双通道复用接口装置的应用

2012年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文双通道复用接口装置的应用乌鲁木齐电业局变电检修工区程雪峰周建邦[摘要]通过加装双通道复用接口装置，为采用复用通道的光纤保护装置提供两路可自动切换的2M通道接口，降低了光纤保护通道中断次数，从而提高了光纤保护的可靠性。[关键词]复用接口光纤保护光电转换可靠性引言随着电网与光纤通信技术的不断发展，光纤保护以其原理简单、抗干扰能力强等优点被广泛应用。光纤通道作为光纤保护的重要组成部分，其传输的稳定性性直接影响继电保护装置的可靠性，本文以220kV三宫变电站110kV苇三一线加装OTEC64（2M）/4-5V4型复用接口装置为实例，介绍了双通道复用接口装置在光纤保护装置中的作用，分析研究复用接口装置对提高光纤保护可靠性的影响。1.应用背景220kV三宫变电站是新疆电网中的大型枢纽变电站之一，承担着乌鲁木齐市大部分地区和米泉市、安宁渠等地的供电工作，220kV三宫变电站通过110kV苇三一线、苇三二线与苇湖梁电厂相连，110kV苇三一、二线保护装置为许继电气股份公司生产的WXH-803型光纤保护装置，该保护通过三宫变至苇厂的复用光缆进行通讯。此光缆除承担110kV苇三一、二线光纤保护通道业务外，还承担着220kV三宫变电站与省调之间的其他通讯传输业务（通道业务见图1所示）。因受外力破坏、光纤业务变更等多种因素影响，2011年1月至8月期间，110kV苇三一线光缆通道中断了6次，导致110kV苇三一线光纤保护频繁退出运行，共计退出31.5小时，严重影响了电力系统供电的可靠性。图1通讯网络联系图为提高保护装置可靠性及光纤通道利用率，经调度、保护、通讯技术人员的研究分析，采取了双复用通道的改进措施，即对110kV苇三一线加装双通道复用接口装置。加装的复用接口装置可使互为备用两路复用通道同时进行工作，实现双复用通道传输模式。装置加装后增加了苇湖梁电厂-省调-三宫变电站的2M通讯业务，使光纤保护可通过新旧两套业务通道同时进行通讯。2.双通道复用接口装置的应用2.1设备选型及装置概述110kV苇三一线保护装置为许继电气股份公司生产的WXH-803型（V2.22）光纤保护装置，此装置采用64kb/s数据通信接口，两侧通过光缆通信。经对现有的各类复用接口装置进行比对后，最终确定加装许继电气股份公司生产的OTEC64（2M）/4-5V4型复用接口装置，此装置是与ZSJ-900/901继电保护光纤数字接口装置以及WXH-803/803A等线路保护装置的配套产品，它能完成保护装置光接口到通讯装置电接口的转换，并实现64kb/s或2.048Mb/s传输路由的无损伤切换，为继电保护数据的传输提供全透明的传输通道。2.2复用接口装置的原理及通道转换模式复用接口装置是将保护装置发出的光信号转换为适用于2M口通道的电信号通过复用光纤网络传输至对侧，对侧保护将接收到的电信号经过选择后转换为保护装置使用光信号传输至保护装置。（见图2）图2复用接口装置原理图OTEC64（2M）/4-5V4型复用接口装置能提供单通道、双通道方式与准双通道三种模式。110kV苇三一线的WXH-803型因其保护装置仅有一组光纤接入口，故只能使用单通道或准双通道模式，但为了更好的分析双通道复用接口装置对光纤通道的影响，现将三种方式分别阐述并进行比对。单通道模式配置一路光通道及一路2M复用通道，可完成电信号与光信号之间的转换。（见图3）图3单通道转换方式双通道模式模式配置两路完全独立的光通道及2M复用通道，通道为“并行”模式，两路相互独立并同时工作，彼此间不需要切换（见图4）。图4双通道转换方式准双通道模式配置一路光通道及两路2M通道。2M通道互为备用，可自动或手动进行切换。（见图5），图5准双通道转换方式经过对比单通道模式、双通道模式及准双通道模式在故障时保护运行状态（见图6）后发现：双通道与准双通道模式可有效提高保护装置的投入率。