2M光接口及其在电力通信线路保护业务中的应用研究.pdf
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1、圜 经验交流 2 M光接 口及其在电力通信线路保护业务中的应用研究 姜绍艳 ( 广东中山供电局) 摘要 :本文针对中山电网电力通信线路保护业务的现状及存在的问题,在分析 2 M光接口应用研究情况的 基础上 ,提 出了 2 M 光接 15 1 的线路保护业务模型。随着 6 1 8 5 0标准的推广 、统一的 2 M 光接 口的应用 ,该模型将 使线路保护业 务与其他 控制系统在厂站端更加趋向融合 。 关键词 :2 M光接口;通信;线路保护;业务模型 1概述 电力系统线路继 电保护是指高压输 电线路继 电 保护装置间传递的远方数字信号,要求极高的可靠 性、安全性和较短的传输时延,是电力系统安全、稳
2、 定运行的可靠保证。电力系统由于受自然的、人为的 因素影响,不可避免地会发生各种形式的短路故障和 出现异常状态,这些状况都可能在 电力系统中引起事 故。继电保护的任务就是当电力系统出现故障时,给 控制设备 ( 如输电线路 、发电机、变压器等)的断路 器发 出跳闸信号,将发生故障的主设备从系统中切 除,保证无故障部分继续运行。在电力系统中,线路 继电保护应用在输电线路上,包括 5 0 0 k V、2 2 0 k V和 部分 1 l O k V线路。 2中山电网电力通信线路保护业务现状及存在 问题 2 1业务现状 对通信通道的需求, 线路保护优先选择光纤通道 作为主通道,采用专用光纤或 E1通道,
3、可尽量减少 保护通道中的转换设备。 独立通道如果全部采用传输 网,则分别承载在传输 A网和传输 B网上。 中山电网应用的线路保护通信通道主要有光纤、 E l 、载波三种,如图 1 所示。其中: ( 1 )光纤电流差动保护采用光纤通道 ( 专用或复 用 ); ( 2 )高频距离保护采用光纤通道 ( 专用或复用) 或载波通道; ( 3 )高频方向保护采用光纤通道 ( 专用或复用) 或载波通道。 通 通 自 机房 廿 Q 周 同 同 同 Q I (专 用 光 纤 通 道 ) 廿 导 圆 (复 用 光 埔 信 埘 道 古 式 ) 匿 厝 接 f 型 ( 载 波 皿 信 ) 睦 - 图 1线路保护通信通
4、道类型 专用通道方式是指线路两侧保护装置之间直接 通过导引线或光纤传输保护信息。一个通道独占2根 导引线或纤芯,由保护装置把保护信息编码后传送到 对端,中间不经过任何数字复接设备。复用通道方式 是指线路两侧保护装置通过电力通信网传输保护信 息。 目前,中山电力通信网承载着中山电网 7 1条输 电线路的继电保护业务,其中 5 0 O l 的输 电线路 8 条;2 2 0 k V 的输电线路 5 7条;l l O k V 的输电线路 6 条。 且每条 5 0 0 k V线路配置两套主保护和两套过电压 远跳辅助保护; 每条 2 2 0 k V线路配置两套主保护; 每 条 1 l 0 k V线路配置一
5、套主保护。 应用的保护主要有微 机高频方向保护、微机高频距离保护、光纤电流差动 保护等。 2 2存在问题 2 2 1通信网络架构的问题 目前 ,中山电网运行的光纤通信 网主 要基于 2 0 1 1 年第6 期自动化与信息工程 4 5 S D H MS 1 P技术体制,网络结构以环网为主、链型为 辅,正常情况下满足 “ N 1 ”通信通道保障。基于 S D H MS T P技术体制的传输网络缺乏智能化, 网络拓 扑、业务路 由和业务带宽都是预先设置并固定的,缺 乏灵活性。在线路、设备检修期间,难 以满足网络 “ N 1 ”通道保护功能,导致线路保护业务存在可靠 性风险。 2 2 2专用光纤通道的
6、问题 目前,中山电网运行的线路专用光纤通道均按照 主备用配置,所以每条线路的每条专用光纤通道独 占 4根纤芯,消耗大量的纤芯资源 ,因此对光纤网络的 覆盖范围、冗余度都有很高的要求。由于光纤网存在 一 些瓶颈,对于配置了两套专用纤芯保护的线路,经 常出现难以安排不同物理路 由的通道的情况。 2 2 3复用 2 M 通道的问题 目前在 中山电力通信 网传输继电保护信 息的实 际应用中,复用通道采用 E l线路保护方式,通道由 同步数字系列 ( S DH)光传输网提供。复用通道方式 下保护装置与通信 S D H设备之间连接如图 2所示。 而 里 _ R c 保 护 装 置l M r 一 E l 接
