2012年新疆電力行業(yè)專業(yè)技術(shù)監(jiān)督工作會(huì)議論文雙通道復(fù)用接口裝置的應(yīng)用烏魯木齊電業(yè)局變電檢修工區(qū)程雪峰周建邦[摘要]通過(guò)加裝雙通道復(fù)用接口裝置，為采用復(fù)用通道的光纖保護(hù)裝置提供兩路可自動(dòng)切換的2M通道接口，降低了光纖保護(hù)通道中斷次數(shù)，從而提高了光纖保護(hù)的可靠性。[關(guān)鍵詞]復(fù)用接口光纖保護(hù)光電轉(zhuǎn)換可靠性引言隨著電網(wǎng)與光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖保護(hù)以其原理簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。光纖通道作為光纖保護(hù)的重要組成部分，其傳輸?shù)姆€(wěn)定性性直接影響繼電保護(hù)裝置的可靠性，本文以220kV三宮變電站110kV葦三一線加裝OTEC64（2M）/4-5V4型復(fù)用接口裝置為實(shí)例，介紹了雙通道復(fù)用接口裝置在光纖保護(hù)裝置中的作用，分析研究復(fù)用接口裝置對(duì)提高光纖保護(hù)可靠性的影響。1.應(yīng)用背景220kV三宮變電站是新疆電網(wǎng)中的大型樞紐變電站之一，承擔(dān)著烏魯木齊市大部分地區(qū)和米泉市、安寧渠等地的供電工作，220kV三宮變電站通過(guò)110kV葦三一線、葦三二線與葦湖梁電廠相連，110kV葦三一、二線保護(hù)裝置為許繼電氣股份公司生產(chǎn)的WXH-803型光纖保護(hù)裝置，該保護(hù)通過(guò)三宮變至葦廠的復(fù)用光纜進(jìn)行通訊。此光纜除承擔(dān)110kV葦三一、二線光纖保護(hù)通道業(yè)務(wù)外，還承擔(dān)著220kV三宮變電站與省調(diào)之間的其他通訊傳輸業(yè)務(wù)（通道業(yè)務(wù)見(jiàn)圖1所示）。因受外力破壞、光纖業(yè)務(wù)變更等多種因素影響，2011年1月至8月期間，110kV葦三一線光纜通道中斷了6次，導(dǎo)致110kV葦三一線光纖保護(hù)頻繁退出運(yùn)行，共計(jì)退出31.5小時(shí)，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)供電的可靠性。圖1通訊網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系圖為提高保護(hù)裝置可靠性及光纖通道利用率，經(jīng)調(diào)度、保護(hù)、通訊技術(shù)人員的研究分析，采取了雙復(fù)用通道的改進(jìn)措施，即對(duì)110kV葦三一線加裝雙通道復(fù)用接口裝置。加裝的復(fù)用接口裝置可使互為備用兩路復(fù)用通道同時(shí)進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)雙復(fù)用通道傳輸模式。裝置加裝后增加了葦湖梁電廠-省調(diào)-三宮變電站的2M通訊業(yè)務(wù)，使光纖保護(hù)可通過(guò)新舊兩套業(yè)務(wù)通道同時(shí)進(jìn)行通訊。2.雙通道復(fù)用接口裝置的應(yīng)用2.1設(shè)備選型及裝置概述110kV葦三一線保護(hù)裝置為許繼電氣股份公司生產(chǎn)的WXH-803型（V2.22）光纖保護(hù)裝置，此裝置采用64kb/s數(shù)據(jù)通信接口，兩側(cè)通過(guò)光纜通信。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有的各類復(fù)用接口裝置進(jìn)行比對(duì)后，最終確定加裝許繼電氣股份公司生產(chǎn)的OTEC64（2M）/4-5V4型復(fù)用接口裝置，此裝置是與ZSJ-900/901繼電保護(hù)光纖數(shù)字接口裝置以及WXH-803/803A等線路保護(hù)裝置的配套產(chǎn)品，它能完成保護(hù)裝置光接口到通訊裝置電接口的轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)64kb/s或2.048Mb/s傳輸路由的無(wú)損傷切換，為繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸提供全透明的傳輸通道。