光纖保護是利用雷射經光導纖維傳輸被保護線路各端的保護信息，並以其綜合比較為動作判據的一種線路縱聯保護。光纖保護採用光纖通道作為信號通道來傳送線路兩端的比較信號(電氣量或命令信號),通過對所傳輸信號的計算或邏輯判斷,實現全線速動功能。
基本介紹
- 中文名：光纖保護
- 外文名：Optical fiber protection
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 原理：雷射經光導纖維傳輸被保護線路
- 作用：實現全線速動
簡介,光纖保護原理,光纖通道原理,光纖通道對調方法,恢復工作前狀況,光纖通道的運行維護,總結,
簡介
隨著電網規模的不斷擴大,電網的安全穩定運行變得尤為重要,對繼電保護的要求也越來越高。光纖保護作為高壓線路的主保護在電網中的套用越來越普遍,以貴港供電局為例,目前220kV及以上電壓等級的線路共有24條,配置有48套主保護,其中光纖保護共46條,光纖保護配置率達96%。光纖保護通道作為光纖保護傳輸數據的通道,是光纖保護正常運行的前提。對光纖保護和光纖保護通道的原理進行分析,並對如何更好的調試和維護光纖保護通道進行了探討,供有關人員參考。
光纖保護原理
光纖保護採用光纖通道作為信號通道來傳送線路兩端的比較信號(電氣量或命令信號),通過對所傳輸信號的計算或邏輯判斷,實現全線速動功能。目前220kV及以上電壓等級線路的光纖保護原理分為以下兩種。
1 .光纖差動保護原理
光纖差動保護以光纖為通道,傳輸電流量信息,通過對兩側電流量的計算,實現差動保護功能,實現全線速動。以一條220kV線路為例,當發生區內故障時,線路兩側的故障電流均流向故障點,兩側電流的矢量和成為動作電流。當發生區內故障時,線路內為穿越性的電流,不產生動作電流,只產生制動電流,差動保護不動作(注:以母線流向被保護線路方向為正方向)。
2. 光纖方向/ 距離保護原理
光纖方向/距離保護是以判斷方向為基礎的縱聯保護,通過命令信號的傳輸,結合兩側信息進行邏輯判斷,實現全線速動。縱聯方向/距離保護的邏輯判斷分兩種:閉鎖式(沒有收到閉鎖信號,本側滿足條件就閘)和允許式(本側滿足條件後,還需要接收到對側的允許信號才能跳閘)。
光纖通道原理
光纖通道作為線路兩側保護信息(電流量或命令信號)相互溝通的紐帶,一直是光纖保護的薄弱環節。一旦光纖通道中斷,相應的主保護將被迫退出運行,直接影響到電網安全。
光纖通道的連線形式分為兩種:專用通道和復用通道。專用通道是指線路兩側的裝置通過光纖通道直接連線(即保護的尾纖與光纜的保護專用芯直接融接或通過光纖分配屏連線),主要套用於短線路。復用通道是指保護信息按一定的規約,以64kbit/s的速率復接到PCM交換機,和其它信息復用後一起傳輸,或單獨以2Mbit/s的速率復接到SDH的E1口,傳送保護數據。
光纖保護通信接口設備作為實現光信號與電信號相互轉換的接口設備,主要分為兩種:保護通信接口裝置(FOX-41A)和光電轉換接口裝置。
保護通信接口裝置FOX-41A用於南瑞RCS902光纖距離或方向保護設備裝置,利用光纖通道傳輸信號,還能與光電轉換接口裝置與通訊設備實現復接,可用於64kbi t/S或2Mbit/S傳輸速率。
光電轉換接口裝置分為兩種:一是用於2Mbit/S傳輸速率的光纖差動保護裝置與SDH設備接口復接, 如MUX- 2MC、GXC-2M、GXC-2M+等,二是用於64kbit/S傳輸速率的光纖差動保護裝置與PCM機復接,如MUX-64B、GXC-64等。
