第３６卷第２３期 ２００８年１２月１日 电力系统保护与控制 Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖ０１．３６ Ｎ０．２３ Ｄｅｃ．１＿２００８ 浅谈保护专用数据传输通道模拟仪器的现场应用 王天民，李保林 （安阳供电公司，河南安阳４ ５５０００） 摘要：随着光纤电流差动保护在安阳供电公司的广泛应用，实际运行中暴露出越来越多的新问题，由于缺乏针对光纤通道的 各种误码工况的仿真测试及试验，光纤电流差动保护在通道延时、误码工况下的动作行为和动作性能没有办法进行试验和验 证。针对以上问题研制了保护专用数据传输通道模拟仪器，介绍了保护专用数据传输通道模拟仪器的功能，以及在安阳供电 公司的现场应用情况。 关键词：误码； 延时； 中断； 光纤电流差动保护； 通道 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｐｒｉｖａｔｅ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎａｌｏｇｕｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｃｅｎｅ ＷＡＮＧ Ｔｉａｎ—ｍｉｎ．ＬＩ Ｂａｏ—ｌｉｎ （Ａｎｙａｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ａｎｙａｎｇ ４５５０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ａｎｙａｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｎｅｗ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｒｉｓｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｄｕｅ ｔＯ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｒｒｏｒ ｃｏｄｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｈａｎｎｅ１．ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｃｏｄｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅ１ ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃａｎ ｎｏｔ ｂｅ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｄ．Ａｉｍｉｎｇ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ，ＸＪ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｈａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｔｈｅ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｈａｎｎｅ１ ａｎａｌｏｇｕｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｓｐｅｃｉａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｈａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｈｅ ｔｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｉｔｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｃｈ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＢＥＲ：ｄｅｌａｙ； ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ； Ｏｐｔｉｃａｌ ｉｂｅｒ ｆｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｏｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ； ｃｈａｎｎｅｌ 中图分类号：ＴＭ７３３ 文献标识码： Ｂ 文章编号： １６７４—３４１５（２００８）２３—００９２—０３ ０引言 随着光纤通信系统在电力系统中的广泛应用， 以电力线载波通道传输信号的传统保护设备正向光 纤通道方向发展。但是电力线载波通道由于电力线 本身的特点，干扰大，传输带宽有限，导致了保护 设备的可靠性无法与光纤通道相提并论。光纤通道 因为光纤的带宽宽度大、传输距离长、通道衰耗小 和电磁干扰小等本身的优势，必然成为电力线保护 的发展趋势。 