2.2復(fù)用接口裝置的原理及通道轉(zhuǎn)換模式復(fù)用接口裝置是將保護(hù)裝置發(fā)出的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為適用于2M口通道的電信號(hào)通過(guò)復(fù)用光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸至對(duì)側(cè)，對(duì)側(cè)保護(hù)將接收到的電信號(hào)經(jīng)過(guò)選擇后轉(zhuǎn)換為保護(hù)裝置使用光信號(hào)傳輸至保護(hù)裝置。（見(jiàn)圖2）圖2復(fù)用接口裝置原理圖OTEC64（2M）/4-5V4型復(fù)用接口裝置能提供單通道、雙通道方式與準(zhǔn)雙通道三種模式。110kV葦三一線的WXH-803型因其保護(hù)裝置僅有一組光纖接入口，故只能使用單通道或準(zhǔn)雙通道模式，但為了更好的分析雙通道復(fù)用接口裝置對(duì)光纖通道的影響，現(xiàn)將三種方式分別闡述并進(jìn)行比對(duì)。單通道模式配置一路光通道及一路2M復(fù)用通道，可完成電信號(hào)與光信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。（見(jiàn)圖3）圖3單通道轉(zhuǎn)換方式雙通道模式模式配置兩路完全獨(dú)立的光通道及2M復(fù)用通道，通道為“并行”模式，兩路相互獨(dú)立并同時(shí)工作，彼此間不需要切換（見(jiàn)圖4）。圖4雙通道轉(zhuǎn)換方式準(zhǔn)雙通道模式配置一路光通道及兩路2M通道。2M通道互為備用，可自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行切換。（見(jiàn)圖5），圖5準(zhǔn)雙通道轉(zhuǎn)換方式經(jīng)過(guò)對(duì)比單通道模式、雙通道模式及準(zhǔn)雙通道模式在故障時(shí)保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)（見(jiàn)圖6）后發(fā)現(xiàn)：雙通道與準(zhǔn)雙通道模式可有效提高保護(hù)裝置的投入率。雙通道模式加強(qiáng)了對(duì)光通道的保護(hù)，但查找故障時(shí)，不能排除保護(hù)裝置本身存在問(wèn)題的可能，為查找故障增加了一個(gè)故障點(diǎn)；而一旦確定通道上的故障時(shí)還需將保護(hù)退出，因查找過(guò)程中需要通過(guò)自環(huán)確定通道故障點(diǎn)，如不將保護(hù)退出運(yùn)行，就會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)。此模式還因其需要雙光口配置的保護(hù)而增加了一定的費(fèi)用，性價(jià)比較低。準(zhǔn)雙通道優(yōu)勢(shì)在于提高了2M通道的可靠性，當(dāng)一路2M通道出現(xiàn)故障時(shí)，可退出此路通道并通過(guò)自環(huán)很快確定出故障點(diǎn)，減少了故障排除的時(shí)間，但弱化了對(duì)光通道的保護(hù)，當(dāng)光通道出現(xiàn)故障時(shí)，需立即退出保護(hù)。○保護(hù)可繼續(xù)運(yùn)行╳保護(hù)需退出運(yùn)行△無(wú)通道模式故障類型單通道模式單通道模式維修雙通道模式雙通道模式維修準(zhǔn)雙通道模式準(zhǔn)雙通道模式維修1路2M網(wǎng)絡(luò)故障╳╳○╳○○2路2M網(wǎng)絡(luò)故障△△╳╳╳╳1路光纖故障╳╳○╳╳╳2路光纖故障△△╳╳△△圖6通道模式比對(duì)3準(zhǔn)雙通道復(fù)用接口裝置的調(diào)試110kV葦三一線OTEC64（2M）/4-5V4型復(fù)用接口裝置安裝后，保護(hù)人員及廠家技術(shù)人員對(duì)葦三一線WXH-803保護(hù)裝置進(jìn)行了兩側(cè)聯(lián)調(diào)并模擬了部分通道故障已分析復(fù)用接口裝置的運(yùn)行狀態(tài)。模擬實(shí)驗(yàn)一：模擬正常設(shè)備正常狀態(tài)，兩側(cè)保護(hù)運(yùn)行燈指示正常，無(wú)告警信號(hào)，通道狀態(tài)為通，無(wú)碼率為T(mén)D=0.00。保護(hù)試驗(yàn)：=1\*GB3①使用標(biāo)準(zhǔn)電流源通入電流，兩側(cè)電流采樣與實(shí)際通入電流差值小于0.01。=2\*GB3②兩側(cè)同步通入電流，兩側(cè)顯示電流幅值差小于0.01，角度差為180±2°，三相差流顯示Ida=0.01,Idb=0.00,Idc=0.01屬正常范圍。