继电保护装置与光通信设备接口互连问题
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图1
在实际电网运行中逐步推广，去除非标准的转换装置，实现继电 保护装置与光通信设备通过光接口直接连接， 进而可以解决以上问 题。 见图 2 所示。
例如 A、B 两站点， 每一站点由通过光纤 1 相互直连 的 继 电 保 护 装置 2 和光通信设备 3 组成；两站点之间通过通信设备 3 通信。 其中
图3
所谓光纤自愈保护能力是指光纤通信网络发生故障时，无需人为 干预，网络能在极短的时间内对某些局部失效的故障自动恢复所携带 的业务，使用户的正常工作不受到丝毫的影响。 自愈的基本原理是使 网络具备发现故障并能寻找到替代的传输路由，在一定时间内重新建 立通信的能力，受到该故障影响的业务能够通过其他路径到达目的通 信终端而不受网络故障的影响，自愈保护是生存性通信网络最突出的 特点。
线路的输送量大、电压高、供电范围广，对于国家的能源安全与人民生
活的影响也越来越大，一旦出现故障和事故，会危及国家人民的生命
财产安全，因此需要应用继电保护设施及时准确地切断出现故障的输
电线路。 伴随着光纤通信在电力系统继电保护中运用范围的不断扩
大，使用程度的不断加深，使用光纤通信的继电保护来实现模拟及数
光纤 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）；通信设备 3 中包括：相连的 通信设备电路 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 和通信设备 3 连接。
2 继电保护装置与光通信设备之间的接口匹配问题
目前电力系统中， 在继电保护装置与光通信设备接口匹配上，绝 大多数是依靠加装转换装置如 MUX2M 来实现的（见图 1）。 但是由于 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。 因此，继电保护装置和光通信设备 2M 光接口迫切地 需要一种统一的接口技术标准。
字形式的多路电流和电压信号的传输，并且在长距离电流输送线路建
设中使用分相电流纵差保护最终会得以实现。
图2
1 光纤通信应用于继电保护中的三大优势
1.1 传输容量大 随着电力系统保护、控制、远动技术的发展，需要愈来愈大的通信
容量。 微波通道的通信容量一般只有 960 路，而用光缆构成的光纤通 道当用 0.85um 短波 长 时 通 信 容 量 可 达 1920 路 ，当 用 1.55um 长 波 长 时通信容量可达 7680 路。 1.2 抗干扰能力强
2012 年 第 33 期
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
○电力与能源○
科技信息
浅谈继电保护装置与光通信设Βιβλιοθήκη Baidu接口互连问题
王红李杰 （平度市供电公司 山东 平度 266700）
【摘 要】随着电力通信系统的不断完善和发展，光纤通信网络得到了逐步的完善，也在电力系统的继电保护等领域得到极为广泛的应用， 继电保护装置与通信 SDH 设备之间的接口互连需要有统一的接口标准，才能保证继电保护装置的正常动作，从而保障电网安全可靠的运行。
【关键词】继电保护；光纤通信；通信同步数字体系（SDH Synchronous Digital Hierarchy）；转换装置（MUX2M）；信号；2M 光接口
0 引言
光纤 1 的工作原理见图 3。
我国的电力系统正不断向着现代化、高电压和大机组的方向发展
着，220 千伏以上的高压输电线路已经成了输电的主干线。 由于 输 电
载波通道受雷电和电力系统操作产生的电磁干扰很大，信号衰耗 受天气变化的影响很大，有时甚至不能工作。 微波通道受电磁干扰较 小，但在恶劣天气条件下信号衰落很大。 光纤作为一种很细的空心石 英丝或玻璃丝，敷设方便，抗腐蚀不受潮，不怕雷击，不受外界电磁干 扰，可以构成无电磁感应和很可靠的通道，这对于电力系统特别重要。 1.3 较强的自愈保护能力
值得注意的是上述 A、B 站点的继电保护装置与光通信设 备 之 间 的接口信号方式为非成帧。 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 电保护装置接光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。 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。
光通信设备从收到的光信号中提取的时钟信息不能出现 4 个及 以 上 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”或长 连 “1”，通 信 设 备 将 无 法 提 取 出 时 钟 ，或 会 导 致 提 取 出 来的时钟质量差，时钟的主要作用在于对信号信息的（下转第 466 页 ）
A 站点的继电保护装置 2 将保护信号编码后转换成光信号，这个 光信号通过光纤 1 直接发送到光通信设备 3，光通信设备 3 接受光信 号后，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，然后使用通信设备 3 的系统 时钟进行内部信号处理（如码速率调整、复用等处理），再将处理后的 光信号通过光通信通道将光信号发送到 B 站点的通信设备 3。 B 站点 的通信设备 3 接受光信号后，进行相应的内部信号处理，再将处理后 的光信号通过光纤 1 直送到 B 站点的继电保护装置 2，然后继电保护 装置将该光信号转换成电信号，再解码为保护信号。
