继电保护光纤通道讲义

电力特种光缆介绍电力通信的作用电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。电力通信是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。电力特种光缆光纤通信是利用纤芯和包层两种材料的折射率大小差异，使光信号在光导纤维中传输的一种通信技术。电力特种光缆是有别于传统光缆，架设在10～500kV不同电压等级的电力杆塔上和输电线路上的一种光缆，是电力系统通信的主要传输通道。电力特种光缆分类：电力特种光缆主要包括全介质自承式光缆ADSS、架空地线复合光缆OPGW、缠绕式光缆GWWOP、捆绑式光缆AL-Lash、相线复合光缆OPPC。但主要使用的是ADSS、OPGW。ADSS光缆ADSS光缆，也称全介质自承式光缆。自承式是指光缆自身加强构件（主要靠芳纶纱承受张力）能承受自重及外界负荷，使用全介质材料是因为光缆处于高压强电环境中，必须能耐受强电的影响；由于是在电力杆塔上架空使用，所以必须有配套的挂件将光缆固定在杆塔上。特点：抗电磁、自重轻、需考虑最佳架挂位置和电腐蚀影响。应用：主要架挂在110KV电压等级线路，施工不需停电。黄色丝状物为芳纶纱OPGW光缆，也称光纤复合架空地线。把光纤放置在架空高压输电线的地线中，安装在输电线路杆塔顶部用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式兼具地线与通信双重功能，一般称作OPGW光缆。特点：抗电磁干扰、自重轻等特点，不必考虑最佳架挂位置和电磁腐蚀等问题。应用：OPGW光缆主要在500KV、220KV、110KV电压等级线路上使用，受线路停电、安全等因素影响，多在新建线路上应用。OPGW光缆OPPC/导线ADSS/全介质自承式光缆OPGW/光纤复合架空地线电力特种光缆架挂位置示意图OPGW位于电力杆塔顶部ADSS位于输电线的下方ADSS光缆在电力杆塔上的实际位置ADSS光缆ADSS光缆ADSS光缆在电力杆塔上的实际位置ADSS光缆光缆接头包ADSS光缆光缆接续用金具光缆接头包用于存放保护接续好的光纤光缆接头包接续好的光纤存放在这里塔上夹具用于固定接头包OPGW光缆在线路铁塔上的实际位置OPGW（光纤复合架空地线）位于铁塔顶部光纤通道在继电保护中的应用介绍光纤保护和通道设备说明RCS-901/2F、FMRCS-931/943/953、、、、64Kb/s、2Mb/sRCS-901/2F、FMRCS-931/943/953RCS-901/2F、FMRCS-931/943/953、、、、MUX64、、64Kb/s、、、、、、、、PCM、、、、、、、RCS-901/2F、FMRCS-931/943/953、、、、MUX2M、、2Mb/sSDHE1、、、、、、LFP-900RCS-900、、、、64Kb/s、2Mb/s、、、、FOX-40FOX-41、、、、LFP-900RCS-900、、、、FOX-40FOX-41、、、、MUX64、、64Kb/sPCM、、、、、、、LFP-900RCS-900、、、、FOX-40FOX-41、、、、LFP-900RCS-900、、、、FOX-41、、、、MUX2M、、2Mb/sSDHE1、、、、、、、、、、、、、、、、、、AAABBAAAAABBCCCC注意事项首先要检查光纤头是否清洁，光纤连接时，一定要注意检查FC连接头上的凸台和砝琅盘上的缺口对齐，然后旋紧FC连接头。当连接不可靠或光纤头不清洁时，仍能收到对侧数据，但收信裕度大大降低，当系统扰动或操作时，会导致通道异常，故必须严格校验光纤连接的可靠性。MUX装置可有公司组屏，也有用户自己组屏，现场必须检验装置接地的可靠性。