微机光纤差动保护原理与检验061016B教材

3.3.3 复用方式


输出信号特性 ： “传号”（有脉冲）的标称峰值电压为 2.37V（同轴线对）或3V（对称线对）。 “空号”（无脉冲）的标称峰值电压为 0±0.237V（同轴线对）或0±0.3V（对 称线对）；标称脉冲宽度为244ns。
3.3.4 光纤电流差动保护时钟设 置



1）两侧装置发送时钟均采用内时钟方式 称为“主－主”时钟方式； 2）两侧装置均采用外时钟方式称为“从 －从”时钟方式； 3）一侧装置采用内时钟方式，一侧装置 采用外时钟方式称为“主－从”时钟方 式。
3.3.3 复用方式

2）反向接口的电气特性 反向接口与同向接口不同的是，它需要 在每个传输方向使用两对平衡线，一对 用于传输数据信号，另一对用于传输综 合的定时信号（64 kHz和8kHz）。
3.3.3 复用方式

3）中央时钟接口的电气特性 ： 中央时钟接口在每一个传输方向上需要 用一对平衡线传输数据信号，另外还需 要用一对平衡线将来自中央时钟源的综 合定时信号（64 kHz和8kHz）送至局内 终端设备。
0011 0 0 +1 -1 0 +V +1 -1 0 +V +1 -1 0 +V -1 +1
1）1交替用+1、-1 2）第4个连0变为之前非零同极性V 3）偶数非零后的0变为B与之前非零相反 4）非零从V交替变化
3.3.3 复用方式


2M接口规格： 标称比特率：2048kbit/s ； 代码：HDB3； 输入口输入阻抗： 标称值: 75欧姆 不平衡 (同轴)； 120欧姆 平衡 (对称)。
传输通道
专用 光纤
SDH/PDH
SDH/PDH
PCM
PCM
通道
复用
64k
光纤
64k
SDH/PDH
SDH/PDH
2M C
光纤
2M C
3.3.1光纤差动保护数据传输

数据的调制解调过程
P-data 0 1 0 1 1 0 1 0
clock
工作时钟S-data 1-3）步 4倍频S-dada
4）步
5）步


保护装置与64k复接设备连路图
保 护 装 置
光纤
接 口 转 换
P C M G703
SDH /PDH
通道
C
保护室 通信室
3.3.1光纤差动保护数据传输

保护装置与2M复接设备连路图
保 护 装 置
光纤
接 口 转 换
SDH /PDH
通道
G703 E1 通信室
C
保护室
3.3.2 专用方式

专用方式系统连接图
通道裕度校验公式： 光发射功率 - 光接收灵敏度 - 0.3×距离 1×接头个数 - 0.3×熔接个数> 6dB

3.3.3 复用方式


复用方式利用64kbit/s的数字接口经PCM 终端设备或利用2M接口直接接入现有数 字用户网络系统PDH/SDH 。 复用方式主要用于长距离输电线路的保 护。复用方式不但节省了光缆及施工费 用，而且利用了SDH自愈环的高可靠性， 在电力系统中的应用正逐渐增多。
3.2 同步调整方法


1）采样数据修正法； 2）采样时刻调整法； 3）时钟校正法； 4）采样序号调整法； 5）GPS同步法； 6）参考相量同步法。
3.2.1 采样数据修正法



两侧保护对每一帧接收数据都要进行 “梯形算法”，求出两侧采样偏差角并 根据计算结果对接收数据进行扭转，以 达到两侧数据的“同时”的目的。 优点：是两侧装置各自独立，自由采样； 采样间隔均匀。 缺点：仅适用于稳态量电流差动判据 ， 电网频率变化会影响修正精度。
3 光纤电流差动保护及通讯



3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9
参考端、同步端确定 同步调整方法 差动保护的通信方式及接口 误码及校验机制 通道延时及对保护影响 装置自环 装置交叉接线 双通道方式 接口与通信终端设备的连接要求
3.1 参考端、同步端确定
3.3.3 复用方式

b）2M接口 2M复用方式下系统连接图
差动 保护 装置
复用 接口 装置
E1 S D H /P D H 通信室
S D H /P D H
E1
复用 接口 装置
差动 保护 装置
保护室
通信室
保护室
3.3.3 复用方式

