光纤差动保护课程课件

主要内容1输电线路电流差动保护2光纤通道基础知识3光纤电流差动保护及通讯4差动保护光纤通道检测5光纤差动保护装置性能指标6光纤差动保护通信接口常见问答7现场异常情况处理8常用缩略语及词汇释义输电线路电流差动保护保护与电压量无关。选择性好、灵敏度高。系统振荡不误动。有天然选相能力。可用于同杆并架线路。可用于串补线路。解决了高阻接地问题解决了短线路问题。解决了弱电源故障问题。1.1TA极性与电流方向1）TA极性端的由正极性端流出时为正2）TA的正极性端大多数位于母线侧1.2纵联差动保护基本原理

在内部故障时有：

1.3输电线路电流差动保护判据差动电流判据作为差动启动元件，比率制动判据作为差动动作元件。1.3比率制动电流差动判据判据一：1.3比率制动电流差动判据判据二1.3比率制动电流差动判据动作制动特性1.3比率制动电流差动判据复平面动作特性1.3比率率制制动动电电流流差差动动判判据据差动动判判据据电电流流流流入入流流出出特特性性1.3比率率制制动动电电流流差差动动判判据据差动动判判据据TA误差差特特性性1.3比率率制制动动电电流流差差动动判判据据变特特性性、、反反时时限限特特性性A区为为严严重重故故障障快快速速动动作作区区，，取取1.1，差动门门槛取1.2In，B区为弱故故障区，，追求灵灵敏度取取0.6，差动门门槛取Icd，1.3比率制动动电流差差动判据据稳态量差差动1.3比率制动动电流差差动判据据故障分量量差动1.3比率制动动电流差差动判据据零序电流流差动内部故障障时的故故障电流流流出T型单回线线单回线路的故障电流流出问题

1.4差动保护护中的特特殊问题题双回线路的故障电流流出问题

1.4差动保护护中的特特殊问题题内部故障障时的故故障电流流流出T型双回线线内部故障障时的故故障电流流流出3/2接线3/2接线的故障电流流出问题1.4差动保护护中的特特殊问题题1.4差动保护护中的特特殊问题题负荷电流流的影响响内部故障障伴有负负荷送出出1.4差动保护护中的特特殊问题题负荷电流流的影响响三端负荷荷电流与与故障电电流的重重叠现象象1.4差动保护护中的特特殊问题题外部故障障的TA饱和问题题三端系统统1.4差动保护护中的特特殊问题题外部故障障的TA饱和问题题3/2接线系统统1.4差动保护护中的特特殊问题题短引线故故障问题题2光纤通信信基础知知识光纤通信信系统是是以光波波为载体体，光导导纤维为为传输媒媒介的通通信方式式，其基基本组成成部分是是数据源源、光发发送机、、光纤通通道和光光接收机机。2.1光纤通信信系统简简介数据源光发射机和调制器光学通道光接收机光通信系统基本图2.1光纤通信信系统简简介光纤通信信系统的的主要优优点有：：传输频带带宽，通通信容量量大；线路损耗耗低，传传输距离离远；抗干扰能能力强，，应用范范围广；；线直径细细，重量量轻；抗化学腐腐蚀能力力强；光纤制造造资源丰丰富。2.2光源与光光发射器器合适的发发光波长长；足够的的输出出功率率；可靠性性高、、寿命命长；；输出效效率高高；光谱宽宽度狭狭窄；；聚光性性好；；调制方方便；；价格低低廉；；2.2.1激光光光源a）激光光的特特性：：单单色性性好、、相相干性性好b）激光光器的的分类类：气体、、液体体、固固体和和半导导体激激光器器。原子、、离子子、分分子和和自由由电子子激光光器c）光纤纤通信信中的的激光光器：：半导体体激光光器（（LD）半导体体发光光二极极管（（LED）非半导导体激激光器器。2.2.1激光光光源LD、LED光发射射器的的调制制特性性2.2.2光发射射器a）光发发射器器的组组成电接口数据线路编码驱动电路温度控制功率控制LD调制器光隔离器2.2.2光发射射器电发射射端机机：：电发射射端机机的主主要任任务是是PCM编码和和信号号的多多路复复用。。2.2.2光发射射器c）输入入接口口与线线路编编码：：又称信信道编编码，，其作作用是是消除除或减减少数数字电电信号号中的的直流流和低低频分分量，，以便便于在在光纤纤中传传输、、接收收及监监测。。2.2.2光发射射器d）光源源的调调制：：信息的的处理理都是是在电电的领领域内内完成成的，，在光光纤通通信中中，我我们必必须把把电信信号转转变成成光信信号，，这样样才能能在光光纤上上传播播。在在光纤纤通信信系统统中，，信息息由LED或LD发出的的光波波所携携带，，光波波就是是载波波，把把信息息加载载到光光波上上的过过程就就是调调制。。2.2.2光发射射器e）光源源的控控制电电路：：1）波长长稳定定性要要求；；2）功率率稳定定性要要求；；2.2.2光发射射器f）光发发射器器参数数:1）发发送光光功率率（dBm）；光功率率Lt(dBm)与Pt(uW)关系：：Lt=10log(10-3xPt)2)光谱特特性；；3）最大大均方方根宽宽度；；4）最大大20dB跌落宽宽度；；5）最小小边模模抑制制比（（SMSR）。2.2.3常见光光源常见光光源2.3光纤与与光缆缆光纤与与光缆缆的优优点是是频带带宽、、电磁磁绝缘缘性好好、衰衰减较较小、、中继继器间间隔大大。目目前在在通讯讯系统统中广广泛采采用。。2.3.1光纤的的结构构光纤是是由纤纤芯和和包层层两部部分组组成的的2.3.2光纤的的参数数a）光纤纤的数数值孔孔径：：入射到到光纤纤端面面的光光并不不能全全部被被光纤纤所传传输，，只是是在某某个角角度范范围内内的入入射光光才可可以，，这个个角度度就称称为光光纤的的数值值孔径径。