CN106877299A - 一种500kV变电站继电保护系统及其测试系统、测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种500kV变电站继电保护系统及其测试系统、测试方法，本发明的一种500kV变电站继电保护系统包括若干SDH系统；每个所述SDH系统包括继电保护装置和智能光传输装置，所述智能光传输设备上均配置一2M光接口板，同一所述SDH系统的所述继电保护装置与所述智能光传输装置通过接入光纤和2M光接口板连接，不同所述SDH系统的所述智能光传输装置之间通过传输光纤连接。在该系统的基础上搭建测试系统，运用测试方法测试了主流的继电保护装置的传输特性，验证了2M光接口设备的有效性和可靠性。利用多种实验条件测试了2M光接口通道对于继电保护业务性能的影响，对下一步进行线路性能测试和推广具有较大的实际价值。

Description

一种500kV变电站继电保护系统及其测试系统、测试方法

技术领域

本发明属于变电站继电保护的技术领域，尤其涉及一种500kV变电站继电保护系统及其测试系统、测试方法。

背景技术

目前，电力系统的规模随着经济的发展越来越大，结构越来越复杂。运行就得要求安全可靠、电能质量高、经济性好。然而由于自然条件、设备及认为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见、危害最大的是各种型式的短路。故障或不正常运行状态若不及时正确处理，都可能引发事故。为了及时正确处理故障和不正常运行状态、避免事故发生，就产生了继电保护。继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化构成继电保护动作的原理。继电保护装置是完成继电保护功能的核心，是反应电力系统中电气元件发生故障和不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置，继电保护装置主要包括：电流保护、电压保护、差动保护、高频保护、距离保护、平衡保护、负序及零序保护及方向保护等几种。

受继电保护特性的要求，目前，传输继电保护信息的通道主要采用光纤直接承载和传输设备承载两种形式。其中，采用光纤直接承载的形式因占用纤芯资源多、传输距离受限、无法远程监视等问题，其应用逐步减少；通过传输设备承载的情况需要通过2M-MUX继电保护数字复接接口装置与继电保护装置配合使用，将继电保护信息转换为E1信号接入设备传输。然而，随着站点线路数量的增加，机房内2M-MUX设备屏位占用了大量的机房空间，而在继电保护装置和SDH传输设备的设备，也是1个易引发故障的风险环节。

随电网的快速发展，变电站电力线出线方向逐年增加，山东公司辖内500kV及以上变电站出线方向平均数量超过四条。而目前山东公司500kV线路继电保护主要通过2M复用方式传输，每条继电保护装置需配套配置1套2M MUX的设备，这一方面在保护装置和通信设备间增加了1个故障风险环节，同时2M复用设备会大量占用的通信机房空间，影响通信设备、系统的扩容能力。

综上所述，现有技术中的500kV变电站线路继电保护通过2M复用方式传输，大量占用的通信机房空间、影响通信设备、系统的扩容能力、同时在保护装置和通信设备间增加了1个故障风险环节的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

本发明为了解决上述问题，克服现有技术中的500kV变电站线路继电保护通过2M复用方式传输，大量占用的通信机房空间、影响通信设备、系统的扩容能力、同时在保护装置和通信设备间增加了1个故障风险环节的问题，提供一种500kV变电站继电保护系统及其测试系统、测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：

一种500kV变电站继电保护系统，该系统包括若干SDH系统；

每个所述SDH系统包括继电保护装置和智能光传输装置，所述智能光传输设备上均配置一2M光接口板，同一所述SDH系统的所述继电保护装置与所述智能光传输装置通过接入光纤和2M光接口板连接，不同所述SDH系统的所述智能光传输装置之间通过传输光纤连接。

优选的，所述继电保护装置包括距离保护装置和差动保护装置，所述距离保护装置与所述差动保护装置之间采用接入光纤连接。

优选的，该系统包括第一SDH系统和第二SDH系统；

所述第一SDH系统包括第一继电保护装置和第一智能光传输装置，所述第一智能光传输设备上配置第一2M光接口板，所述第一继电保护装置与所述第一智能光传输装置通过第一接入光纤和第一2M光接口板连接；

所述第二SDH系统包括第二继电保护装置和第二智能光传输装置，所述第二智能光传输设备上配置第二2M光接口板，所述第二继电保护装置与所述第二智能光传输装置通过第二接入光纤和第二2M光接口板连接；

