通道在滿足電力線路繼電保護(hù)時(shí)延要求的對(duì)策

詹青山

摘要

電力通信網(wǎng)是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要角色，繼電保護(hù)是電力生產(chǎn)中一項(xiàng)重要業(yè)務(wù)，通道的時(shí)延對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作的快速性和準(zhǔn)確性有著重要影響。本文分析了電力線路的傳輸時(shí)延要求，指出了相應(yīng)對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù) 通道 時(shí)延

電力載波通道曾經(jīng)是應(yīng)用最為廣泛的方式，雖然該技術(shù)發(fā)展歷史悠久，也較為完善，但存在一系列不足之處，如它所能傳輸信息的容量較小，極易被電磁和噪聲干擾。面對(duì)電力載波通道的不足之處，光纖技術(shù)憑借著其強(qiáng)大的抗擊干擾能力等諸多優(yōu)良特性取代電力載波通道，成為目前電力線路繼電保護(hù)的主流技術(shù)。

1 通道時(shí)延的相關(guān)理論

通道實(shí)際上是一個(gè)數(shù)字連接，當(dāng)數(shù)字信號(hào)以群速通過(guò)一個(gè)數(shù)字連接時(shí)需要經(jīng)歷一段時(shí)間，這段時(shí)間就是通常意義上的時(shí)延。通道時(shí)延包括以下幾部分：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)延、傳輸系統(tǒng)的時(shí)延以及其他數(shù)字設(shè)備的時(shí)延，如常用的PCM、SDH等設(shè)備。通道時(shí)延是通信專業(yè)中的一個(gè)重要參數(shù)，在設(shè)備的相應(yīng)接口或是配線架上需要對(duì)時(shí)延進(jìn)行測(cè)量和研究。

在光纖通道應(yīng)用于繼電保護(hù)的過(guò)程中，通道時(shí)延是一個(gè)十分重要的指標(biāo)。若通道時(shí)延過(guò)長(zhǎng)，則繼電保護(hù)的動(dòng)作會(huì)被大大減慢，無(wú)法起到有效的繼電保護(hù)作用。此外如果通道雙向時(shí)延存在不對(duì)稱現(xiàn)象，則線路的縱差保護(hù)會(huì)受到影響，產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。

目前通道時(shí)延尚且缺乏業(yè)界統(tǒng)一公認(rèn)的定義，在電力線路繼電保護(hù)領(lǐng)域，不同組織對(duì)通道時(shí)延的理解有差異，測(cè)量依據(jù)和測(cè)量手段也有不同。急需對(duì)通道時(shí)延建立統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)一個(gè)完整的通信連接，對(duì)產(chǎn)生時(shí)延的環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，主要包括以下幾方面：

1.1 傳輸系統(tǒng)時(shí)延

該時(shí)延指的是當(dāng)光信號(hào)在光線中傳遞時(shí)導(dǎo)致的時(shí)間。傳輸系統(tǒng)時(shí)延受到光纖長(zhǎng)度的影響而有不同，此外光纖的折射率也會(huì)影響傳輸系統(tǒng)時(shí)延。采用如下公式可以來(lái)計(jì)算傳輸系統(tǒng)時(shí)延。

其中c代表光速在真空中的值，一般取3×10⁵KM/S，n1代表光纖內(nèi)芯的折射率，折射率一般定為1.5。L指的是光纖長(zhǎng)度，單位為KM。

1.2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)延和其他數(shù)字設(shè)備造成的時(shí)延

由于數(shù)字連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備緩沖區(qū)的存在，以及時(shí)隙交換單元的影響，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)也會(huì)產(chǎn)生時(shí)延。并且其他數(shù)字設(shè)備如PCM，SDH等設(shè)備的使用也會(huì)造成時(shí)延。如SDH所產(chǎn)生的時(shí)延在10微秒到60微秒之間，一對(duì)PCM終端的時(shí)延是600微秒。

1.3 其他因素導(dǎo)致的時(shí)延

隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)層出不窮，越來(lái)越多的新技術(shù)被引入到光纖通信中。不同的新技術(shù)由于其自身工作機(jī)理的不同，有可能增加或是減少時(shí)延。以SDH技術(shù)為例，該技術(shù)在對(duì)相位進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)以及修正頻率時(shí)依靠的是指針調(diào)整技術(shù)，而傳統(tǒng)的PDH設(shè)備需要滑動(dòng)緩存器才可以實(shí)現(xiàn)，由此可以減少時(shí)延。