2.3.2光纤的的参数数b）光纤纤的传传播模模式：：在光纤纤的受受光角角内，，以某某一角角度射射入光光纤端端面，，并能能在光光纤的的纤芯芯-包层交交界面面上产产生全全反射射的传传播光光线，，就可可称之之为光光的一一个传传输模模式。。2.3.2光纤的的参数数c）光纤纤的衰衰减：：造成光光纤衰衰减的的因素素有很很多，，但是是主要要因素素有：：本征征，弯弯曲，，挤压压，杂杂质，，不均均匀和和对接接等。。2.3.2光纤的的参数数d）光纤纤的三三个传传输窗窗口：：短波长长传输输窗口口：0.85μμm长波长长传输输窗口口：1.31μμm、1.55μμm2.3.2光纤的的参数数e）色散散与带带宽：：色散越越小，，带宽宽就越越大，，所产产生的的脉冲冲展宽宽就越越小；；在光光纤通通信中中，色色散和和带宽宽是一一对矛矛盾体体。2.3.3光纤的的种类类光纤的的种类类2.3.4常用光光纤规规格单模：：8/125μm，9/125μm，10/125μμm多模：：50/125μμm欧洲标标准；；62.5/125μμm美国标标准工业、、医疗疗和低低速网网络：：100/140μm，200/230μm塑料光光纤：：98/1000μm用于汽汽车控控制。。2.3.4常用光光纤规规格G.652光纤的的主要要规范范2.3.5光缆介介绍光缆的的结构构：：2.3.5光缆介介绍常用的的光缆缆有：：·8.3μμm芯、125μm外层、、单模模。·62.5μm芯、125μm外层、多模模。·50μm芯、125μm外层、多模模。·100μμm芯、140μm外层、多模模。2.3.6光纤复合架架空地线500kV主干线用OPGW结构2.3.6光纤复合架架空地线主要技术参参数2.3.6光纤复合架架空地线环境因素OPGW（OPGW-48B1-130）影响2.4.1光检测器光检测器：：灵敏度度高、响应应速度快、、噪声小、、稳定可靠靠2.4.2光接收器的的组成光接收器的的组成：光接收器可可以分为前前端、线性性通道、时时钟提取与与数据再生生几个部分分2.4.2光接收器的的组成数据和时钟钟2.4.3光接收器的的性能参数数a）光接收器器灵敏度影响接收器器灵敏度的的主要因素素是噪声2.4.3光接收器的的性能参数数b）接收器的的动态范围围：光接收器的的动态范围围：D＝10lg[Pmax/Pmin]，式中Pmax指满足误码码率指标下下，接收器器的最大输输入光功率率，Pmin即为接收器器的灵敏度度。实际中一般般为16～20dB。2.5光纤连接器器光纤连接器器的结构2.5.1FC型光纤连接接器FC型光纤连接接器：FerruleConnector的缩写，表表明其外部部加强方式式是采用金金属套，紧紧固方式为为螺丝扣2.5.1FC型光纤连接接器FC型光纤连接接器结构2.5.2SC型光纤连接接器SC型光纤连接接器2.5.3ST型光纤连接接器ST型光纤连接接器2.6调制、编码码和复用调制：调制是用数数字或模拟拟信号改变变载波波形形的幅值、、频率或相相位的过程程，分为模模拟调整和和数字调整整。数字调制是是光纤通信信的主要调调制方式，，将模拟信信号抽样量量化后，以以二进制数数字信号““1”或“0”对光载波进进行通断调调制，并进进行脉冲编编码（PCM）。2.6.2编码编码是通过过一些方式式，把数码码进行变换换，得到另另外一组适适于传输的的数码常见编码2.6.3复用信道复用是是为了便于于在光纤传传输把多个个低容量信信道以及开开销信息，，复用到一一个大容量量传输信道道的过程。。采用不同同的复用方方式对接收收信噪比将将产生不同同的影响，，对光功率率的要求也也不相同。。2.6.3复用a）波分复用用：波分复用WDM（WavelengthDivisionMultiplexing）是将信道道分割成若若干个子信信道，每个个子信道用用来传输一一路信号，，是频分复复用在光纤纤信道的变变例；或者者说是将波波长划分成成不同的波波长段，不不同路的信信号在不同同的波长段段里传送，，各个波段段之间不会会相互影响响，所以不不同路的信信号可以同同时传送2.6.3复用a）波分复用用：目前唯唯一成熟且且付诸实用用的超大容容量光传输输技术2.6.3复用b）时分复用用：时分分复用OTDM(OpticalTimeDivisionMultiplexing)的实现方法法与WDM完全不同，，是将使用用信道的时时间分成一一个个的时时间片（时时隙），按按一定规则则将这些时时间片分配配给各路信信号，每一一路信号只只能在自己己的时间片片内独占信信道进行传传输，所以以信号之间间不会互相相干扰，2.6.3复用b）时分复用用：是未未来发展的的一项极具具潜力的技技术，但它它远不如WDM技术成熟，一一些关键技术术还有待解决决。2.6.3复用c）码分复用：：码分复用OCDMA(OpticalCode-DivisionMultipleAccess)采用暂时的波波形（称作光光特征码）来来编码和解码码，不同的信信息可共享一一个时域、频频域、空间域域，它根据域域值从通道的的所有信号中中选取所需的的信号，光解解码器的输出出是与输人信信号和匹配的的滤波器相关关的。2.6.3复用c）码分复用：：码分复用也也是未来发展展的一个极具具潜力的技术术，只是目前前技术尚不是是十分成熟。。2.7PCM及数字复接技技术PCM（Pulse-CodeModulation）即脉冲编码码调整，对信信号抽样，分分别把每个样样值单独予以以量化后，再再将所得的量量化值序列进进行编码，变变换为数字信信号的调制过过程，具有较较高的抗干扰扰性能。2.7.1PCM介绍PCM复用设备2.7.1PCM介绍PCM数字电话复用用结构2.7.2数字复接技术术把各个低比特特率的信号源源按照时分复复用的方式汇汇成高比特率率的数字信号号，称为数字字复接技术，，相应的设备备称为复接设设备。