光纖通道對調方法
光纖通道對調主要包括兩部分:一是指對保護裝置(光差保護)、光電轉換裝置(MUX2M)、保護通信接口(FOX41)等裝置上的光纖收發信連線埠的光功率進行測量,以確保保護裝置、光電轉換裝置和保護通信接口裝置之間的通信完好及光纖衰耗在正常允許範圍之內;二是校驗保護裝置的保護功能。下面以RCS931型線路保護裝置為例介紹光纖通道對調的基本方法。
1. 準備工作: 修改與通道相關的三個控制字。
主機方式:指裝置運行在主機還是從機方式,兩側保護裝置必須一側為主機,另一側為從機。
專用光纖:採用專用光纖時, 置1 , 與PCM復接時置0。
通道自環或設定本側對側縱聯碼一致:通道自環試驗時置1,正常運行時置0。
2. 測試光纖通道數據
對於專用光纖的通道接線方式,需分別測量保護裝置背板收發信連線埠的光功率,驗證光纖通道的正確性。
（1）檢查保護裝置發出的光功率電平是否滿足要求,若採用專用光纖且線路比較長導致對側接收光功率不滿足接收靈敏度要求時,可以通過跳線增加保護裝置的傳送功率。
（2）檢查保護接收的光功率是否滿足要求,一般應在－ 40dbm以上,若不滿足應檢查光纖是否均連線好,光纖頭是否清潔,光纖的衰耗是否與實際線路長度相符(尾纖的衰耗是很小的)對於復用光纖的通道接線方式,除了測試上述兩點的光功率外,還需測量光電接口裝置的收發信連線埠的光功率。
（3）在通信機房的通信接口櫃測量光電轉換接口裝置發信連線埠的光功率電平,與保護裝置接收到的光功率電平進行對比,檢測兩者之間衰耗,衰耗數據根據中間接頭的數目不同有所偏差,相差不大。
（4）在通信機房的通信接口櫃測量光電轉換接口裝置收到的光功率電平,與保護裝置發出到的光功率電平進行對比,檢測兩者之間衰耗,衰耗數據根據中間接頭的數目不同有所偏差,相差不大。對於復用通道,還應利用誤碼儀測試復用的通訊通道是否良好。
3 .主保護功能校驗
完成上述檢查後,恢復正常運行時的定值,同時將通道恢復正常運行時的連線,投入差動壓板,保護裝置應該通道異常燈不亮,無通道異常信號。通道狀態中的各個狀態計數器可能偶爾會增加。根據光纖保護裝置的原理不同,線路兩側進行差動保護或方向(距離)保護功能的調試。
恢復工作前狀況
進行通道測試和保護功能校驗以後,檢修人員按定值單整定裝置定值和投退壓板,檢查保護裝置、光電轉換接口裝置無異常告警信號,將保護裝置和光電接口裝置恢復到工作開始前的狀態。
其他型號的光纖保護通道測試方法與此類似,分別測量保護裝置或保護通信接口背板、光電轉換接口裝置背板的收信和發信電平,進行比較,檢查衰耗是否在允許範圍內,從而確定光纖通道是否正常;通過線路兩側保護功能調試,驗證保護邏輯正確性。
光纖通道的運行維護
光纖保護除了需進行定期的預防性試驗外,還需加強日常的巡視,在正常運行的情況下,值班人員應注意以下幾點。
(1)經常記錄通道狀態中的數據,以便前後比較,監視通道的運行狀態。
(2)經常觀察差動電流是否異常。
(3)經常檢查光電轉換接口裝置上的告警燈是否正常。保護裝置及監控系統無“通道異常”告警,裝置面板上“通道異常燈”不亮。
總結
隨著光纖保護的大量使用,光纖保護通道出現的問題也不斷增加,建議在光纖保護驗收投運之前嚴格把關,確保保護通道的暢通,保護功能的正確,提高光纖保護在運行過程中的安全性和穩定性。
