CN101807819B - 一种电力线路保护系统及传输继电保护信号的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力线路保护系统及传输继电保护信号的方法，涉及电力设备及通信领域，用以解决现有技术中继电保护装置与通信SDH设备之间没有统一接口标准的问题。系统包括：两个站点；每一站点由通过光纤光缆相互直连的继电保护装置和通信SDH设备组成；两站点之间通过通信SDH设备通信。方法包括：发送端继电保护装置将保护信号编码后转换成光信号，并通过光通道直送到发送端通信SDH设备；发送端通信SDH设备向接收端发送光信号；接收端通信SDH设备接收光信号；接收端通信SDH设备通过光通道将光信号直送到接收端继电保护装置，并由接收端继电保护装置解码为保护信号。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备及通信领域，特别是涉及一种电力线路保护系统及传输继电保护信号的方法。
背景技术
当前，基于2M通信接口的电力系统光纤保护应用越来越广泛，在220kV、500kV线路上都作为主要继电保护方式。继电保护装置与通信同步数字体系(SDH Synchronous Digital Hierarchy)设备的连接示意参见图1所示，在继电保护装置与通信SDH设备之间需增加转换装置(如MUX2M等)来实现接口匹配。由于该第三方协议转换装置没有统一的接口标准，在此种运行方式下，它的故障将有可能导致继电保护拒动，给电网运行带来极大安全隐患；同时，在实际电网运行中，该转换装置还存在网管监控不到，供电、统一接地可靠性难以保障，布线、故障排查、调试困难，占用大量机房空间等种种问题。
发明内容
本发明提供了一种电力线路保护系统及传输继电保护信号的方法，用以解决现有技术中继电保护装置与通信SDH设备之间没有统一接口标准的问题。
本发明的一种电力线路保护系统，包括：两个站点；每一所述站点由通过光纤光缆相互直连的继电保护装置和通信同步数字体系设备组成；两站点之间通过所述通信同步数字体系设备通信。
进一步，继电保护装置中包括光接口，通信同步数字体系设备中包括光接口；继电保护装置的光接口和通信同步数字体系设备的光接口通过光纤直连。
本发明的一种传输继电保护信号的方法，包括下列步骤：发送端继电保护装置将保护信号编码后再转换成光信号，并通过光通道直送到发送端通信同步数字体系设备；发送端通信同步数字体系设备向接收端发送光信号；接收端通信同步数字体系设备接收光信号；接收端通信同步数字体系设备通过光通道将光信号直送到接收端继电保护装置，并由接收端继电保护装置解码为保护信号。
进一步，发送端继电保护装置与发送端通信同步数字体系设备之间传送的光信号，以及接收端通信同步数字体系设备与接收端继电保护装置之间传送的光信号的速率为2048±50ppm kb/s。
发送端继电保护装置与发送端通信同步数字体系设备之间，以及接收端通信同步数字体系设备与接收端继电保护装置之间的接口的信号方式为非成帧。
发送端通信同步数字体系设备向接收端发送光信号具体包括：发送端通信同步数字体系设备从收到的光信号中提取时钟信息；发送端通信同步数字体系设备根据所述时钟信息对该光信号进行调整后向接收端发送。时钟信息中不能出现大于3个的长连“0”或长连“1”。
光信号的工作波长范围为1260nm至1360nm。
本发明有益效果如下：
由于本发明将继电保护装置和通信SDH设备之间的接口统一，去除了其间的转换装置，所以解决了现有技术存在的问题。
附图说明
图1为现有保护装置与通信SDH设备通过转换装置连接示意图；
图2为本发明实施例中的系统结构示意图；
图3为本发明实施例中的继电保护装置2M光接口与通信SDH设备2M光接口互联示意图；
图4为本发明实施例中的方法步骤流程图；
图5为本发明实施例中的继电保护信号通信示意图。
具体实施方式
为了解决由于转换装置没有统一的接口标准，在此种运行方式下，它的故障将有可能导致继电保护拒动，给电网运行带来极大安全隐患；同时，在实际电网运行中，该转换装置还存在网管监控不到，供电、统一接地可靠性难以保障，布线、故障排查、调试困难，占用大量机房空间等种种问题。发明人认为有必要对继电保护装置与通信SDH设备2M光接口进行研究，使继电保护装置和通信SDH设备2M光接口采用统一的光接口技术标准，包括物理层和数据链路层的标准。在电网运行中逐步推广，去除非标准的转换装置，实现继电保护装置与通信SDH设备通过光接口直接连接，进而解决以上问题。以下进一步详述。