而在接接收端，把高高比特率的信信号分离成为为支路的低比比特率信号，，称为数字分分接技术，相相应的设备称称为数字分接接设备。PCM复用设备加上上光端机、光光缆及中转站站就构成了光光纤数字通信信系统。2.8PDH/SDH在数字传输网网系统中，有有两种数字传传输体系：一种叫“准同同步数字体系系”（PlesiochronousDigitalHierarchy），简称PDH；另一种叫“同同步数字体系系”（SynchronousDigitalHierarchy），简称SDH。2.8.1PDH网络采用准同步数数字体系（PDH）的系统，是是在数字通信信网的每个节节点上都分别别设置高精度度的时钟，这这些时钟的信信号都具有统统一的标准速速率。尽管每每个时钟的精精度都很高，，但总还是有有一些微小的的差别。为了了保证通信的的质量，要求求这些时钟的的差别不能超超过规定的范范围。2.8.1PDH网络PDH设备2.8.1PDH网络a）接口方面：：1）只有地区性性的电接口规规范，不存在在世界性标准准。2）没有世界性性标准的光接接口规范。2.8.1PDH网络不同系列的PDH电接口速率等等级2.8.1PDH网络b）复用方式：：现在的PDH体制中，只有有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号（（包括日本系系列6.3Mbit/s速率的信号））是同步的，，其他速率的的信号都是异异步的2.8.1PDH网络c）运行维护方方面PDH在运行维护方方面字节少，，没有足够的的开销字节。。2.8.1PDH网络d）兼容性PDH网管接口也不不统一，兼容容性差。2.8.2SDH网络SDH全称叫做同步步数字传输体体系，SDH是一种传输的的体系（协议议），就象PDH准同步数字传传输体系一样样，SDH这种传输体系系规范了数字字信号的帧结结构、复用方方式、传输速速率等级，接接口码型等特特性。2.8.2SDH网络SDH设备2.8.2SDH网络a）接口方面：：SDH体制对网络节节点接口（NNI）作了统一的的规范。规范范的内容有数数字信号速率率等级、帧结结构、复接方方法、线路接接口、监控管管理等。1）电接口方面面：有一套标标准的信息结结构等级，即即有一套标准准的速率等级级2）光接口方面面：线路接口口（这里指光光口）采用世世界性统一标标准规范，SDH信号的线路编编码只对信号号进行扰码，，不再进行冗冗余码的插入入。2.8.2SDH网络b）复用方式：：能从高速SDH信号，例如2.5Gbit/s（STM-16）中直接分/插出低速SDH信号例如155Mbit/sSTM-1），这样就简简化了信号的的复用和分接接，使SDH体制特别适合合于高速大容容量的光纤通通信系统。2.8.2SDH网络c）运行维护方方面：安排了丰富的的用于运行维维护（OAM）功能的开销销字节，使网网络的监控功功能大大加强强，也就是说说维护的自动动化程度大大大加强，从而而使系统的维维护费用大大大降低。2.8.2SDH网络d）兼容性：SDH有很强的兼容容性，这也就就意味着当组组建SDH传输网时，原原有的PDH传输网不会作作废，两种传传输网可以共共同存在。2.9误码与误块误码是指经接接收、判决、、再生后，数数字码流中的的某些比特发发生了差错，，使传输的信信息质量产生生损伤，从而而导致接收码码与发送码不不一致。关于通道通信信误码，ITU-T制订了G.821、G.826和M.2100规范。2.9误码与误块821建议规范的是是电路层网络络的误码性能能指标。G.826建议规定了基基群和更高速速率国际通道道的误码性能能参数和指标标。这是一一种简单易行行的在线测试试方法。ITU-TM.2100系列专门用来来明确表示连连接质量，以以便服务提供供者进行长期期的测试分析析。2.9误码与误块BLOCK块：CM30在2Mb/s测试时，每2048bit定义为一个块块。EB误块：在一个个块中，有一一个或多个比比特差错。ES误块秒：在1秒中有一个或或多个误块。。SES严重误块秒：：在1秒中有≥30%的误块，或者者至少出现一一个严重扰动动期时认为该该秒为严重误误块秒SES。…………3光纤电流差动动保护及通讯讯3.1参考端、同步步端确定3.2同步调整方法法3.3差动保护的通通信方式及接接口3.4误码及校验机机制3.5通道延时及对对保护影响3.6装置自环3.7装置交叉接线线3.8双通道方式3.9接口与通信终终端设备的连连接要求3.1参考端、同步步端确定同步调整之前前首先需知道道参考端（主主端Master）、同步端（（从端Slave）。国内外常常规的方法是是：1）采用硬压板板；2）采用软压板板或控制字；；3）采用自适应应方法。3.1.1硬压板主从确确定采用硬压板是是通过在装置置上设置一开开关量:1)依赖于保护读读的开入量状状态2)检修试验时，，需通过设置置硬压板或跳跳针为参考端端（主端）做做单端试验，，试验完毕注注意恢复。3)不方便运行管管理。3.1.2软压板或控制制字主从确定定设置软压板或或控制字状态态，通过读入入软压板或控控制字状态，，确定参考端端（主端Master）、同步端（（从端Slave）。试验完毕改变变软压板或控控制字投入运运行，试验状状态与投入运运行不一致，，容易造成设设置不一致；；也给管理部部门带来不便便利。3.1.3自适应主从确确定该方法提供一一个完整的逻逻辑供保护装装置自适应的的区分双端运运行和自环状状态，并在双双端运行时自自动确定参考考端与同步端端；作自环试试验时自动切切换到自环状状态，试验结结束后自适应应随接线的改改变而切换。。