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浅谈继电保护光纤通道与保护

  电网多次发生因普缆遭外破造成多套保护同时停运,严重的造成多条线路两套主保护通道同时中断导致线路停运,为提高继电保护设备运行可靠性,调度信息通信中心要加强继电保护光纤通道运行维护工作,对电网220KV线路光纤继电保护通道进行隐患排查工作。对继电保护主备的通道不同类型进行相关的统计,对照通道的参数即:首先对高频保护的频率、其次对光纤保护的光缆纤芯、2M端口、线路长度、保护设备的型号、厂家、通道路由方式进行统计。按照《电网继电保护复用通道技术及管理规定》对继电保护通道配置是否符合保护专业要求,承载同一条线路的两套继电保护通道的光纤设备、电源设备是否双配置并满足相互独立的要求进行复核。对承载继电保护电路的光缆路由是否安全、保护设备和通道标识是否进行特殊标志进行检查。目前,调度信息通信中心已完成隐患排查工作,查出隐患两条,上报省信通中心协助解决。此项工作的开展,将提高电网继电保护复用通道的运行管理,促进继电保护安全和复用通道的稳定运行。在制订保护光纤化改造方案的时候,要考虑到检修、调度及运行单位密切配合的问题,而对于电网线路保护通道的全光纤化改造工作可以彻底解决线路保护高频每天进行通道检测的问题,降低了运行维护成本,为加快智能电网建设奠定了坚实的基础。

一、继电保护装置与光纤电力互感器的接口

对带光纤接口的保护装置来说,它的采样值输入设备为装置外部的数字式输出的电子式光纤电力互感器。各个光纤电力互感器将数字式采样值数据经由一次转换器转换成合适在传输系统中传输的信号,并通过传输系统将这些信号传输至二次部分,二次部分中的二次转换器接收这些信号后,将其转换为测量仪器、控制装置等设备所用到的信号形式,并将其传送至信息合并单元。信息合并单元将各路二次转换器传送进来的数据进行汇总后作同步处理,再将这些数据打包校验,发送出去。保护装置*后通过光纤接口接收前端信息合并单元传送过来的数字式电量采样值。继电保护装置作为变电站自动化系统的一部分,与系统中的其它智能电子装置存在着高效通讯的要求。目前为止,由许多制造厂开发的特定的专用通讯规约已经得到应用,但是当采用不同制造厂的智能电子装置时要求复杂的、高费用的规约转换。而工业的经验已经表明了这种需要,允许不同制造厂的装置具有互操作性,互操作性是指能够工作在同一个网络上或者通讯通路上共享信息和命令的能力。这里还有智能电子设备的互换性,它是指一个制造厂的装置可以用另一个制造厂的装置代替而不造成改变系统中其他元件。互操作性是电力公司、设备制造厂和标准化组织的共同目标。而变电站自动化通讯标准IEC61850的目的就在于解决智能电子设备之间这种高效通信的要求。在IEC61850中,电站在功能上分为三层:变电站(**层),间隔层(**层)和过程层(第0层)。IEC61850中的第九部分详细地定义了间隔层和过程层之间特定通讯服务的映射。这个部分详细说明了一个串行单向多支路点对点连接的映射。它在变电站中主要应用于电流电压传感器与间隔层设备(如保护装置、测量仪器等控制设备)之间的连接。按照IEC61850-9中的建议,光纤数字化保护装置与前端的信息合并单元采用IEEE802.3以太网协议传输采样值数据,其传输媒介为多膜光纤。在这里保护装置只是通过光纤接口单向接收采样数据,因此在光纤通道上不会出现信道冲突的问题,有力地保证了传输数据的可靠性。数据应用层的标示格式采用与IEC61850-9-1相一致的格式,它允许测量值超过正常值的10000倍而不会发生溢出。