所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置之间通过传输光纤连接。

优选的，所述第一继电保护装置包括第一距离保护装置和第一差动保护装置，所述第一距离保护装置与所述第一差动保护装置之间采用第三接入光纤连接；

所述第二继电保护装置包括第二距离保护装置和第二差动保护装置，所述第二距离保护装置与所述第二差动保护装置之间采用第四接入光纤连接。

优选的，所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置之间的传输光纤包括主用光路和MSP光路。

优选的，所述第一接入光纤、第二接入光纤、第三接入光纤和第四接入光纤采用FC-LC尾纤；

所述传输光纤采用LC-LC尾纤。

本发明为了解决上述问题，克服现有技术中的500kV变电站线路继电保护通过2M复用方式传输，大量占用的通信机房空间、影响通信设备、系统的扩容能力、同时在保护装置和通信设备间增加了1个故障风险环节的问题，提供一种500kV变电站继电保护系统及其测试系统、测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下另一种技术方案：

一种500kV变电站继电保护系统的测试系统，该系统包括一种500kV变电站继电保护系统、光源光功率计和本地维护终端；

所述光源光功率计被配置为对所述传输光纤进行是否断纤测试；

所述本地维护终端被配置为对所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置进行初始配置。

优选的，所述本地维护终端进行初始配置的内容包括MSP和2M交叉连接。

本发明为了解决上述问题，克服现有技术中的500kV变电站线路继电保护通过2M复用方式传输，大量占用的通信机房空间、影响通信设备、系统的扩容能力、同时在保护装置和通信设备间增加了1个故障风险环节的问题，提供一种500kV变电站继电保护系统及其测试系统、测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下另一种技术方案：

一种500kV变电站继电保护系统的测试方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)：采用光源光功率计分别对40km、60km的LC-LC尾纤进行测试，确保整个传输光纤无断纤，且传输光纤的损耗在0.2dbm/km；

(2)：采用四根100km的LC-LC尾纤将所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置进行设备互联；

(3)：依次将所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置通电启动，待所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置启动完成后，采用本地维护终端分别对第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置进行初始化配置；

(4)：分别将所述第一智能光传输装置与第一继电保护装置通过FC-LC尾纤互联，将所述第二智能光传输装置与第二继电保护装置通过FC-LC尾纤互联；

(5)：改变传输光纤中主用光路与MSP光路的长度，测试在发生MSP倒换时对继电保护的影响。

优选的，在所述步骤(5)中，测试的具体步骤为：

(5-1)：将主用光路不变，分别测试MSP光路为40km、60km、80km、120km、140km、160km、180km和200km情况下，发生MSP倒换时，继电保护动作；

(5-2)：将MSP光路不变，分别测试主用光路为40km、60km、80km、120km、140km、160km、180km和200km情况下，发生MSP倒换时，继电保护动作。

本发明的有益效果：

1.本发明的一种500kV变电站继电保护系统，通过在智能光传输设备上均配置一2M光接口板，减少了现有技术中2M光/电信号转换器占用的较多的机房屏柜空间通过继电保护装置与通信设备2M光接口互联技术，满足该标准的光通信设备直接输出2Mbits/s速率的光信号，与继电保护装置直接通信，省去了2M光/电信号转换器，节约了投资和降低了故障概率。

2.本发明的一种500kV变电站继电保护系统的测试系统和测试方法，通过搭建2M光接口测试平台，测试了主流的继电保护装置的传输特性，验证了2M光接口设备的有效性和可靠性；

利用多种实验条件测试了2M光接口通道对于继电保护业务性能的影响，对下一步进行线路性能测试和推广具有较大的实际价值。

附图说明

图1是本发明一种500kV变电站继电保护系统的结构示意图；

图2是本发明实施例3中一种继电保护业务侧的测试结果的示意图；

图3是本发明实施例3中另一种继电保护业务侧的测试结果的示意图；

其中，1-第一SDH系统，2-第一智能光传输装置，3-第一距离保护装置，4-第一差动保护装置，5-第一接入光纤，6-第三接入光纤，7-第二SDH系统，8-第二智能光传输装置，9-第二距离保护装置，10-第二差动保护装置，11-第二接入光纤，12-第四接入光纤，13-传输光纤，14-主用光路，15-MSP光路。

具体实施方式：

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

正如背景技术所介绍的，现有技术中的500kV变电站线路继电保护通过2M复用方式传输，大量占用的通信机房空间、影响通信设备、系统的扩容能力、同时在保护装置和通信设备间增加了1个故障风险环节，为了解决上述问题，本实施例中提供种500kV变电站继电保护系统。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，