=3\*GB3③分別模擬兩側(cè)保護(hù)動(dòng)作，斷路器出口正確，三相一次重合閘正確動(dòng)作。兩側(cè)動(dòng)作時(shí)間差小于10ms。模擬實(shí)驗(yàn)二：依次斷開(kāi)A、B路2M通道，復(fù)用接口裝置發(fā)A路或B路2M通道告警，兩側(cè)保護(hù)運(yùn)行燈指示正常，無(wú)告警信號(hào)，通道狀態(tài)為通，無(wú)碼率為T(mén)D=0.00。重復(fù)“實(shí)驗(yàn)一”中的保護(hù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正常，保護(hù)裝置未受一路2M通道的影響，復(fù)用接口裝置能夠自動(dòng)選擇并進(jìn)行切換。模擬實(shí)驗(yàn)三：將兩路2M通道同時(shí)中斷，復(fù)用接口裝置發(fā)A、B通道告警，保護(hù)裝置發(fā)通道中斷、通道告警，檢查誤碼率為T(mén)D=999.9。保護(hù)正確閉鎖光纖差動(dòng)功能。當(dāng)恢復(fù)其中一路通道時(shí)，保護(hù)裝置及復(fù)用接口裝置告警信號(hào)自動(dòng)復(fù)歸。模擬實(shí)驗(yàn)四：中斷保護(hù)裝置與復(fù)用接口裝置間光纖聯(lián)系，保護(hù)裝置發(fā)通道中斷、通道告警，檢查誤碼率為T(mén)D=999.9。保護(hù)正確閉鎖光纖差動(dòng)功能。復(fù)用接口裝置發(fā)光收、光發(fā)異常，2M通道為受其影響。當(dāng)恢復(fù)光纖連接后，保護(hù)裝置及復(fù)用接口裝置告警信號(hào)自動(dòng)復(fù)歸。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了圖6中的保護(hù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，也達(dá)到了我們提高復(fù)用通道可靠性的預(yù)定目標(biāo)。4.雙通道復(fù)用接口裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)隨著110kV葦三一線光纖保護(hù)2個(gè)月的無(wú)異常運(yùn)行，更加確定了雙通道復(fù)用接口裝置在提高保護(hù)運(yùn)行可靠性中的發(fā)揮作用，但也發(fā)現(xiàn)了如下問(wèn)題：=1\*GB2⑴110kV葦三一線光纖復(fù)用接口裝置安裝于通訊機(jī)架處，這樣縮短同軸電纜的連接長(zhǎng)度，但增加了光通道傳輸?shù)木嚯x，所以對(duì)光通道的檢查就變得尤為重要，建議在設(shè)備定檢中加入檢查保護(hù)至復(fù)用接口裝置光纜等內(nèi)容。為提高光通道的穩(wěn)定性也可提前熔接備用芯，當(dāng)發(fā)生光通道故障時(shí)，直接更換為光纜備用芯，可大大減少通訊中斷的時(shí)間。=2\*GB2⑵復(fù)用接口裝置在光纖保護(hù)的復(fù)用通道中起著重要的作用，此類重要設(shè)備易采用雙電源供電，電源點(diǎn)分別取自不同的兩段直流母線，確保不因電源故障而導(dǎo)致復(fù)用接口裝置斷電。=3\*GB2⑶運(yùn)行監(jiān)視。因復(fù)用接口裝置告警信號(hào)無(wú)法引至遠(yuǎn)方監(jiān)視，故一路2M通道中斷時(shí)無(wú)法通過(guò)遠(yuǎn)方監(jiān)視發(fā)現(xiàn)。需要加強(qiáng)對(duì)裝置本身的巡視工作，特別是無(wú)人值守變電站的日常巡視。=4\*GB2⑷建議將葦三一線使用的兩路復(fù)用通道分別配置與兩段不同路徑的業(yè)務(wù)中（見(jiàn)圖1），此項(xiàng)措施可降低應(yīng)通訊電纜故障而引起保護(hù)退出的可能性。=5\*GB2⑸現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊業(yè)務(wù)還有空間可尋，對(duì)于重要線路的2M通道，建議提前配置第三路2M業(yè)務(wù)作為備用通道，當(dāng)運(yùn)行中2M通道中斷時(shí)可在通訊機(jī)架處直接啟用備用通道，從而減少了兩路通道同時(shí)中斷時(shí)保護(hù)的退出時(shí)間。。=6\*GB2⑹對(duì)于旁路光纖保護(hù)，線路旁代時(shí)光纖接口操作變得異常繁瑣。建議廠家在通信機(jī)架或復(fù)用接口裝置處增加光纖