一般特性： 比特率：2048kbit/s 经接口传输的信号的最大容差： ±50ppm。
3.2.2 采样时刻调整法



线路两侧一主一从，主端为参考端，自由采样； 从端为同步端，通过“梯形算法”可计算出主 端的采样时刻，并按主端的采样时刻调整自己 的采样时刻，达到两侧数据同步的目的。 优点：不必对每帧数据进行调整；主端的采样 间隔均匀；受通道影响小，一定程度上可适用 于自愈环网或可变光纤通道。 缺点：会造成从端采样间隔的不均匀，而且要 涉及硬件时钟的操作，极不方便。
破坏点
3.3.1光纤差动保护数据传输
数据的调制解调过程 1）一个时钟周期分成四个单位间隔； 2）二进制的“1”被编成四个比特的码组1100； 3）二进制的“0”被编成四个比特的码组1010， 4）通过交替变换相邻码组的极性，把二进制信 号转换成三电平信号； 5) 每第八组破坏了码组的极性交替。破坏的组对 八比特组的最后一比特进行标志。
即180/96＝
1.86

3.2.4 采样序号调整法

e）同步调整后差流计算
0 iM(0) iN(0) 1 2 iN(1) 3 4 5 t
M端
iM(1) 1 iM(0) iN(0) 2 3
N端差流计算
N端 0 4
t 5
t
3.2.5 GPS同步法

GPS同步法通过GPS受时信息，两侧同步 采样
3.2.
光纤
收 发
通道1
差动 保护 装置
通道2
发 收
光纤
收 发
差动 保护 装置
通道2
3.3.2 专用方式
通道裕度计算 光纤通道衰耗有： 1 光纤衰耗 0.3dB/km（单模） 2 接头衰耗 1dB/点 3 熔接衰耗 0.3dB/点（现在可降低到 0.1dB/点）

3.3.2 专用方式
同步调整之前首先需知道参考端（主端 Master）、同步端（从端Slave）。国内 外常规的方法是： 1）采用硬压板； 2）采用软压板或控制字； 3）采用自适应方法。

3.1.1 硬压板主从确定
采用硬压板是通过在装置上设置一开关 量: 1)依赖于保护读的开入量状态 2)检修试验时，需通过设置硬压板或跳针 为参考端（主端）做单端试验，试验完 毕注意恢复。 3)不方便运行管理。
3.3.4 光纤电流差动 保护时钟设置
b）复用通道方式时钟设置 64kbit/s复用PCM设备： 设置为“从－从”模式。

3.3.4 光纤电流差动 保护时钟设置
2Mbit/s复用PDH/SDH设备 设置为“主—主”方式 ； PDH通信设备进行通信时钟设定。即把一 侧的通信时钟设为主时钟（内时钟）， 另一侧通信时钟设为从时钟。
3.2.3 时钟校正法


主端自由采样。从端发信息帧，主端收 到后将命令和延时时间返回给从端，从 端计算两侧时钟的相对误差△t，从端按 照一定比率对时钟进行校正直到△t为零。 该方法要求两侧晶振时钟精度高。
3.2.4 采样序号调整法


线路两侧保护装置以同频率自由采样， 并对每一次采样标注一个采样序号； a）确定通道延时 t d t 2 t1 t
数 字 传 输 设 备
3.3.3 复用方式
有三种接口类型 3）中央时钟接口

3.3.3 复用方式
接口电气特性 1）同向接口的电气特性 标称比特率：64kbit/s； 经接口传输的信号的最大容差： ±100ppm； 64kbit/s和8kHz的定时信号和64kbit/s的 信息信号在同一方向传输，对每一传输 方向用一平衡线对，用编码的方法将三 种信号综合在一个传输信号之中。
利用线路模型计算出代表同一量的两个 向量，然后利用这两个向量的相位差实 现同步采样。 方法5－6）则是独立于光纤通道，这是他 们的优点。 缺点：GPS同步法依赖于GPS对时，参考相 量法受输电线路参数和电气量测量误差 的影响，其精度不能得到保证。