一种500kV变电站继电保护系统，在本实施例中，在在500kV济南变实训基地保护室内安装两台OSN 3500设备，分别为第一智能光传输装置2和所述第二智能光传输装置8，并各配置1块2M光接口板，针对目前常用的纵差、距离等继电保护设备的传输性能进行测试，监测2M光接口板的SDH通道对于继电保护业务的时延、抖动等关键参数的影响。

该系统包括第一SDH系统1和第二SDH系统7；SDH(Synchronous digitalhierarchy同步数字体系)。

所述第一SDH系统1包括第一继电保护装置和第一智能光传输装置2，所述第一智能光传输设备上配置第一2M光接口板，所述第一继电保护装置与所述第一智能光传输装置2通过第一接入光纤5和第一2M光接口板连接；

所述第一继电保护装置包括第一距离保护装置3和第一差动保护装置4，所述第一距离保护装置3与所述第一差动保护装置4之间采用第三接入光纤6连接；

所述第二SDH系统7包括第二继电保护装置和第二智能光传输装置8，所述第二智能光传输设备上配置第二2M光接口板，所述第二继电保护装置与所述第二智能光传输装置8通过第二接入光纤11和第二2M光接口板连接；

所述第二继电保护装置包括第二距离保护装置9和第二差动保护装置10，所述第二距离保护装置9与所述第二差动保护装置10之间采用第四接入光纤12连接。

所述第一智能光传输装置2和所述第二智能光传输装置8之间通过传输光纤13连接。

所述第一智能光传输装置2和所述第二智能光传输装置8之间的传输光纤13包括主用光路14和MSP光路15。MSP为遵循G841协议的，SDH网络的复用段层路径保护。

所述第一接入光纤5、第二接入光纤11、第三接入光纤6和第四接入光纤12采用FC-LC尾纤；

所述传输光纤13采用LC-LC尾纤。

实施例2：

正如背景技术所介绍的，现有技术中的500kV变电站线路继电保护通过2M复用方式传输，大量占用的通信机房空间、影响通信设备、系统的扩容能力、同时在保护装置和通信设备间增加了1个故障风险环节，为了解决上述问题，本实施例中提供种500kV变电站继电保护系统。

本申请的一种典型的实施方式中，

一种500kV变电站继电保护系统的测试系统，该系统包括一种500kV变电站继电保护系统、光源光功率计和本地维护终端；

所述光源光功率计被配置为对所述传输光纤13进行是否断纤测试；

所述本地维护终端被配置为对所述第一智能光传输装置2和所述第二智能光传输装置8进行初始配置。

所述本地维护终端进行初始配置的内容包括MSP和2M交叉连接。

实施例3：

正如背景技术所介绍的，现有技术中的500kV变电站线路继电保护通过2M复用方式传输，大量占用的通信机房空间、影响通信设备、系统的扩容能力、同时在保护装置和通信设备间增加了1个故障风险环节，为了解决上述问题，本实施例中提供种500kV变电站继电保护系统。

本申请的一种典型的实施方式中，

一种500kV变电站继电保护系统的测试方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)：采用光源光功率计分别对40km、60km的LC-LC尾纤进行测试，确保整个传输光纤13无断纤，且传输光纤13的损耗在0.2dbm/km；

(2)：采用四根100km的LC-LC尾纤将所述第一智能光传输装置2和所述第二智能光传输装置8进行设备互联；

(3)：依次将所述第一智能光传输装置2和所述第二智能光传输装置8通电启动，待所述第一智能光传输装置2和所述第二智能光传输装置8启动完成后，采用本地维护终端分别对第一智能光传输装置2和所述第二智能光传输装置8进行初始化配置；

(4)：分别将所述第一智能光传输装置2与第一继电保护装置通过FC-LC尾纤互联，将所述第二智能光传输装置8与第二继电保护装置通过FC-LC尾纤互联；

(5)：改变传输光纤13中主用光路14与MSP光路15的长度，测试在发生MSP倒换时对继电保护的影响。

在所述步骤(5)中，测试的具体步骤为：

(5-1)：将主用光路14不变，分别测试MSP光路15为40km、60km、80km、120km、140km、160km、180km和200km情况下，发生MSP倒换时，继电保护动作；

(5-2)：将MSP光路15不变，分别测试主用光路14为40km、60km、80km、120km、140km、160km、180km和200km情况下，发生MSP倒换时，继电保护动作。

通过本实施例中测试系统和测试方法，完成济南变内南瑞931M和931AM两种型号继电保护业务侧开通测试，测试结果如图2和图3所示，测试结果表明可以正常通信，满足传输机电保护业务的性能要求。