在实际电网运行中逐步推广，去除非标准的转换装置，实现继电 保护装置与光通信设备通过光接口直接连接， 进而可以解决以上问 题。 见图 2 所示。
例如 A、B 两站点， 每一站点由通过光纤 1 相互直连 的 继 电 保 护 装置 2 和光通信设备 3 组成；两站点之间通过通信设备 3 通信。 其中
图3
所谓光纤自愈保护能力是指光纤通信网络发生故障时，无需人为 干预，网络能在极短的时间内对某些局部失效的故障自动恢复所携带 的业务，使用户的正常工作不受到丝毫的影响。 自愈的基本原理是使 网络具备发现故障并能寻找到替代的传输路由，在一定时间内重新建 立通信的能力，受到该故障影响的业务能够通过其他路径到达目的通 信终端而不受网络故障的影响，自愈保护是生存性通信网络最突出的 特点。
线路的输送量大、电压高、供电范围广，对于国家的能源安全与人民生
活的影响也越来越大，一旦出现故障和事故，会危及国家人民的生命
财产安全，因此需要应用继电保护设施及时准确地切断出现故障的输
电线路。 伴随着光纤通信在电力系统继电保护中运用范围的不断扩
大，使用程度的不断加深，使用光纤通信的继电保护来实现模拟及数
光纤 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）；通信设备 3 中包括：相连的 通信设备电路 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 和通信设备 3 连接。
2 继电保护装置与光通信设备之间的接口匹配问题
目前电力系统中， 在继电保护装置与光通信设备接口匹配上，绝 大多数是依靠加装转换装置如 MUX2M 来实现的（见图 1）。 但是由于 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。 因此，继电保护装置和光通信设备 2M 光接口迫切地 需要一种统一的接口技术标准。
字形式的多路电流和电压信号的传输，并且在长距离电流输送线路建
设中使用分相电流纵差保护最终会得以实现。
图2
1 光纤通信应用于继电保护中的三大优势
1.1 传输容量大 随着电力系统保护、控制、远动技术的发展，需要愈来愈大的通信
容量。 微波通道的通信容量一般只有 960 路，而用光缆构成的光纤通 道当用 0.85um 短波 长 时 通 信 容 量 可 达 1920 路 ，当 用 1.55um 长 波 长 时通信容量可达 7680 路。 1.2 抗干扰能力强
2012 年 第 33 期
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
○电力与能源○
科技信息
浅谈继电保护装置与光通信设Βιβλιοθήκη Baidu接口互连问题
王红李杰 （平度市供电公司 山东 平度 266700）
【摘 要】随着电力通信系统的不断完善和发展，光纤通信网络得到了逐步的完善，也在电力系统的继电保护等领域得到极为广泛的应用， 继电保护装置与通信 SDH 设备之间的接口互连需要有统一的接口标准，才能保证继电保护装置的正常动作，从而保障电网安全可靠的运行。
【关键词】继电保护；光纤通信；通信同步数字体系（SDH Synchronous Digital Hierarchy）；转换装置（MUX2M）；信号；2M 光接口
0 引言
光纤 1 的工作原理见图 3。
我国的电力系统正不断向着现代化、高电压和大机组的方向发展
着，220 千伏以上的高压输电线路已经成了输电的主干线。 由于 输 电
载波通道受雷电和电力系统操作产生的电磁干扰很大，信号衰耗 受天气变化的影响很大，有时甚至不能工作。 微波通道受电磁干扰较 小，但在恶劣天气条件下信号衰落很大。 光纤作为一种很细的空心石 英丝或玻璃丝，敷设方便，抗腐蚀不受潮，不怕雷击，不受外界电磁干 扰，可以构成无电磁感应和很可靠的通道，这对于电力系统特别重要。 1.3 较强的自愈保护能力
值得注意的是上述 A、B 站点的继电保护装置与光通信设 备 之 间 的接口信号方式为非成帧。 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 电保护装置接光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。 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。
光通信设备从收到的光信号中提取的时钟信息不能出现 4 个及 以 上 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”或长 连 “1”，通 信 设 备 将 无 法 提 取 出 时 钟 ，或 会 导 致 提 取 出 来的时钟质量差，时钟的主要作用在于对信号信息的（下转第 466 页 ）
A 站点的继电保护装置 2 将保护信号编码后转换成光信号，这个 光信号通过光纤 1 直接发送到光通信设备 3，光通信设备 3 接受光信 号后，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，然后使用通信设备 3 的系统 时钟进行内部信号处理（如码速率调整、复用等处理），再将处理后的 光信号通过光通信通道将光信号发送到 B 站点的通信设备 3。 B 站点 的通信设备 3 接受光信号后，进行相应的内部信号处理，再将处理后 的光信号通过光纤 1 直送到 B 站点的继电保护装置 2，然后继电保护 装置将该光信号转换成电信号，再解码为保护信号。