二、TX5115继电保护光纤通道测试仪

适用于无交流供电条件的测试;集成了光继电保护通道多种常用的测试仪功能:多波长光功率计、双波长单模光源、数字预置可变光衰减器、光电话和2M接口误码测试仪。

主要技术指标及功能:光功率计,工作波长:850nm、1300nm、1310nm、1550nm;测量范围: -50.00dBm~+3.00dBm(850nm1300nm);-50.00dBm~+20.00dBm(1310nm、1550nm)。显示分辨率:0.01dB;基本测量误差:优于±0.2dB;具备已调低频方波的解调和识别功能:和本机光源的低频输出调制功能配合使用,实现对纤和波长识别功能。

解调灵敏度:优于-50dBm;可识别的已调低频方波频率:0.27kHz、0.33kHz、1.00kHz或2.00kHz。具备相对功率电平测试功能:和本机光源配合使用,实现对损耗或衰减的测量,根据光纤的衰减系数,可对光纤的长度进行估算。具备衰减校准功能:当外置固定衰减量的光衰减器时,和本机光源配合使用进行衰减校准,使光功率计的显示值为当前功率实测值,无需衰减量折算。光源工作波长:1310nm、1550nm;输出功率:连续波输出:典型值0dBm;低频方波调制输出:典型值-3dBm。长时稳定度:优于±0.01dB/1h低频方波调制频率:270Hz、330Hz、1kHz、2kHz。可变光衰减器采用键盘数字预置方式进行衰减量调节。工作波长:1310nm、1550nm;衰减范围:15dB~40dB;显示分辨率:0.1dB。2M接口误码仪信号速率:2048kbit/s±50ppm;工作模式:非成帧、成帧(PCM30、PCM30C 、PCM31、PCM31C);接口编码:HDB3、AMI;负载阻抗:输出阻抗:不平衡75Ω、平衡120Ω;输入阻抗:不平衡75Ω、不平衡高阻,平衡120Ω、平衡高阻。收发时钟:内部时钟;测试图案:伪随机码(223-1、215-1、211-1、29-1、23-1)或八位人工码;插入误码:关、1bit、1×10-3、1×10-4;、1×10-5、1×10-6;*大连续测试时间:999小时;比特误码率显示范围:1.0~1.0×10-14。提供对测量输入通道0dB、+6dB的输入增益设置:当被测设备2M电接口输出信号的幅度出现衰减并有可能影响正常测试时,可预置测量输入通道的增益为+6dB,以满足正常测试要求。提供对测量输出通道0dB、-6dB的输出衰减设置:以检验被测设备2M电接口的输入信号端对输入信号幅度的适应要求。特色功能:光电话选购光电话适配器时,可在一根单模光纤上实现双工电话功能。工作波长:1310nm、1550nm;动态范围:35dB。综合测试功能具备测试操作简单的光通信设备的发射功率和接收灵敏度综合测试功能。工作波长:1310nm、1550nm;发射功率测试范围:-20dBm~+20dBm;接收灵敏度测试范围:-15dBm~-50dBm。

三、光纤通道交换机的技术

核心级交换机一般位于大型SAN的中心,使若干边缘交换机相互连接,形成一个具有上百个端口的SAN网络。核心交换机也可以用作单独的交换机或者边缘交换机,但是它增强的功能和内部结构使它在核心存储环境下工作的更好。核心交换机的其他功能还包括:支持光纤以外的协议、支持2Gbps光纤通道、**光纤服务。核心级光纤交换机通常提供很多端口,从64口到128个端口到更多。它使用非常宽的内部连接,以*大的带宽路由数据帧。使用这些交换机的目的是为了建立覆盖范围更大的网络和提供更大的带宽,它们被设计成为在多端口间以尽可能快的速度用*短的延迟路由帧信号。

结束语

基于光纤通信具有通信容量大、抗干扰、运行稳定等优点,把继电保护通道光纤化改造作为加快电网发展的首要工作。在制订保护光纤化改造方案的时候,要考虑到检修、调度及运行单位密切配合的问题,而对于电网线路保护通道的全光纤化改造工作可以彻底解决线路保护高频每天进行通道检测的问题,降低了运行维护成本,为加快智能电网建设奠定了坚实的基础。


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