使现场运行行人员不再关关心装置的状状态，而且也也不需要现场场整定，完全全摆脱了人为为因素对保护护状态的影响响。3.2同步步调调整整方方法法1）采采样样数数据据修修正正法法；；2）采采样样时时刻刻调调整整法法；；3）时时钟钟校校正正法法；；4）采采样样序序号号调调整整法法；；5）GPS同步步法法；；6）参参考考相相量量同同步步法法。。3.2.1采样样数数据据修修正正法法两侧侧保保护护对对每每一一帧帧接接收收数数据据都都要要进进行行““梯梯形形算算法法””，，求求出出两两侧侧采采样样偏偏差差角角并并根根据据计计算算结结果果对对接接收收数数据据进进行行扭扭转转，，以以达达到到两两侧侧数数据据的的““同同时时””的的目目的的。。优点点：：是是两两侧侧装装置置各各自自独独立立，，自自由由采采样样；；采采样样间间隔隔均均匀匀缺点点：：仅仅适适用用于于稳稳态态量量电电流流差差动动判判据据，，电电网网频频率率变变化化会会影影响响修修正正精精度度。。3.2.2采样样时时刻刻调调整整法法线路路两两侧侧一一主主一一从从，，主主端端为为参参考考端端，，自自由由采采样样；；从从端端为为同同步步端端，，通通过过““梯梯形形算算法法””可可计计算算出出主主端端的的采采样样时时刻刻，，并并按按主主端端的的采采样样时时刻刻调调整整自自己己的的采采样样时时刻刻，，达达到到两两侧侧数数据据同同步步的的目目的的。。优点点：：不不必必对对每每帧帧数数据据进进行行调调整整；；主主端端的的采采样样间间隔隔均均匀匀；；受受通通道道影影响响小小，，一一定定程程度度上上可可适适用用于于自自愈愈环环网网或或可可变变光光纤纤通通道道。。缺点点：：会会造造成成从从端端采采样样间间隔隔的的不不均均匀匀，，而而且且要要涉涉及及硬硬件件时时钟钟的的操操作作，，极极不不方方便便。。3.2.3时钟钟校校正正法法主端端自自由由采采样样。。从从端端发发信信息息帧帧，，主主端端收收到到后后将将命命令令和和延延时时时时间间返返回回给给从从端端，，从从端端计计算算两两侧侧时时钟钟的的相相对对误误差差△t，从从端端按按照照一一定定比比率率对对时时钟钟进进行行校校正正直直到到△t为零零。。该方方法法要要求求两两侧侧晶晶振振时时钟钟精精度度高高。。3.2.4采样样序序号号调调整整法法线路路两两侧侧保保护护装装置置以以同同频频率率自自由由采采样样，，并并对对每每一一次次采采样样标标注注一一个个采采样样序序号号；；a）确确定定通通道道延延时时3.2.4采样样序序号号调调整整法法b）确确定定同同步步端端采采样样序序号号当小小于于1/2采样样间间隔隔，，参参考考端端Mi采样样序序号号与与同同步步端端Ni采样样序序号号为为同同步步采采样样序序号号3.2.4采样样序序号号调调整整法法c）同同步步校校准准大于于1/2采样间隔隔时，应应调整下下一采样样序号3.2.4采样序号号调整法法d）同步精精度分析析：采样频率率达到4800Hz/s时，两侧侧同步误误差最大大为采样样间隔的的一半，，即180/96＝3.2.4采样序号号调整法法e）同步调调整后差差流计算算3.2.5GPS同步法GPS同步法通通过GPS受时信息息，两侧侧同步采采样3.2.6参考相量量同步法法利用线路路模型计计算出代代表同一一量的两两个向量量，然后后利用这这两个向向量的相相位差实实现同步步采样。。方法5－6）则是独独立于光光纤通道道，这是是他们的的优点。。缺点：GPS同步法依依赖于GPS对时，参参考相量量法受输输电线路路参数和和电气量量测量误误差的影影响，其其精度不不能得到到保证。。3.3差动保护护的通信信方式及及接口3.3.1光纤差动动保护数数据传输输3.3.2专用方式式3.3.3复用方式式3.3.4光纤电流流差动保保护时钟钟设置3.3.1光纤差动动保护数数据传输输采用脉冲冲编码调调制（PCMPulse-CodeModulation））的方方式传输输保护模模拟量、、开关量量信息。。3.3.1光纤差动动保护数数据传输输传输通道道3.3.1光纤差动动保护数数据传输输数据的调调制解调调过程3.3.1光纤差动动保护数数据传输输数据的调调制解调调过程1）一个时时钟周期期分成四四个单位位间隔；；2）二进制制的“1”被编成四四个比特特的码组组1100；3）二进制制的“0”被编成四四个比特特的码组组1010，4）通过交交替变换换相邻码码组的极极性，把把二进制制信号转转换成三三电平信信号；5)每第八组组破坏了了码组的的极性交交替。破破坏的组组对八比比特组的的最后一一比特进进行标志志。保护装置置与64k复接设备备连路图图3.3.1光纤差动动保护数数据传输输保护装置置与2M复接设备备连路图图3.3.2专用方式式专用方式式系统连连接图3.3.2专用方式式通道裕度度计算光纤通道道衰耗有有：1光纤衰耗耗0.3dB/km（单模））2接头衰耗耗1dB/点3熔接衰耗耗0.3dB/点（现在在可降低低到0.1dB/点）3.3.2专用方式式通道裕度度校验公公式：光发射功功率-光接收灵灵敏度-0.3×距离-1××接头个数数-0.3×熔接个数数>6dB3.3.3复用方式式复用方式式利用64kbit/s的数字接接口经PCM终端设备备或利用用2M接口直接接接入现现有数字字用户网网络系统统PDH/SDH。复用方式式主要用用于长距距离输电电线路的的保护。。复用方方式不但但节省了了光缆及及施工费费用，而而且利用用了SDH自愈环的的高可靠靠性，在在电力系系统中的的应用正正逐渐增增多。