参见图2所示，本发明实施例中的系统包括两个站点，如A、B站点；每一站点由通过光纤光缆1相互直连的继电保护装置2和通信SDH设备3组成；两站点之间通过通信SDH设备3通信。
更为具体的，参见图3所示，光纤光缆1由光接口11和光纤12组成，光接口11中又包含光模块111和电路模块112；继电保护装置2中包括：相连的继电保护装置电路模块21和光接口11(可为2M光接口)；通信SDH设备3中包括：相连的通信SDH设备电路模块31和光接口11(可为2M光接口)；继电保护装置的光接口11和通信SDH设备的光接口11通过光纤12(光纤类型可采用G.652单模光纤)直连，进而将继电保护装置2和通信SDH设备3连接。
参见图4所示，本发明实施例中的方法包括下列主要步骤：
S1、发送端继电保护装置将保护信号编码后再转换成光信号，并通过光通道直送到发送端通信SDH设备。
S2、发送端通信SDH设备向接收端发送光信号。
S3、接收端通信SDH设备接收光信号。
S4、接收端通信SDH设备通过光通道将光信号直送到接收端继电保护装置，并由接收端继电保护装置解码为保护信号。
更为具体的，参见图5所示，通过继电保护信号通信示意图进一步解释。
A站保护装置发出保护信号，该保护信号经A站保护装置编码后再转换为光信号；
该光信号通过光通道直送(如：光纤直连)到A站通信SDH设备；
A站通信SDH设备向接收端发出光信号之前，从收到的光信号中提取时钟信息，进一步根据时钟信息对该光信号进行分析判断，生成对应的电信号，然后使用A站通信SDH设备系统时钟进行内部信号处理，如码速率调整、复用等处理。
A站通信SDH设备将处理后的光信号通过通信通道发送到B站通信SDH设备；
B站通信SDH设备在向B站保护装置发出光信号之前，相应的进行内部信号处理，如码速率调整、解复用等处理。
B站通信SDH设备将处理后的光信号通过光通道直送(如：光纤直连)到B站保护装置；
B站保护装置对该光信号转换为电信号再解码得到保护信号。
B站保护装置向A站保护装置发送保护信号亦然，不再赘述。
上述各系统实施例中所述的光接口，以及方法实施例中所述的光通道，其参数规范如下表所示。
并且上述发送端继电保护装置与发送端通信同步数字体系设备之间，以及接收端通信同步数字体系设备与接收端继电保护装置之间的接口的信号方式为非成帧。采用非成帧方式接口，可以保证通信同步数字体系设备对继电保护信号的透明传输，通信同步数字体系设备无需关心保护信号的编解码方式等内部处理机制，使得光接口可以最大程度的兼容各种继电保护装置，也降低了通信同步数字体系设备与继电保护装置光接口的开发难度和开发成本。同时，采用非成帧方式接口，可以使用通道全时隙链路进行数据传输，提高数据传输效率。
发送端继电保护装置与发送端通信同步数字体系设备之间传送的光信号，以及接收端通信同步数字体系设备与接收端继电保护装置之间传送的光信号的速率为2048±50ppm kb/s。考虑到通信同步数字体系设备与继电保护装置之间采用传统保护电接口通常的2Mbit/s通道，不仅保证了信号传输带宽，满足两个站点之间保护信号交互的需要，并且保持了通信同步数字体系设备与继电保护装置通用的低阶传输速率不变，在一定程度上扩展了技术的通用性，也降低了通信同步数字体系设备与继电保护装置光接口的开发难度和开发成本。
光信号的工作波长范围为1260nm至1360nm。标准单模光纤在这个工作波长范围内光纤色散最小(1310nm称为零色散波长)，损耗低，有利于光信号的传输。
发送端通信同步数字体系设备从收到的光信号中提取的时钟信息，不能出现3个以上(不包括3个)的长连“0”或长连“1”，由于继电保护装置发过来的光信号如果出现长连“0”和长连“1”，发送端通信同步数字体系设备无法提取出来时钟，或会导致提取出来时钟质量差，时钟的主要作用在于对信号信息的提取和判断，在数字通信系统中，传送的信号是数字化的脉冲序列，只有良好的时钟质量才能保证信号的有效识别与同步，进而保证信息传送的准确。所以要求不出现四个及以上的长连“0”或长连“1”(不包括三个)，三个及以下才能最好的保证信号的有效识别与同步，这样发送端通信同步数字体系设备才能准确提取时钟信息，进而利用时钟信息提取出继电保护装置发过来的信号，最终复用在SDH的帧结构中，传输到对端。