双通道模式加强了对光通道的保护，但查找故障时，不能排除保护装置本身存在问题的可能，为查找故障增加了一个故障点；而一旦确定通道上的故障时还需将保护退出，因查找过程中需要通过自环确定通道故障点，如不将保护退出运行，就会造成保护误动。此模式还因其需要双光口配置的保护而增加了一定的费用，性价比较低。准双通道优势在于提高了2M通道的可靠性，当一路2M通道出现故障时，可退出此路通道并通过自环很快确定出故障点，减少了故障排除的时间，但弱化了对光通道的保护，当光通道出现故障时，需立即退出保护。○保护可继续运行╳保护需退出运行△无通道模式故障类型单通道模式单通道模式维修双通道模式双通道模式维修准双通道模式准双通道模式维修1路2M网络故障╳╳○╳○○2路2M网络故障△△╳╳╳╳1路光纤故障╳╳○╳╳╳2路光纤故障△△╳╳△△图6通道模式比对3准双通道复用接口装置的调试110kV苇三一线OTEC64（2M）/4-5V4型复用接口装置安装后，保护人员及厂家技术人员对苇三一线WXH-803保护装置进行了两侧联调并模拟了部分通道故障已分析复用接口装置的运行状态。模拟实验一：模拟正常设备正常状态，两侧保护运行灯指示正常，无告警信号，通道状态为通，无码率为TD=0.00。保护试验：=1\*GB3①使用标准电流源通入电流，两侧电流采样与实际通入电流差值小于0.01。=2\*GB3②两侧同步通入电流，两侧显示电流幅值差小于0.01，角度差为180±2°，三相差流显示Ida=0.01,Idb=0.00,Idc=0.01属正常范围。=3\*GB3③分别模拟两侧保护动作，断路器出口正确，三相一次重合闸正确动作。两侧动作时间差小于10ms。模拟实验二：依次断开A、B路2M通道，复用接口装置发A路或B路2M通道告警，两侧保护运行灯指示正常，无告警信号，通道状态为通，无码率为TD=0.00。重复“实验一”中的保护试验，发现实验数据正常，保护装置未受一路2M通道的影响，复用接口装置能够自动选择并进行切换。模拟实验三：将两路2M通道同时中断，复用接口装置发A、B通道告警，保护装置发通道中断、通道告警，检查误码率为TD=999.9。保护正确闭锁光纤差动功能。当恢复其中一路通道时，保护装置及复用接口装置告警信号自动复归。模拟实验四：中断保护装置与复用接口装置间光纤联系，保护装置发通道中断、通道告警，检查误码率为TD=999.9。保护正确闭锁光纤差动功能。复用接口装置发光收、光发异常，2M通道为受其影响。当恢复光纤连接后，保护装置及复用接口装置告警信号自动复归。通过上述实验，验证了图6中的保护运行数据，也达到了我们提高复用通道可靠性的预定目标。4.双通道复用接口装置运行经验的总结随着110kV苇三一线光纤保护2个月的无异常运行，更加确定了双通道复用接口装置在提高保护运行可靠性中的发挥作用，但也发现了如下问题：=1\*GB2⑴110kV苇三一线光纤复用接口装置安装于通讯机架处，这样缩短同轴电缆的连接长度，但增加了光通道传输的距离，所以对光通道的检查就变得尤为重要，建议在设备定检中加入检查保护至复用接口装置光缆等内容。为提高光通道的稳定性也可提前熔接备用芯，当发生光通道故障时，直接更换为光缆备用芯，可大大减少通讯中断的时间。=2\*GB2⑵复用接口装置在光纤保护的复用通道中起着重要的作用，此类重要设备易采用双电源供电，电源点分别取自不同的两段直流母线，确保不因电源故障而导致复用接口装置断电。=3\*GB2⑶运行监视。因复用接口装置告警信号无法引至远方监视，故一路2M通道中断时无法通过远方监视发现。需要加强对装置本身的巡视工作，特别是无人值守变电站的日常巡视。=4\*GB2⑷建议将苇三一线使用的两路复用通道分别配置与两段不同路径的业务中（见图1），此项措施可降低应通讯电缆故障而引起保护退出的可能性。=5\*GB2⑸现网络通讯业务还有空间可寻，对于重要线路的2M通道，建议提前配置第三路2M业务作为备用通道，当运行中2M通道中断时可在通讯机架处直接启用备用通道，从而减少了两路通道同时中断时保护的退出时间。。=6\*GB2⑹对于旁路光纤保护，线路旁代时光纤接口操作变得异常繁琐。建议厂家在通信机架或复用接口装置处增加光纤