3.3.3复用方式式a）64k接口64k复用方式式下系统统连接图图3.3.3复用方式式接口功能能要求1）64kbit/s信息信号号；2）64kHz定时信号号；3）8kHz定时信号号。3.3.3复用方式式有三种接接口类型型1）同向接接口3.3.3复用方方式有三种种接口口类型型2）反向向接口口3.3.3复用方方式有三种种接口口类型型3）中央时钟钟接口3.3.3复用方式接口电气特特性1）同向接口口的电气特特性标称比特率率：64kbit/s；经接口传输输的信号的的最大容差差：±100ppm；64kbit/s和8kHz的定时信号号和64kbit/s的信息信号号在同一方方向传输，，对每一传传输方向用用一平衡线线对，用编编码的方法法将三种信信号综合在在一个传输输信号之中中；3.3.3复用方式接口电气特特性接口规规格：标称比特率率：64kbit/s；代码：1B4B；输入口输入入阻抗：标称值: 120欧姆平衡(对称)；连接输出口口与输入口口的对称屏屏蔽线对的的屏蔽层应应在输出口口接地，但但如果需要要,在输入口也也可以接地地。3.3.3复用方式输出信号特特性：接口电路的的输出信号号为矩形脉脉冲，“传传号”（有有脉冲）的的标称峰值值电压为1.0V，“空号””（无脉冲冲）的峰值值电压为±0.10V。标称脉冲冲宽度3.9μS（信号波特特率256kBd）。3.3.3复用方式2）反向接口口的电气特特性反向接口与与同向接口口不同的是是，它需要要在每个传传输方向使使用两对平平衡线，一一对用于传传输数据信信号，另一一对用于传传输综合的的定时信号号（64kHz和8kHz）。3.3.3复用方式3）中央时钟钟接口的电电气特性：：中央时钟接接口在每一一个传输方方向上需要要用一对平平衡线传输输数据信号号，另外还还需要用一一对平衡线线将来自中中央时钟源源的综合定定时信号（（64kHz和8kHz）送至局内内终端设备备3.3.3复用方式b）2M接口2M复用方式下下系统连接接图3.3.3复用方式一般特性：：比特率：2048kbit/s经接口传输输的信号的的最大容差差：±50ppm；3.3.3复用方式HDB3码3.3.3复用方式2M接口规格：：标称比特率率：2048kbit/s；代码：HDB3；输入口输入入阻抗：标称值: 75欧姆不平平衡(同轴)；120欧姆平衡衡(对称)；3.3.3复用方式输出信号特特性：“传号”（（有脉冲））的标称峰峰值电压为为2.37V（同轴线对对）或3V（对称线对对）。“空号”（（无脉冲））的标称峰峰值电压为为0±0.237V（同轴线对对）或0±0.3V（对称线对对）；标称称脉冲宽度度为244ns。3.3.4光纤电流差差动保护时时钟设置1）两侧装置置发送时钟钟均采用内内时钟方式式称为“主主－主”时时钟方式；；2）两侧装置置均采用外外时钟方式式称为“从从－从”时时钟方式；；3）一侧装置置采用内时时钟方式，，一侧装置置采用外时时钟方式称称为“主－－从”时钟钟方式。3.3.4光纤电流差差动保护时时钟设置差动保护护装置内内、外时时钟设置置3.3.4光纤电流流差动保保护时钟钟设置a）专用通通道方式式时钟设设置：设置为““主－主主”时钟钟方式：：两侧装装置均采采用内时时钟，写写入时钟钟为装置置时钟，，读出时时钟为提提取时钟钟，写入入时钟与与读出时时钟频率率偏差仅仅与锁相相环有关关，产生生滑码最最少。3.3.4光纤电流流差动保保护时钟钟设置b）复用通通道方式式时钟设设置64kbit/s复用PCM设备：设置为““从－从从”模式式3.3.4光纤电流流差动保保护时钟钟设置2Mbit/s复用PDH/SDH设备设置为““主—主”方式式；PDH通信设备备进行通通信时钟钟设定。。即把一一侧的通通信时钟钟设为主主时钟（（内时钟钟），另另一侧通通信时钟钟设为从从时钟，，3.4误码及校校验机制制一帧信息息中有一一位错误误或多位位错误对对保护来来说都是是不能使使用的，，根本原原因在于于对保护护实时性性要求很很高，既既没有时时间对出出错的信信息帧重重发，也也没用能能力进行行数据恢恢复，只只好丢弃弃数据帧帧3.4.1误码产生生原因1）发光功功率过大大；2）接收灵灵敏度不不够；3）接头不不好；4）光纤弯弯曲；5）光纤挤挤压；6）光纤损损耗过大大；7）时钟设设置不正正确；3.4.2CRC校验1)单个位错错误100%2)双位独立立错误100%3)奇数位错错误100%4)突发长度度小于16位的突发发性错误误100%5)突发长度度等于17位的突发发性错误误99.9969%(6)突发长度度大于17位的突发发性错误误99.9984%3.4.3通道及误误码检测测通道监测测内容如如下：通道延时时时间；；当前1s内的误码码帧数称称秒误码码数；对每帧数数据进行行CRC校验，对对1秒内的错错误帧数数进行统统计，当当错误帧帧数大于于给定值值（１））时，认认为该秒秒为误码码秒（erroredseconds）；在恒速率率通信时时，单位位时间１１秒内收收到的帧帧数为恒恒定，如如果丢失失帧数大大于某给给定值（（1）时，认认为该秒秒为误码码秒；误码率大大于某给给定值（（如大于于10-3时）或连连续无接接收数据据认为通通道失效效（ChannelFailure）。3.4.4保护装置置的通道道信息显显示通道A延时通通道A延时ms通道B延时通通道B延时ms通道A秒误码数数通通道A当前1s内的误码码帧数通道B秒误码数数通通道B当前1s内的误码码帧数通道A误码秒通通道A误码秒统统计值通道B误码秒通通道B误码秒统统计值通道A失效通通道A工作状态态不正常常通道B失效通通道B工作状态态不正常常3.5通道延时时及对保保护影响响称为横向向不对称称延时，，简称横横向延时时；称为纵向向对称延延时，简简称纵向向延时。。