随着光纤通道在继电保护领域中的应用的日 益广泛，在实际应用中由于光纤通道的误码、中断、 延时等工况而产生越来越多的新问题，从而影响基 于光纤通道的继电保护的应用和电力系统的安全运 行。而仿真通道的各种工况的完善仪器设备没有， 在实际运行中，大部分只能对光功率进行简单测量， １ 光纤差动保护的原理 光纤电流差动保护主要是依赖于通道，使线路 两端的保护装置进行故障信息的交换，通过比较线 路两侧的电流，来判断是区内故障还是区外故障。 由此可以看出差动保护对通道的依赖性很强， 通道的可靠性直接影响光纤差动保护的可靠性及电 力系统的安全运行，因此光纤通道的可靠性尤为重 要。 ２保护专用数据传输通道模拟仪器的功能 许继公司生产的保护专用数据传输通道模拟 仪器是用于模拟６４ ｋｂｐｓ和２ Ｍｂｐｓ保护数据传输 通道的专用仪器，其中６４ ｋｂｐｓ严格遵守Ｇ７０３．１ 规约，２ Ｍｂｐｓ严格遵守Ｇ７０３．６规约，保护专用数 据传输通道模拟仪器可以模拟６４ ｋｂｐｓ或２ Ｍｂｐｓ 部分网、省局采用通过运行的通讯设备（ＳＤＨ）进 行试验，往往试验周期长，测试不全面，影响设备 安全运行。 保护通道的各种干扰情况，包括通道瞬时中断、延 时，通道的随机干扰、突发干扰，从而测定原有设 备是否存在缺陷，定量的测量保护设备信号传输的 王天民，等 浅谈保护专用数据传输通道模拟仪器的现场应用 一９３一 可靠性和抗干扰性。 ２．１生成误码率 生成误码率即随机误码率，指二进制比特在 数据传输系统中被传错的概率，它在数值上近似等 于：Ｐｅ＝Ｎｅ／Ｎ 其中：Ｊ７ｖ为传输的二进制比特总数，Ｎｅ为被传错的比 特数。此项用于模拟通道常规状态。 收发两路，根据需要每路最多可以输入７０档， 输入数值范围为１０～１Ｅ＋９可调，误码率为输入数 值的倒数，即ｌ／ Ｅ＋ ）。输入规则要求符合 Ｅ＋ ｍ（ｍ，ｒｔ为整数，０＜ｎ＜１０，０＜ｍ＜１０），其中 为科 学计数法的标志，ｎ、ｍ分别为科学计数法的基数和 指数。 ２．２连续误码位数 连续误码即突发误码，在每秒钟内产生的连续 误码位的个数，此项用于模拟通道受到突发性干扰 时的状态。 收发两路，６４ Ｋ范围为０￣６４０００，２ Ｍ范围为 ０￣６５０００，精度±１个。 ２．３通道延时 通道延时指数据流在通道上传输时依次被强制 向后推迟，但数据流仍然保持连续、正确。 收发两路，５０档可调，输入数值范围为：０～ １００，输入数值乘以５００ １３Ｓ即为延时长度。 ＴＸ：０～５０ ｍｓ，步长为０．５ ｍｓ。 ＲＸ：０～５０ ｍｓ，步长为０．５ ｍｓ。 ２．４通道中断 通道中断：数据在通道上传输时被强制中断， 中断时间根据需要可以设置，收发两路同时加入中 断，范围为０～３０ Ｓ之间任意值，中断时间以ｍｓ 为单位，输入数值范围：０￣３００００。 ３现场接线配置 本次测试线路为安阳供电公司汤杜线，两端保 护设备是南瑞继保ＲＣＳ－９３１光纤距离保护，在测试 中将保护专用数据传输通道模拟仪器串入汤杜线光 纤电流差动保护的通道中，通过它改变光纤电流差 动保护通道的误码、延时和中断时间来考核保护的 性能。接线图如图ｌ所示。 图１现场接线图 Ｆｉｇ．１ Ｓｃｅｎｅ ｗｉｒｉｎｇ ３．１通道误码率测试 通过设置保护专用数据传输通道模拟仪器改变 ＲＣＳ一９３ １光纤距离保护通道的误码率，在不同误码 下，模拟区内、外各种故障考核保护的动作行为。 具体测试结果如表１。 表１误码率测试 Ｔａｂ．１ ＢＥＲ ｔｅｓｔ 通道误码率 区内故障 区外故障 １×１０ 保护动作 保护不动作 ｌ×１０。” 保护动作 保护不动作 ５×１０ 保护动作 保护不动作 １×１０ 保护动作 保护不动作 １×１０ １×１０。 保护装置告警并闭锁保护 ３．２通道连续误码位数测试 通过设置保护专用数据传输通道模拟仪器改变 ＲＣＳ一９３１光纤距离保护通道中的连续误码个数，在 不同连续误码个数下，模拟区内、外各种故障考核 保护的动作行为。具体测试结果如表２。 表２连续误码位数测试 Ｔａｂ．２ Ｃｏｎｔｉｎｕａｌ ｅｒｒｏｒ ｃｏｄｅ ｉｆｇｕｒｅ ｔｅｓｔ 通道连续 区内故障 区外故障 误码个数 １０ 保护动作 保护不动作 １Ｏ０ 保护动作 保护不动作 １０００ 保护动作 保护不动作 １００００ 保护动作 保护不动作 ３００００ 保护动作 保护不动作 ３．３通道延￣，－ＩＮ试 通过设置保护专用数据传输通道模拟仪器改变 ＲＣＳ一９３１光纤距离保护通道的延时，在不同延时 下，模拟区内，外各种故障考核保护的动作行为。 具体测试结果如表３。 表３延时测试 Ｔａｂ．３ Ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ ｔｅｓｔ 通道延时 区内故障 区外故障 ５ ｍｓ 保护动作 保护不动作 １０ ｍｓ 保护动作 保护不动作 １９ ｉｎｓ 保护动作 保护不动作 ２０ ｍｓ ２１ ｍｓ 保护装置告警并闭锁保护 ３０ ｍｓ ３．４通道中断测试 通过设置保护专用数据传输通道模拟仪器改变 ＲＣＳ一９３１光纤距离保护通道的中断，在不同中断 下，模拟区内、外各种故障考核保护的动作行为。 具体测试结果如表４。 ．．