3.3 差动保护的通信方式及接 口
3.3.1光纤差动保护数据传输 3.3.2 专用方式 3.3.3 复用方式 3.3.4 光纤电流差动保护时钟设置

3.3.3 复用方式



接口电气特性接口规格： 标称比特率：64kbit/s ； 代码：1B4B； 输入口输入阻抗： 标称值: 120欧姆平衡 (对称)； 连接输出口与输入口的对称屏蔽线对的 屏蔽层应在输出口接地，但如果需要,在 输入口也可以接地。
3.3.3 复用方式

输出信号特性： 接口电路的输出信号为矩形脉冲，“传 号”（有脉冲）的标称峰值电压为1.0V， “空号”（无脉冲）的峰值电压为 ±0.10V。标称脉冲宽度3.9μS（信号波 特率256kBd）。
3.3.4 光纤电流差动保护时钟设 置

差动保护装置内、外时钟设置
写入数据 编码 写入时钟 装置时钟 读出时钟 提取时钟 读出数据 外时钟 内时钟 光纤接收 光纤发送
解码
3.3.4 光纤电流差动保护时钟设 置

a）专用通道方式时钟设置： 设置为“主－主”时钟方式：两侧装置均 采用内时钟，写入时钟为装置时钟，读 出时钟为提取时钟，写入时钟与读出时 钟频率偏差仅与锁相环有关，产生滑码 最少。
2
t
(主）参考端
td （从）同步端 t1
td t2
3.2.4 采样序号调整法

b）确定同步端采样序号 t nT t d t 当小于1/2采样间隔，参考端Mi采样序 号与同步端Ni采样序号为同步采样序号
t Mi Mi+2
(主）参考端
t
td （从）同步端 t1 t3 Ni t2 Ni+2

3.1.2 软压板或控制字主从确定


设置软压板或控制字状态，通过读入软 压板或控制字状态，确定参考端（主端 Master）、同步端（从端Slave）。 试验完毕改变软压板或控制字投入运行， 试验状态与投入运行不一致，容易造成 设置不一致；也给管理部门带来不便利。
3.1.3 自适应主从确定

该方法提供一个完整的逻辑供保护装置 自适应的区分双端运行和自环状态，并 在双端运行时自动确定参考端与同步端； 作自环试验时自动切换到自环状态，试 验结束后自适应随接线的改变而切换。 使现场运行人员不再关心装置的状态， 而且也不需要现场整定，完全摆脱了人 为因素对保护状态的影响。
3.3.3 复用方式

1 AMI码 +1 +1 +1 HDB3码 +1
消息代码
0 0 0 0 0
HDB3码 0001 00001100 0 0 0 -1 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +V -1 0 0 0 -V +1 -1 0 0 0 0 +V -1 0 0 0 -V +1 -1 +B 0 0 0 +V -1 0 0 0 -V +1 -1 +B 0
3.3.3 复用方式

a）64k接口 64k复用方式下系统连接图
P E1 S 复用 C D 接口 H 装置 同 M 向 /P 接 D 口 H 通信室 S E1 P 复用 C D 接口 同 M H 装置 向 /P 接 D 口 H 通信室
差动 保护 装置
差动 保护 装置
保护室
保护室
3.3.3 复用方式

接口功能要求 1）64kbit/s信息信号； 2）64kHz 定时信号； 3）8kHz 定时信号。
3.3.3 复用方式
有三种接口类型 1）同向接口

终 端 业 务 设 备 信息信号 定时信号
数 字 传 输 设 备
3.3.3 复用方式
有三种接口类型 2）反向接口

终 端 业 务 设 备 信息信号 定时信号
3.2.4 采样序号调整法

c）同步校准 nT t1 大于1/2采样间隔时，应调整下一采样序 号 Mi
t Mi+2 (主）参考端 td （从）同步端 t1
Ni+2 t2
t1
t3

Ni
3.2.4 采样序号调整法

d）同步精度分析 ： 采样频率达到4800Hz/s时，两侧同步误 差最大为采样间隔的一半，

3.3.1光纤差动保护数据传输

采用脉冲编码调制（PCM Pulse-Code Modulation））的方式传输保护模拟量、 开关量信息。
dada P
编 码
E O
TX 通道
clock(发送) S data clock(接受) 差动保护 P S
解 码
E O
RX
C
3.3.1光纤差动保护数据传输