本发明的有益效果：

1.本发明的一种500kV变电站继电保护系统，通过在智能光传输设备上均配置一2M光接口板，减少了现有技术中2M光/电信号转换器占用的较多的机房屏柜空间通过继电保护装置与通信设备2M光接口互联技术，满足该标准的光通信设备直接输出2Mbits/s速率的光信号，与继电保护装置直接通信，省去了2M光/电信号转换器，节约了投资和降低了故障概率。

2.本发明的一种500kV变电站继电保护系统的测试系统和测试方法，通过搭建2M光接口测试平台，测试了主流的继电保护装置的传输特性，验证了2M光接口设备的有效性和可靠性；

利用多种实验条件测试了2M光接口通道对于继电保护业务性能的影响，对下一步进行线路性能测试和推广具有较大的实际价值。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种500kV变电站继电保护系统，该系统包括若干SDH系统；

每个所述SDH系统包括继电保护装置和智能光传输装置，所述智能光传输设备上均配置一2M光接口板，同一所述SDH系统的所述继电保护装置与所述智能光传输装置通过接入光纤和2M光接口板连接，不同所述SDH系统的所述智能光传输装置之间通过传输光纤连接。

2.如权利要求1所述的一种500kV变电站继电保护系统，其特征是：所述继电保护装置包括距离保护装置和差动保护装置，所述距离保护装置与所述差动保护装置之间采用接入光纤连接。

3.如权利要求2所述的一种500kV变电站继电保护系统，其特征是：该系统包括第一SDH系统和第二SDH系统；

所述第一SDH系统包括第一继电保护装置和第一智能光传输装置，所述第一智能光传输设备上配置第一2M光接口板，所述第一继电保护装置与所述第一智能光传输装置通过第一接入光纤和第一2M光接口板连接；

所述第二SDH系统包括第二继电保护装置和第二智能光传输装置，所述第二智能光传输设备上配置第二2M光接口板，所述第二继电保护装置与所述第二智能光传输装置通过第二接入光纤和第二2M光接口板连接；

所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置之间通过传输光纤连接。

4.如权利要求3所述的一种500kV变电站继电保护系统，其特征是：所述第一继电保护装置包括第一距离保护装置和第一差动保护装置，所述第一距离保护装置与所述第一差动保护装置之间采用第三接入光纤连接；

所述第二继电保护装置包括第二距离保护装置和第二差动保护装置，所述第二距离保护装置与所述第二差动保护装置之间采用第四接入光纤连接。

5.如权利要求3所述的一种500kV变电站继电保护系统，其特征是：所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置之间的传输光纤包括主用光路和MSP光路。

6.如权利要求4所述的一种500kV变电站继电保护系统，其特征是：所述第一接入光纤、第二接入光纤、第三接入光纤和第四接入光纤采用FC-LC尾纤；

所述传输光纤采用LC-LC尾纤。

7.一种500kV变电站继电保护系统的测试系统，该系统包括如权利要求1-6任一所述的一种500kV变电站继电保护系统、光源光功率计和本地维护终端；

所述光源光功率计被配置为对所述传输光纤进行是否断纤测试；

所述本地维护终端被配置为对所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置进行初始配置。

8.如权利要求7所述的一种500kV变电站继电保护系统的测试系统，其特征是：所述本地维护终端进行初始配置的内容包括MSP和2M交叉连接。

9.如权利要求7-8任一所述的一种500kV变电站继电保护系统的测试系统，基于该测试系统的一种500kV变电站继电保护系统的测试方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)：采用光源光功率计分别对40km、60km的LC-LC尾纤进行测试，确保整个传输光纤无断纤，且传输光纤的损耗在0.2dbm/km；

(2)：采用四根100km的LC-LC尾纤将所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置进行设备互联；

(3)：依次将所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置通电启动，待所述第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置启动完成后，采用本地维护终端分别对第一智能光传输装置和所述第二智能光传输装置进行初始化配置；

(4)：分别将所述第一智能光传输装置与第一继电保护装置通过FC-LC尾纤互联，将所述第二智能光传输装置与第二继电保护装置通过FC-LC尾纤互联；

(5)：改变传输光纤中主用光路与MSP光路的长度，测试在发生MSP倒换时对继电保护的影响。

10.如权利要求9所述的一种500kV变电站继电保护系统的测试系统，其特征是：在所述步骤(5)中，测试的具体步骤为：

(5-1)：将主用光路不变，分别测试MSP光路为40km、60km、80km、120km、140km、160km、180km和200km情况下，发生MSP倒换时，继电保护动作；

(5-2)：将MSP光路不变，分别测试主用光路为40km、60km、80km、120km、140km、160km、180km和200km情况下，发生MSP倒换时，继电保护动作。