云南电网有限责任公司文山供电局 蒋体浩

云南文山电力股份有限公司 李月芹

一种继电保护装置与通信设备光接口互联技术的实践应用

云南电网有限责任公司文山供电局 蒋体浩

云南文山电力股份有限公司 李月芹

针对现有继电保护通信系统的现状，对高压输电线路继电保护中信息传输方式进行分析，特别2M光接口技术的实践应用取消光电转换设备，实现继电保护与通信设备直接互联的发展，对未来继电保护系统及传输继，电保护信号，具有极其重要的作用。

互联；2M光接口；光电转换器；信息传输

1.引言

目前，光纤差动保护在高压输电线路上应用广泛，并作为主要继电保护方式；而传输继电保护信息的通信通道通常采用专用通道和复用通道两种方式；但专用通道方式占用了大量光纤芯资源，且无法在长距离线路上得到应用；而复用保护通道由于其节省资源、可自愈、资源调配灵活的优点，从而被作为远距离线路的主要保护通道被优先推荐使用。

2.现状

当前复用保护通道方式在部署和调试中存在着连接复杂、光电转换设备缺少统一的接口标准、光电转换设备不能网管监控等诸多问题。

为了提高继电保护通信通道的可靠性，使得光纤差动保护在电力系统中的应用更加安全有效，本文通过对继电保护装置与通信设备互联光接口的尝试性应用，提出适用于保护装置和通信设备的2Mbit/s 光接口方式，解决目前在保护装置与通信设备间还需增加光电转换设备来实现接口匹配的问题，实现复用继电保护装置与通信光传输设备之间采用统一标准的2Mbit/s 光接口直连通信。

3.问题分析

当前运行的线路专用光纤通道均按照主备用配置，所以每条线（SDH） 光传输网提供；由图1-1可知，由于保护装置和通信设备之间还没有统一的光接口可以实现直接连接，在保护装置与通信设备间还需增加光电转换设备（如 MUX2M 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2Mbit/s电信号，再通过同轴电缆连接通信 SDH设备的2Mbit/s电接口，从而将 2Mbit/s信号传送给通信SDH设备，然后通过通信SDH光传输网将保护信号传输至对端保护装置（如图1所示）。

这种方式的应用存在如下问题：

（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。

（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，并且仅仅使用在自己的设备上。这样，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，不同厂家的设备之间则无法互连。在通信系统日益标准化的今天，这一现象无疑会阻碍光纤通信系统在继电保护信息传输中的应用。

（3）通信机房屏位安装及供电要求问题。根据目前的继电保护业务的通道需求，每个复用2M通信通道都需要独立的光电转化设备，变电站的继电保护业务通道需求越多，光电转换设备的需求越多，会大大增加通信机房所需的屏位数量，目前南方电网范围内的变电站有部分建设年限已经很久，若需要扩建输电线路就需要在通信机房内增加光电转化设备，而一般的老变电站是没有预留屏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。

图1　保护装置与通信传输设备复用通道连接示意图

目前在传输继电保护信息的实际应用中，复用通道方式下的线路继电保护可采用复用2Mbit/s线路保护方式，通道由同步数字系列位；另外每个光电转化设备都需要直流电源，也大大增加了通信机房的电源负荷。

4.解决问题

为了提高继电保护通信通道的可靠性，使得光纤差动保护在电力系统中的应用更加安全有效，本文通过开展继电保护装置与通信同步数字体系设备互连 2M 光接口变电站现场试点测试，对继电保护装置与通信设备互联光接口的现场应用实践，阐述适用于保护装置和通信设备的 2Mbit/s 光接口方式，并进行相关测试工作，攻克目前在保护装置与通信设备间还需增加光电转换设备来实现接口匹配的问题，实现复用继电保护装置与通信光传输设备之间采用统一标准的2Mbit/s 光接口直连通信。从继电保护装置来看，根据目前主流继电保护装置应用厂家，只要对接口插件和软件进行升级改造并增加统一标准的2Mbit/s 光接口即可。

从通信设备来看，需要增加 2M 光接口盘及统一标准的 2M 光接口，并进行软件升级。

从现有继电保护业务接入方案到改造后的继电保护业务接入方案，可以看出2M 光接口的使用会产生以下优点：

（1）减少了目前继电保护通信系统中的光电转换设备，即减少了故障点，更便于维护和故障定位，同时也节省了成本。

（2）在现有成熟的南方电网 SDH 网络现状下，可实现远距离传输，传输距离不受限制。

（3）保护业务上 SDH 设备后，有复用段保护，增加了业务的可靠行。

（4）传输设备网管界面可实现远程监控和操作。

（5）传输设备网管能及时上报光口、传输线路性能和告警，便于定位故障点，避免了网管盲点。

（6）可有效降低纤芯资源的利用率。

（7）减少了通信机房屏位安装及供电要求。

5.效益分析

本文针对继电保护装置与通信设备互联光接口应用实践，为未来电力线路继电保护通信系统的建设提供基础理论指导和方法，避免走弯路，减少不必要的投资浪费，以期突破传统固有通信方式，效益阐述如下：

（1）从技术层面而言，新的电力线路继电保护通信系统的继电保护减少了目前继电保护通信系统中的光电转换设备，即减少了故障点，更便于维护和故障定位，节省了成本；同时传输设备网管能及时上报光口、传输线路性能和告警，便于定位故障点，避免了网管盲点；并且在现有成熟的南方电网 SDH网络现状下，可实现远距离传输，传输距离不受限制。

（2）从直接经济效益的角度考虑，继电保护装置与通信设备互联光接口通信的具体应用进行了有效的试点实践运行，积累了运行经验，能够有效的指导后期电网线路保护系统及传输继电保护信号的后续建设，避免走弯路，减少不必要的投资浪费。

（3）从间接经济效益的角度考虑，现有继电保护通信系统设备连接复杂，光电转换设备不能网管监控，故障率高，因此每年产生的设备维护以及通道故障的间接维护费用高；从长远规划来看，通信机房内由于减少了光电转换设备及跳接线等，将大大节省变电站通信机房的屏位空间，配电、配线等问题。

6.结束语

对保护装置与通信设备光纤接口互联技术的实践应用进行分析和展望，统一的 2M 光接口的应用，使线路保护与其它控制系统在厂站端更加趋向融合，保护装置与通信设备之间通过 2M 光接口直接连接，使线路保护业务设备之间互连更加简化，现场安装调试、日常运行维护更加容易，并且可用于指导通信网规划和线路保护业务接入通信网络的实施，以加强电力线路继电保护通信系统的应用可靠性，具有重要的社会效益。从长远的角度来看，带来的经济效益是非常乐观的。因此，2M 光接口在电力系统保护业务接入中具有很重要的意义。

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［8］中国南方电网继电保护装置与通信同步数字体系设备互连光接口技术标准。

蒋体浩（1976-），男，工程师，云南电网有限责任公司文山供电局，主要从事继电保护、变电运行管理及相关技术研究工作。

李月芹（1974-），女，工程师，云南文山电力股份有限公司，长期从事运行管理及相关技术研究工作。