９４．． 电力系统保护与控制 表４中断测试 Ｔａｂ．４ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ ｔｅｓｔ ＬＩ Ｒｕｉ—ｓｈｅｎｇ．Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ ｉｎ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎ—ｔａｔｉｏｎ ｏｎ 通道中断 ５００ Ｉｌｌｓ 区内故障 保护动作 区外故障 保护不动作 ｃｈａｎｎｅｌ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｐｒｅｓｓ，２００６． ［２］ 倪伟东，李瑞生，李峥峰．光纤电流差动保护通道试验 １０００ ｍｓ 保护动作 保护不动作 及研究［Ｊ］．继电器，２００５，３３（８）． ＮＩ Ｗｅｉ—ｄｏｎｇ，ＬＩ Ｒｕｉ—ｓｈｅｎｇ，ＬＩ Ｚｈｅｎｇ—ｆｅｎｇ．Ｅｘｐｅｆｉｍｅｎ— ｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ ｉｎ Ｃｕｒｒｅｎｔ ２０００ ＨＩＳ ３０００ ｍｓ 保护动作 保护不动作 ４０００ ｍｓ ｉ００００ ｍＳ 保护装置告警并闭锁保护 Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００５，３３（８）． ［３］ 唐成虹，付建明，刘宏君，等．光纤纵差保护装置中光纤 ４结束语 ’ 数字接口的设计新方法［Ｊ］．电力系统自动化， ２００５，２９（２）：８３—８５． 本文介绍了保护专用数据传输通道模拟仪器在 安阳供电公司汤杜线的使用情况，该设备在模拟通 道瞬时中断、延时、通道的随机干扰、突发干扰准 确可靠。 该设备的生产为光纤电流差动保护在通道延 时、中断、误码工况下的动作行为和动作性能提供 了一种测试方法。 ＴＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ—ｈｏｎｇ，ＦＵ Ｊｉａｎ—ｍｉｎｇ，ＬＩＵ Ｈｏｎｇｑｕｎ，ｅｔ ａ１．Ａ Ｎｅｗ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｂｅｒ—ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｉｎ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］． Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆＥｌｅｃｔｉｒｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００５，２９（２）：８３—８５． 收稿日期：２００８－０９－１９ 作者简介： 王天民（１９７６一），男，工程师，安阳供电公司变电检 参考文献 ［Ｉ］ 李瑞生．光纤电流差动保护与通道试验技术［Ｍ］．北京： 中国电力出版社，２００６． 修部二次专责，现从事继电保护专用管理工作； 李保林（１９６ ５一），男，助理工程师，经济师，现从事 电力系统技术管理工作。 （上接第８３页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｆｒｏｍｐａｇｅ ８３） 参考文献 ［１］ 潘贞存，等．中低压母线加装专用继电保护的必要性和 几种方案的探讨［Ｊ］．电网技术，２００２，（９）． ［２］ 李韶涛，常胜．高压变电站ｌ０ ｋＶ母线保护的分析和研 究［Ｊ］．继电器，２００３，（８）． 因此用～套母差完成所有低压母线的母差功 能是最佳解决方案，因此笔者对于低压出线较多一 套母差无法直接接入的情况提出如下建议：将同一 母线ＣＴ变比相同的不同间隔的ＣＴ二次电流接成和 回路接入母差装置的一个间隔，母差保护该间隔的 出口分别跳上述ｃＴ并接的开关，这样就解决了一套 母差接入间隔数量不足的问题，从而可将分段开关 接入母差的分段间隔，可以使用母差保护中的分段 死区、分段失灵等功能解决了上述问题；但此方案 不适用于双母线接线方式。 ［３］唐治国，等．基于２组母联电流互感器的死区保护［Ｊ］． 电力自动化设备，２００６，（７）． ［４］李文升，等．母线保护中母联失灵及死区问题分析［Ｊ］． 东北电力技术，２００７，（５）． 收稿日期：２００８－０９－２４ ５结语 为了保证变压器及低压母线开关设备的安全 运行，根据继电保护快速性的要求，应在２２０￣５００ 作者简介： 卜明新【１９７４一），男，工学学士，工程师，从事电网继 电保护管理工作；Ｅ—ｍａｉｌ：ｂｕｍｉｎ２ｘｉｎ＠ｓ０ｈｕ．ｃｏｍ 林榕（１９６８一），男，３－学学士，高级工程师，从事电 力系统继电保护和调度自动化的设计与研究工作； ｋＶ变电站配置专用低压母线保护。低压母线保护的 设计中应注意ＣＴ的设置、ＣＴ变比、ＣＴ伏安特性 的选择，同时还应注意母差数量的配置及分段开关 死区或失灵故障的合理解决。 谭畅（１ ９８６一），男，工学学士，助理工程师，从事继 电保护工作。