64Kbit/s时接口装置与PCM机的连接线要求选用屏蔽双绞线，且屏蔽层必须可靠单点接地。检查通道时，不能仅观察装置通道异常灯或告警接点，应注意通道状态中的各个状态计数器是否正确。通讯说明（以RCS900系列为例）RCS-900系列光纤保护装置（内置光端机），按其通信速率可分为64Kbit/s和2Mbit/s两类，传输速率为2Mbit/s的装置型号是在传输速率为64Kbit/s的装置型号后面增加字母M以示区别，如RCS-931A表示是传输速率为64Kbit/s的装置，而RCS-931AM表示是传输速率为2Mbit/s的装置，对于两个光纤通信接口的装置，以KK（两个64K接口）或MM（两个2M接口）表示，RCS-901/2的F型保护装置内置光端机，带M的为2M接口，缺省为64k接口。继电保护光纤通信接口装置FOX-40只有64Kbit/s接口，无2Mbit/s接口；FOX-41A即可以支持64Kbit/s速率，也可以支持2Mbit/s。目前国内保护与光纤通道的配合方式主要有两种方式，一是为保护装置敷设专用的光纤通道，二是复用现有的数字通信网络。相应的系统连接方式有专用方式和复用方式两种。通道方式专用方式的通信距离一般在80km以内，专用方式的优点是光缆的纤芯经熔纤后由光缆终端箱直接接入保护设备的光端机，不需附加其它设备，可靠性高而且由于不涉及通信调度，管理也较方便专用通道方式专用通道方式分为两种，一种是配有光纤接线盒的专用光纤通道，另一种是没有光纤接线盒的专用光纤通道复用方式则是利用数字PCM复接技术，利用现有的光纤通道和微波通道，对继电保护的信息进行传输。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，不需再敷设光缆，同时传输距离也大大提高，可延伸到网络的每一个通信接点。复用方式主要用于长距离输电线路的保护。复用通道方式复用方式：64K接口方式利用PCM连接到PDH/SDH设备上，通过复用通道进行数据传输。其系统连接分为两种，一种是配有光纤接线盒的复用光纤通道，一种是没有光纤接线盒的复用光纤通道2M接口方式方式下，保护装置直接通过2M复用接口装置直接连接到PDH/SDH设备，中间不经过PCM复用设备，减少了中间环节，使系统的可靠性大大提高，而且2M的速率也增加了传输带宽，可以传输的保护信息也更多，目前采用2M通道应用方式也逐渐增多。其系统连接分为两种2M接口方式配有光纤接线盒的和没有光纤接线盒的复用光纤通道当采用专用通道方式时，保护装置正常使用通道仅在两个节点A、节点B间连接，备用通道也在A、B之间，正常通道和备用通道采用相同光缆距离的不同光纤芯，正常通道和备用通道延时相同，通道延时主要是光在光纤中的传输时间。通道延时对保护的影响专用通道方式保护装置正常使用通道在两个节点A、节点B间连接，备用通道在节点A、C、D、E、F、B之间，正常通道与备用通道路径差别较大，备用通道由于通过节点较多，延时比正常通道长。通道延时对保护的影响复用通道方式复用通道为64K时，由于接口复接PCM设备，通道延时主要是PCM设备终端设备延时、中继复用延时、SDH传输设备延时及光区间延时。复用通道为2M时，通道延时主要是中继复用延时，SDH传输设备延时及光区间延时。当线路两端保护装置数据因为通道延时而产生误差，则装置会自动进行数据的同步调整，但假如通道延时太大，装置同步调整不过来，则动作时间为保护数据窗的时间加通道延时时间，也就是说，如果通道延时为20ms，保护数据窗为10ms，保护至少动作时间大于30ms，而220kV线路保护的全线速动时间不能大于30ms，所以通道延时时间不能大于20ms。保护光纤通道自环测试专用方式自环试验保护光纤通道自环测试复用方式自环试验：64k复用方式试验保护光纤通道自环测试复用方式自环试验：2M复用方式试验