动保护退出时间小于通道异常报警条件（当差动保护退出400ms时装置报“通道异常”），所以装置没有告警信号。由于两侧通道延时数据相同，且除了失步次数外其它参数固定不变，初步判断为保护光纤传输衰耗增大。
2.故障分析和处理
（1）经过紧急向调度申请，将该线路两侧的光纤纵差保护转为信号状态。两侧共有4根专用光纤芯，其中3、4号光纤芯为备用光纤，本侧变电站使用1号光纤芯为发信光纤、2号光纤芯为收信光纤，对侧变电站反之，以RCS-931型装置本体光源作为发信光源，两侧分别用光功率测试仪来测量光纤收信电平、传输衰耗，结果。
经检查发现，1号光纤芯衰耗由原来的16dB增大到26dB，致使保护装置收到电平为-40dBm，超过了保护装置正常灵敏接收电平-35dBm（本线路长度为35.3km，保护采用2M单模专用光纤，常规插件波长为1310nm的接收灵敏度为-35dBm）。
（2）将1号光纤芯更换为3号备用光纤芯后，两侧通道参数分别为：本侧变电站——通道延时184us、失步次数30033、误码总数479、报文异常数423、报文间超时56801，对侧变电站——通道延时184us、失步次数30040、误码总数51995、报文异常数59879、报文间超时109291，上述参数固定不变，通道状态恢复正常。
四、结束语
随着线路微机光纤纵差保护理论的日臻完善，光纤技术在电力系统得到了广泛应用。光纤通道的加工设备少、可靠性高、抗干扰能力强的优点使得保护装置的运行更加稳定可靠。但是大量的光纤通道状态参数的使用和日常维护管理也使得检修人员和运行人员的工作量大大增加。
安徽省电力公司继电保护状态检修检验规程（试行）明确规定，对于线路保护光纤通道的检查（主要检查传输线路纵联保护信息的数字式通道传输时间、丢包率、误码率无明显变化），运行人员应每天1次，检修人员应每年2次；对于保护差动电流的检查（主要检查差动电流值是否正常，同时记录差动电流值和负荷电流值），运行值班人员应每周1次，检修人员应每年2次。
这些参数如果分析使用不当或者管理不善将给继电保护的安全稳定运行带来隐患，甚至危及到电网的安全运行。检修人员和运行人员应认真记录相关参数，并与上次的记录信息进行比较，检查各个通道参数的数值是否有较大增加，分析光纤通道的运行是否正常，检修人员还应定期使用光源和光功率测试仪来测量备用光纤的收信电平、传输衰耗，确保备用光纤完好率100%。上述参数应及时归档，妥善管理，方便日后查询、使用。
（责任编辑：刘辉）
关键词：线路保护；光纤通道参数；失步次数
作者简介：唐磊（1979-），男，安徽阜阳人，安徽省阜阳供电公司，工程师，高级技师。（安徽 阜阳 236046）
中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）36-0168-02
2011年9月14日，在某变电站内进行继电保护巡检过程中，发现运行中的220kV 甲线路光纤纵差保护（南瑞继保的RCS-931型）通道状态参数中的失步次数在不断增加，平均每秒增加1次，但保护装置运行正常，无异常信号。检修人员立即联系对侧运行人员，发现本线路对侧光纤纵差保护的失步次数也出现相同现象。在向调度申请后，将该线路两侧的光纤纵差保护转为信号状态。经过检查发现，使用中的光纤差动保护1号光纤芯衰耗增大，致使保护装置收到的电平超过了正常灵敏接收电平。将1号光纤芯更换为测试正常的3号备用光纤芯后，通道状态参数恢复正常。
一、光纤通道的应用
目前线路光纤纵联保护所使用的光纤通道按通道方式一般可分为专用光纤通道和复用光纤通道。220kV及以上电压等级线路采用光纤通道双重化配置，即一套采用专用光纤通道，另一套采用复用光纤通道，或两套均采用专用光纤通道，但不能共用一根光缆。具体到线路纵联保护配置即为一套采用光纤纵差保护，另一套采用光纤纵联方向保护，或两套均为光纤纵差保护，或一套采用光纤纵联距离保护，另一套采用光纤纵联方向保护。
二、光纤通道参数
虽然各个厂家的线路光纤保护通道参数菜单不一致，但所涉及的参数却不尽相同。大体包括通道状态、纵联码、通道延时、失步次数、误码（帧）总数、丢（无）帧总数、报文异常数、对侧异常数、报文间超时、严重误码数等。
通道状态：实时显示当前光纤通道运行是否正常；