3.5通道延时时及对保保护影响响为差动保保护对通通道传输输延时的的要求3.5通道延时时及对保保护影响响专用通道道：为光光信号在在光纤线线路中传传输延时时，跟光光纤长度度有关，，OPGW光纤折射射率=1.48，光速C=300000km/s，光在光光纤中的的延时=4.93us/km≈5us/km，3.5通道延时时及对保保护影响响服用通道道：延时时公式：：为SDH设备的传传输延时时170us；PCM终端设备备延时，，取1000us；为为中中继复用用延时100us；为为光光信号在在光纤线线路中传传输延时时，按中中继距离离40km，n为光区间间数。3.5通道延时时及对保保护影响响复用通道道延时3.5通道延时时及对保保护影响响SDH传输设备备延时3.5通道延时时及对保保护影响响64k复用通道道延时3.5通道延时时及对保保护影响响2M复用通道道延时3.5通道延时时及对保保护影响响50Hz的交流量量1ms相应角度度为360/20=18度，同步步调整误误差3.5通道延时时及对保保护影响响3.5通道延时时及对保保护影响响动作、制制动电流流3.5通道延时时及对保保护影响响判据一相相应允许许横向不不对称延延时为3.4ms判据二相相应允许许横向不不对称延延时为1ms。不对称延延时对判判据影响响3.6装置自环环装置自环环除物理理上的自自环（光光自环、、电自环环）外，，在复接接时有可可能出现现网管设设置出项项软件设设置自环环，如图图常见的的光自环环及电自自环。3.7装置交叉叉接线交叉接线线种类较较多，随随着变电电站光纤纤应用增增多，容容易发生生交叉接接线，如如1）双回线线路各使使用一套套光纤通通道保护护时，2）一、二二回线路路通道接接线交叉叉，3）单回线线使用两两套光纤纤通道保保护，两两套保护护通道接接线交叉叉，4）同一厂厂、站内内使用光光纤通道道的保护护接线错错误等。。5）在复接接时有可可能出现现网管设设置出项项软件设设置交叉叉接线。。3.7装置交叉叉接线3.7装置交叉接线线3.7装置交叉接线线装置设置“本本侧保护装置置编码”与““对侧保护装装置编码”，，（1）若接收报文文中的编码与与“对侧保护护装置编码””一致，表示示光纤通道连连接正常；（（2）如果果接收收报文文中的的编码码与““对侧侧保护护装置置编码码”不不相等等，但但与““本侧侧保护护装置置编码码”相相等，，则表表示光光纤通通道自自环；；（3）如果果接收收报文文中的的编码码与““对侧侧保护护装置置编码码”及及“本本侧保保护装装置编编码””都不不一致致，判判为光光纤通通道交交叉接接线3.7装置交交叉接接线总的编编码区区=编码分分区域域1+编码分分区域域2+编码分分区域域3+编码分分区域域4+编码分分区域域5区域电电网1：编码码分区区域1区域电电网2：编码码分区区域2区域电电网3：编码码分区区域3区域电电网4：编码码分区区域43.8双通道道方式式双通道道方式式一般般有三三种：：1）通道道扩展展方式式；2）双套套差动动方式式；3）双通通道热热备用用方式式。3.8双通道道方式式通道扩扩展方方式3.8双通道道方式式双套差差动方方式3.8双通道道方式式双通道道热备备用无无缝切切换：：同一一套保保护装装置要要求两两个相相同的的通信信接口口，即即两个个光端端机和和两套套码型型变换换等电电路。。两套套通信信接口口电路路同时时工作作，传传送同同样的的数据据信号号给通通信模模块。。通信信模块块同时时收到到两路路数据据信号号，利利用其其中一一路数数据信信号作作为主主用数数据信信号。。当通通信模模块检检测到到该路路通道道数据据误码码率达达到某某一指指标时时候时时，自自动取取用另另一路路数据据信号号。3.8双通道道方式式3.9接口与与通信信终端端设备备的连连接要要求复接方方式接口与与通信信终端端设备备的连连接要要求64k复用接口与与通信信终端端设备备的连连接要要求2M复用1）保护护室与与通信信室距距离L超过50m时，通通过光光纤连连接，，2）复用用接口口装置置应采采用通通信的的直流流电源源，3）该段段光缆缆的备备用芯芯按100%后备考考虑，，4）光光缆缆的的铺铺设设采采用用电电缆缆沟沟内内铺铺设设，，5）通通常常光光纤纤的的允允许许环环境境温温度度下下限限值值不不超超过过-20度，，对对于于北北方方地地区区，，设设计计时时选选择择光光缆缆时时要要与与光光缆缆供供货货厂厂商商了了解解清清楚楚，，否否则则会会产产生生光光纤纤损损耗耗大大幅幅度度增增加加，，造造成成通通道道随随季季节节变变化化不不稳稳定定的的情情况况。。64k复用用时时复复用用接接口口装装置置与与复复接接设设备备连连接接1）如如果果平平衡衡线线对对是是平平衡衡的的，，屏屏蔽蔽层层在在输输出出口口接接地地，，必必要要时时也也要要能能在在输输入入口口将将屏屏蔽蔽接接地地。。2）对对于于双双屏屏蔽蔽层层电电缆缆，，内内屏屏蔽蔽层层一一端端接接地地，，外外屏屏蔽蔽层层应应两两端端接接地地。。3）接接线线时时不不允允许许经经端端子子排排转转接接,应直直接接从从复复用用接接口口装装置置电电口口连连到到配配线线架架。。2M复用用时时复复用用接接口口装装置置与与复复接接设设备备连连接接1）2M接口口采采用用非非平平衡衡同同轴轴电电缆缆，，同同轴轴电电缆缆采采用用外外屏屏蔽蔽层层两两端端接接地地。。2）不不允允许许经经端端子子排排转转接接,应直直接接从从复复用用接接口口装装置置电电口口连连到到配配线线架架。。