7、 - _ - 一IE l ll I- - - t M r 纡 保 护 装 置 一 一一 一一 图 2保护装置与通信传输设备连接示意图 由图 2可知, 因为保护装置和通信设备之间没有 统一的光接 口直接连接, 在保护装置与通信设备间还 需光电转换设备 ( 如 MUX 2 M 等 )来实现接口匹配, 即通过光 电转换设备将保护装置产生的光信号转换 成 2 Mb i t s 电信号, 再通过同轴电缆连接通信 S DH设 备的 2 Mb i t s 电接口, 从而将 2 Mb i t s 信号传送给通信 S D H设备,然后通过通信 S D H光传输网将保护信号 传输至对端保护装置。这种方式的应用存在
8、如下问 题 : ( 1 )设备连接复杂, 光电转换设备不能网管监控, 故障率高。从继电保护装置端到端通信连接来看 ,信 号中间转换过程十分复杂,大量的光电转换、跳线、 跳纤使得工程实施复杂,可维护性差。此外,目前一 套接口装置只能对应一条线路保护通道,如果通道数 量多必须配置多套接 口,投资增加且 占用机房屏位。 ( 2 )不同厂家的远方保护设备和数字复用设备无 法互连。在用光纤传输继电保护信息时,远方保护设 备和数字复用设备之间的光纤接 口通信规范往往由 各个继电保护设备厂家制定, 并且仅仅使用在本厂的 设备上。因此在一个线路纵差保护系统中,必须使用 同一厂家的远方保护设备和数字复用设备。随
9、着通信 系统日益标准化,这一现象阻碍了光纤通信系统在继 电保护信息传输中的应用。 ( 3 )现场调试及故障定位困难 。互联后,如保护 装置出现误码或通道异常告警后,由于复用通道经过 各级通信设备,很难 区分到底是哪个环节出现 问题 ( 共有 8个环节可能出现问题),只能通过分段 自环 的方式检查,且必须变电站两侧均派人检查,检查工 作会同时涉及通信专业和保护专业, 尤其在线路两侧 分属不同部门时,需要各单位各专业密切配合才能检 查出问题。有时各段自环没有问题,但是互联后就有 问题,此时就更难检查问题出在哪里,导致人力物力 的浪费。 3 2 M光接 口 随着计算机技术、通信技术、信息技术的飞速发
10、 展 ,许 多新技术在 电网二次设备中得到了应用和尝 试。近年来,尤其是 6 1 8 5 0标准逐步推广,中山电网 三乡数字化变电站改造成功, 各类控制系统在厂站端 趋向融合。 针对中山市电力通信线路保护业务存在的 问题,线路保护业务的发展在现有通信要求上,提出 了接 口光纤化的新要求。 如继电保护与 自动化在站端 使用同一网络, 信息共享等业务发展也对通信提出接 口光纤化的要求。2 M 光接口的应用可以很好地解决 了 2 2节所述的问题。 3 1 2 M光接 口应用研究 在 中山,电网光纤差动保护应用越来越广泛 , 5 0 0 k V、2 2 0 k V 线路都作为主要继 电保护方式。G B
11、 1 4 2 8 5 继电保护和安全 自动装置技术规程中明确 规定: “ 具有光纤通信的输电线路应优先采用光纤作 为传送继电保护信息的通道”。传输继电保护信息的 姜绍艳:2 M光接口及其在电力通信线路保护业务中的应用研究 通信通道既可以是专用通道,也可以是复用通道。 利用 2 Mb i t s 光接口,变电站之间保护装置通过 电力通信网的通信通道组织如图3所示 。 B站 习 护装I I 睁 遗彦通道 通信设鲁 l接 I L臣 堆慑小室 户外高压场地 通佰机房 避信机房 户外高压场地 继保小室 图 3变 电站之 间保护装 置通信连接示意 图 2 Mb i t s 光信号在 A、 B站保护装置之间
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- 关 键 词:
- 接口 及其 电力 通信线路 保护 业务 中的 应用 研究
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