纵联码：通过设置线路两侧保护装置的主从机状态或者纵联码，实现两侧信息的同步交换，其中一侧作为参考端，另一侧作为同步端，同步端实时调整采样间隔，如果满足同步条件就向对侧传输信息，当两侧不满足同步条件就启动同步过程，直到满足同步条件为止；
通道延时：实时显示测量到的通道通信延时数据；
失步次数：为两侧装置采样失步（由通道中断、丢帧等原因所致）次数的累加；
误码（帧）总数：为接收到错误帧（通不过CRC校验的数据帧）的累加数；
丢（无）帧总数：为约定时间内接收不到数据帧的累加数；
报文异常数：为接收到错误帧（由于数据流传输过程发送错误引起同步字节出错）的累加数；
对侧异常数：为对侧装置接收不到正确数据帧的累加数；
报文间超时：为两相邻同步报文间的时间间隔大于规定门槛值的次数累加（同步时前后两报文间的时间间隔应保持恒定）；
严重误码数：为约定时间内接收到错误帧达规定数量时的累加数；
上述通道状态参数所统计的数字应恒定不变，长时间运行时可能会有小的增加，以每天增加数字不超过10个为宜。
三、故障分析与处理
1.故障现象及原因分析
（1）现场运行中的220kV 甲线路微机光纤纵差保护通道状态参数分别为：本侧变电站——通道延时184us、误码总数332、报文异常数215、报文间超时19601，对侧变电站——通道延时184us、误码总数51765、报文异常数57031、报文间超时13578，上述参数固定不变，而两侧的失步次数在不断增加，平均每秒增加1次。保护装置运行正常，无异常信号，其中本侧三相电流采样值均为0.19A，对侧A相电流采样值为0.21A，B相电流采样值为0.21A，C相电流采样值为0.17A，两侧差动电流A相为0.03A，B相为0.07A，C相为0A。
（2）虽然保护装置运行正常，两侧差动电流接近为0，可失步次数的不断增加，说明线路两侧保护装置不能实时交换信息，失步次数每增加1次，由于收不到对侧交流采样值，两侧差动保护就瞬时退出1次，但由于差动保护退出时间小于通道异常报警条件（当差动保护退出400ms时装置报“通道异常”），所以装置没有告警信号。由于两侧通道延时数据相同，且除了失步次数外其它参数固定不变，初步判断为保护光纤传输衰耗增大。
2.故障分析和处理
（1）经过紧急向调度申请，将该线路两侧的光纤纵差保护转为信号状态。两侧共有4根专用光纤芯，其中3、4号光纤芯为备用光纤，本侧变电站使用1号光纤芯为发信光纤、2号光纤芯为收信光纤，对侧变电站反之，以RCS-931型装置本体光源作为发信光源，两侧分别用光功率测试仪来测量光纤收信电平、传输衰耗，结果。
经检查发现，1号光纤芯衰耗由原来的16dB增大到26dB，致使保护装置收到电平为-40dBm，超过了保护装置正常灵敏接收电平-35dBm（本线路长度为35.3km，保护采用2M单模专用光纤，常规插件波长为1310nm的接收灵敏度为-35dBm）。
（2）将1号光纤芯更换为3号备用光纤芯后，两侧通道参数分别为：本侧变电站——通道延时184us、失步次数30033、误码总数479、报文异常数423、报文间超时56801，对侧变电站——通道延时184us、失步次数30040、误码总数51995、报文异常数59879、报文间超时109291，上述参数固定不变，通道状态恢复正常。
四、结束语
随着线路微机光纤纵差保护理论的日臻完善，光纤技术在电力系统得到了广泛应用。光纤通道的加工设备少、可靠性高、抗干扰能力强的优点使得保护装置的运行更加稳定可靠。但是大量的光纤通道状态参数的使用和日常维护管理也使得检修人员和运行人员的工作量大大增加。
安徽省电力公司继电保护状态检修检验规程（试行）明确规定，对于线路保护光纤通道的检查（主要检查传输线路纵联保护信息的数字式通道传输时间、丢包率、误码率无明显变化），运行人员应每天1次，检修人员应每年2次；对于保护差动电流的检查（主要检查差动电流值是否正常，同时记录差动电流值和负荷电流值），运行值班人员应每周1次，检修人员应每年2次。
这些参数如果分析使用不当或者管理不善将给继电保护的安全稳定运行带来隐患，甚至危及到电网的安全运行。检修人员和运行人员应认真记录相关参数，并与上次的记录信息进行比较，检查各个通道参数的数值是否有较大增加，分析光纤通道的运行是否正常，检修人员还应定期使用光源和光功率测试仪来测量备用光纤的收信电平、传输衰耗，确保备用光纤完好率100%。上述参数应及时归档，妥善管理，方便日后查询、使用。
（责任编辑：刘辉）