4差动动保保护护光光纤纤通通道道检检测测4.1光纤纤电电流流差差动动保保护护通通信信检检测测的的必必要要性性4.2试验验准准备备4.3差动动保保护护光光纤纤通通道道检检测测4.1光纤纤电电流流差差动动保保护护通通信信检检测测的的必必要要性性由于于通通信信通通道道在在光光线线电电流流差差动动保保护护重重要要作作用用，，所所以以在在出出厂厂和和投投运运时时候候，，应应该该对对通通信信通通道道中中的的各各个个环环节节包包括括光光端端机机、、通通道道衰衰耗耗、、复复用用接接口口盒盒、、时时钟钟设设置置以以及及现现场场的的复复用用设设备备等等等等进进行行检检查查，，防防止止由由于于通通信信通通道道导导致致保保护护不不能能正正常常工工作作的的产产生生。。4.1光纤纤电电流流差差动动保保护护通通信信检检测测的的必必要要性性常见见问问题题包包括括：：1）保保护护装装置置提提供供的的技技术术指指标标，，如如光光收收发发功功率率、、接接收收灵灵敏敏度度、、光光收收发发模模块块的的稳稳定定性性，，由由于于接接触触不不良良、、老老化化等等原原因因，，不不能能满满足足技技术术指指标标。。2）实际随着装装置的运行，，光器件老化化、通道接触触原因、光纤纤老化，通道道衰减增大，，误码率增大大。3）通道的时延延，间断对保保护性能有影影响。4.2.1仪器准备及校校准光功率计、光光衰耗仪、光光误码仪、继继电保护测试试仪。1）首先应对光光功率计、光光衰耗仪、光光误码仪进行行校准，检查查继电保护测测试仪的精度度是否满足要要求。尤其是是光功率计，，应采用同一一台光功率计计去测量。2）在确保光纤纤中的光有效效地耦合到光光功率计中去去，这时，还还必须使全部部光都照射到到检测器的接接收面上，又又不使检测器器过载。光纤纤表面应充分分地平整清洁洁，使散射和和吸收降到最最低。3）如果进行功功率测量时所所使用的光源源与校准时所所用的光谱不不相同，也会会产生测量误误差。4.2.2光纤及光收发发模块的检查查检查光纤的连连续性，光纤纤适配器的类类型，确定光光纤模式类型型、所用波长长等是否和技技术方案要求求一致。4.2.3通道及时钟设设定检查1）检查通道之之间的连线是是否正确无误误，确定发射射端和对侧接接收端相连接接。2）检查时钟方方式设置，并并根据通道的的实际情况设设置时钟方式式。3）光功率计和和光衰耗仪，，注意光功率率计波长选择择根据实际工工作波长选择择1310nm或1550nm。4.3.1光发射器功率率测试光发射器功率率测试目的：测试发发射器功率是是否满足要求求。发射器功率测测试接线如图图所示。发射射器功率＝测测量值＋接接头衰耗（（2×1db）4.3.2光接收灵敏度度测试光接收灵敏度度测试目的：测试接接收器灵敏度度是否满足要要求。接收灵敏度=发射功率-光衰耗仪值-4dB（两根跳线光光纤接头衰耗耗1dB×4个）。4.3.3光接收器的动动态范围测试试目的：测试光光接收器的动动态范围D＝10×lg(Pmax/Pmin）Pmax指满足规定误误码率指标下下，接收器的的最大输入光光功率，Pmin即为接收器的的灵敏度4.3.4光收发模块稳稳定性测试目的：光收发发模块的稳定定性没有其它干扰扰的情况下，，要求收发模模块的误码应应该优于某定定值，暂定为为1E-9，即平均4.38小时产生一帧帧误码。4.3.5光接收功率测测定目的：测试光光接收端接收收功率及裕度度是否满足要要求。接收光光功率＝光功功率计测量值值要要求裕度度>6dBm4.3.6光收发模块抗抗干扰测试目的：测试光光收发模块抗抗干扰能力有电磁干扰情情况下（临时时用对讲机干干扰），要求求收发模块产产生的误码应应该优于某定定值，暂定为为1E-7，即平均156s产生一帧误码码。4.3.7光纤通道自环环检测目的：检查光光纤通道系统统的各个环节节，包括光端端机、复用接接口装置、PCM或PDH/SDH设备等。a）通信告警警信息及意义义告警信息保护装置告警警原因：光端机告警原原因复用接口装置置告警原因复用设备告警警4.3.7光纤通道自环环检测b）专用方式自自环试验1）本端光自环环2）远端光自自环4.3.7光纤通道自自环检测c）复用方式式自环试验验64k复用方式试试验1）本端光自自环2）近端64k电自环3）近端2M电自环4）远端2M电自环5）远端64k电自环6）远端光自自环4.3.7光纤通道自自环检测64k复用方式自自环检测4.3.7光纤通道自自环检测2M复用方式试试验1）本端光自自环2）近端2M电自环3）远端2M电自环4）远端光自自环4.3.7光纤通道自自环检测2M复用方式自自环检测5光纤差动保保护装置性性能指标5.1保护功能性性能指标5.2双通道自适适应性指标标5.3其它通道性性能指标5.1.1正常误码下下保护功能能目的：在通通道误码率率优于1E-6时，保护功功能正确，，符合各种种技术指标标。5.1.2许可误码下下保护功能能目的：在通通道误码率率约为1E-4时，保护功功能正确。。允许在正常常动作时间间基础上不不超过20ms延时5.1.3临界接收灵灵敏度下保保护功能目的：验证证在临近光光接收灵敏敏度的情况况下，验证证保护功能能及通道监监视功能的的正确性。。测试告警信信号（通道道误码统计计约为1E-2）时和报文文显示以及及复归5.1.4PCM故障模拟、、SDH/PDH故障拟测试试目的：验证证复接PCM设备故障，，验证保护护通道监视视功能的正正确性。在复接PCM设备时候，，模拟PCM故障电源关关闭，保护护装置应给给出正确信信息，闭锁锁保护。此此时作保护护性能试验验，保护不不动作。