综上，本发明将规范继电保护装置与通信设备2M光接口互连技术标准。
在220KV及以上站点中逐步推广使用该光接口，去除该第三方协议转换装置，排除安全隐患，必将大幅提高电网保护业务运行的可靠性，进一步保证电网安全、稳定运行。
解决长期以来困扰通信和继电保护专业接口互连的种种问题，新的2M光接口将极大方便继电保护通道的故障排查，提高运行维护的水平和效率。
释放大量继电保护小室和通信机房的机房空间，一定程度上缓解变电站机房空间紧张问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种电力线路保护系统，其特征在于，包括：两个站点；
每一所述站点由通过光纤光缆相互直连的继电保护装置和通信同步数字体系设备组成；
两站点之间通过所述通信同步数字体系设备通信；
其中，所述继电保护装置中包括光接口，通信同步数字体系设备中包括光接口；继电保护装置的光接口和通信同步数字体系设备的光接口通过光纤直连；
其中：光接口，以及所述光纤直连的光通道，参数以及规范包括：
数字信号标称比特率为：2048kb/s±50ppm；
工作波长范围：1260～1360nm；
光源类型：多纵模MLM或单纵模SLM；
光谱特性的最大均方根谱宽RMS宽度为：7.7nm；
平均发射功率的最大值为-8dBm，平均发射功率的最小值为：-15dBm，最小消光比为：8.2dB；
S和R点之间的光通信特性中，衰减范围为0～7dB，最大色散为18/25ps/nm；
接收机在R点特性中，最差灵敏度b为-23dBm，最小过载点为-8dBm，最大光通道代价为1dB。
2.如权利要求1所述的电力线路保护系统，其特征在于，所述光纤为单模光纤。
3.一种传输继电保护信号的方法，其特征在于，包括下列步骤：
发送端继电保护装置将保护信号编码后再转换成光信号，并通过光通道直送到发送端通信同步数字体系设备；
发送端通信同步数字体系设备向接收端发送光信号；
接收端通信同步数字体系设备接收光信号；
接收端通信同步数字体系设备通过光通道将光信号直送到接收端继电保护装置，并由接收端继电保护装置解码为保护信号；
其中，所述继电保护装置中包括光接口，通信同步数字体系设备中包括光接口；继电保护装置的光接口和通信同步数字体系设备的光接口通过光纤直连；
其中：光接口，以及所述光纤直连的光通道，参数以及规范包括：
数字信号标称比特率为：2048kb/s±50ppm；
工作波长范围：1260～1360nm；
光源类型：多纵模MLM或单纵模SLM；
光谱特性的最大RMS宽度为：7.7nm；
平均发射功率的最大值为-8dBm，平均发射功率的最小值为：-15dBm，最小消光比为：8.2dB；
S和R点之间的光通信特性中，衰减范围为0～7dB，最大色散为18/25ps/nm；
接收机在R点特性中，最差灵敏度b为-23dBm，最小过载点为-8dBm，最大光通道代价为1dB。
4.如权利要求3所述传输继电保护信号的方法，其特征在于，所述发送端继电保护装置与发送端通信同步数字体系设备之间，以及接收端通信同步数字体系设备与接收端继电保护装置之间的接口的信号方式为非成帧。
5.如权利要求3所述传输继电保护信号的方法，其特征在于，发送端通信同步数字体系设备向接收端发送光信号具体包括：
发送端通信同步数字体系设备从收到的光信号中提取时钟信息；
发送端通信同步数字体系设备根据所述时钟信息对该光信号进行调整后向接收端发送。
6.如权利要求5所述传输继电保护信号的方法，其特征在于，所述时钟信息中不能出现大于3个的长连“0”或长连“1”。
7.如权利要求3所述传输继电保护信号的方法，其特征在于，所述光信号发往接收端之前，发送端通信同步数字体系设备对该光信号进行复用处理；以及
接收端通信同步数字体系设备将该光信号直送到接收端继电保护装置之前，对该光信号进行解复用的处理。
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