在复接SDH/PDH设备时候，，模拟SDH/PDH故障电源关关闭，保护护装置应给给出正确信信息，闭锁锁保护。此此时作保护护性能试验验，保护不不动作。5.1.5通道中断测测试目的：通道道中断，验验证保护通通道监视功功能的正确确性。5.2.1通道中断测测试目的：一个个通道中断断或两个通通道中断，，验证保护护通道监视视功能的正正确性。在双通道控控制模式下下，分别依依次中断其其中一个通通道，而另另一通道正正常，本侧侧和对侧均均给出相应应通道的接接收中断报报文，且发发送通道中中断告警信信号，此时时做差动，，保护应该该正确动作作。同时中中断两个通通道，本侧侧和对侧均均给出相应应通道的接接收中断报报文，且发发送两个通通道中断告告警信号，，闭锁保护护，此时差差动试验，，模拟区内内外故障，，保护应不不动作。5.2.2通道自适应应切换目的：测试试双通道自自适应热备备用切换功功能，保护护装置具有有更可靠的的性能。在双通道控控制模式下下，在任一一个通道出出现误码达达到1E-4情况下，另另一通道正正常，做差差动试验，，模拟区内内外故障，，装置自动动进行双通通道数据选选择，选择择正确的数数据，不会会影响保护护功能和性性能；然后后，降低该该通道误码码到正常水水平，增加加另一通道道误码达到到1E-4，做差动试试验，模拟拟区内外故故障，装置置自动进行行双通道数数据选择，，选择正确确的数据，，不会影响响保护功能能和性能。。该试验说说明实现了了在双通道道控制模式式下自动进进行通道数数据选择。。5.3其它通道性性能指标目的：测试试它业务、、通道自愈愈时间、单单向延时、、双向不对对称延时对对保护影响响。1．其它业务务影响：复复接PCM设备时候，，网络查询询维护业务务，如告警警查询、2M及其它业务务、通信系系统时钟设设置等，对对保护性能能的不影响响。2．通通道道自自愈愈时时间间：：不不大大于于20ms。对对通通道道自自愈愈的的时时间间要要求求是是越越小小越越好好，，但但由由于于通通信信网网络络设设备备本本身身的的限限制制，，目目前前只只能能达达到到这这样样的的性性能能。。3．单单向向延延时时测测试试：：要要求求<20ms。在在单单向向延延时时小小于于20ms时候候，，保保护护在在区区内内典典型型故故障障可可以以满满足足继继电电保保护护要要求求。。4．双双向向不不对对称称延延时时测测试试：：要要求求<1ms6光纤纤差差动动保保护护通通信信接接口口常常见见问问答答6.1线路路光光纤纤电电流流差差动动保保护护装装置置6.264K/2M数字字复复接接通通道道及及接接口口装装置置6.3光纤纤及及其其附附件件6.1线路路光光纤纤电电流流差差动动保保护护装装置置1）问问：：适适用用通通道道类类型型？？答：：专用用光光纤纤：：满满足足；；2M口：：满满足足；；64k复接接通通道道：：满满足足；；64k接口口的的匹匹配配阻阻抗抗：：120欧姆姆，，平平衡衡；；2M接口口的的匹匹配配阻阻抗抗：：75欧姆姆，，非非平平衡衡。。6.1线路路光光纤纤电电流流差差动动保保护护装装置置2）问问：：纵纵差差保保护护接接2M口数数字字通通道道后后的的优优点点？？答：：可以以直直接接接接入入PDH/SDH设备备，，减减少少了了PCM中间间设设备备，，提提高高了了通通信信的的可可靠靠性性。。6.1线路路光光纤纤电电流流差差动动保保护护装装置置3）问问：：纵纵差差保保护护光光接接口口输输出出的的原原理理？？是是如如何何编编码码和和解解码码的的？？答：：将接接收收到到64kbit/s（2Mbit/s）信信号号调调制制到到256kbit/s（8Mbit/s），，送送入入光光收收发发模模块块变变成成光光信信号号输输出出，，采采用用1B4B编解解码码。。6.1线路路光光纤纤电电流流差差动动保保护护装装置置4）问问：：纵纵差差保保护护配配置置64kbit/s（2Mbit/s）电电接接口口的的可可行行性性？？电电接接口口的的传传输输距距离离要要求求？？答：可行，电接口口传输距离不不大于50米，一般推荐荐使用光传输输到通信室。。6.1线路光纤电流流差动保护装装置5）问：纵差保保护的时钟同同步方式如何何考虑？答：采用64k通道：发送时时钟和接收时时钟都由接收收数据中提取取，采用全数数字锁相环技技术，使用用“从－从时时钟”同步方方式，即两端端保护装置的的时钟都设置置为“从-从”时钟方式式。2M通道和专用光光纤通道：接接收时钟由接接收数据中提提取，采用全全数字锁相环环技术；发送送时钟采用本本地时钟，使使用“主－从从时钟”同步步方式，即两两端保护装置置的时钟都设设置为“主-主”时钟方式式。6.1线路光纤电流流差动保护装装置6）问：纵差保保护与接口的的通信规约能能否提供？保保护与接口设设备的通信规规约时按什么么标准、协议议制定的？答：采用国际际规约，保护护和接口设备备之间透明传传输数据。6.1线路光纤电流流差动保护装装置7）问：纵差保保护的主要技技术指标包括括：光接口特特征、发送功功率、接收灵灵敏度、码型型、速率、抗抗干扰措施、、帧结构、满满足的技术规规范、设计的的传送距离限限制？光接口FC型，其他指标标见表项目类型短距离中距离长距离发光功率(dBm)≥－13≥－5≥－11灵敏度(dBm)优于－32优于－34优于－34码型1B4B1B4BHDB3速率256Kbps256Kbps8Mbps抗干扰措施扰码扰码扰码饱和功率(dBm)≥－8≥－3≥－3波长(nm)131013101550传输距离(km)0～3020～6020～806.1线路光纤电流流差动保护装装置8）问：纵差保保护（两侧之之间）的通信信数