2 電力線路的傳輸時(shí)延要求

繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全具有重要作用，繼電保護(hù)應(yīng)滿足靈敏且可靠的要求，并且具有較快的反應(yīng)速度。由于電力線路的傳輸時(shí)延具有較為嚴(yán)格的要求，每個(gè)國(guó)家制定了各自標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)針對(duì)通道在電力線路繼電保護(hù)的時(shí)延方面也做出了相關(guān)規(guī)定。要求電力線路的通道必須具備敏捷的反應(yīng)速度、準(zhǔn)確的反應(yīng)動(dòng)作。針對(duì)傳輸主保護(hù)信號(hào)的通道，規(guī)定其時(shí)延應(yīng)小于或等于5ms，對(duì)于傳輸線路縱聯(lián)保護(hù)信息的通道，規(guī)定其時(shí)延應(yīng)小于或等于12ms，任意兩臺(tái)設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，所依靠的交換機(jī)數(shù)量應(yīng)低于4臺(tái)，并且每臺(tái)交換機(jī)的時(shí)延不能超過(guò)10微秒。

3 常見(jiàn)的電力線路繼電保護(hù)的通道方式

3.1 PTN技術(shù)

PTN技術(shù)具有較高的網(wǎng)絡(luò)可靠性，并且可以承載較多的業(yè)務(wù)。目前PTN領(lǐng)域主要采用兩種技術(shù)，分別是PBT技術(shù)和T-MPLS技術(shù)，其中后者可以有效的減少封裝時(shí)延，并且具有更加靈活的保護(hù)倒換特性。PBT技術(shù)可以一定程度的減少轉(zhuǎn)發(fā)交換時(shí)延。

3.2 SDH技術(shù)

作為現(xiàn)代通信領(lǐng)域的一項(xiàng)嶄新技術(shù)，SDH憑借其龐大的傳輸容量和更高的傳輸速率正日益成為電力線路繼電保護(hù)所選用的主要技術(shù)。通過(guò)同步復(fù)用的方法以及指針和映射等措施，SDH可以更為靈活的處理和傳輸數(shù)據(jù)。

SDH主要包括如下設(shè)備：可以將多路低速信號(hào)和一路高速信號(hào)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化復(fù)用的終端復(fù)用器、將高速信號(hào)中插進(jìn)低速信號(hào)的分插復(fù)用器、連接任意端口之間信號(hào)的數(shù)字交叉連接設(shè)備以及對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理使之得以持續(xù)前行傳輸?shù)脑偕鳌Ｄ壳半娏ο到y(tǒng)常用的SDH保護(hù)方式有三種，分別是兩纖單向通道保護(hù)環(huán)、兩纖雙向復(fù)用段環(huán)和1+1線性復(fù)用段鏈，其中兩纖雙向復(fù)用段環(huán)和1+1線性復(fù)用段鏈兩種方式由于通道接收和發(fā)出信號(hào)的路由一致，無(wú)時(shí)延差。而兩纖單向通道保護(hù)環(huán)方式由于將路由進(jìn)行分離，導(dǎo)致通道在收發(fā)時(shí)存在不同的路徑，必然造成時(shí)延差。在具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的時(shí)延要求合理選擇不同方式。

4 通道在滿足電力線路繼電保護(hù)的時(shí)延要求方面的對(duì)策

由于電力線路繼電保護(hù)的時(shí)延方面存在的嚴(yán)格要求，因而光纖通道必須采取一定的措施來(lái)滿足其時(shí)延要求。為了有效降低通道時(shí)延，可以適當(dāng)減少中間傳輸站的數(shù)量，光接口的選用方面盡量選用長(zhǎng)距離接口，使傳輸距離增加，降低中繼站數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)延的降低。此外2M復(fù)用方式由于較好的通道性能，在電力線路繼電保護(hù)方面可以選用2M復(fù)用方式。相比PCM方式容易導(dǎo)致時(shí)延占有較大比例，SDH可以使中間環(huán)節(jié)得到有效降低，從而減少總時(shí)延。

5 結(jié)語(yǔ)

光纖通信以其可靠性、傳輸容量等方面的優(yōu)勢(shì)，是電力線路繼電保護(hù)方面作為通道的首要選擇。傳輸系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和各種設(shè)備等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的時(shí)延加總起來(lái)構(gòu)成了整個(gè)通道時(shí)延。在電力通信中，繼電保護(hù)是一項(xiàng)極為關(guān)鍵的任務(wù)。保證電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，并將電力與通信恰到好處的融合起來(lái)需要更好的研究繼電保護(hù)對(duì)于通道時(shí)延等的要求，從而可以確保光纖通道的安全可靠運(yùn)行。為了更好的滿足電力線路繼電保護(hù)時(shí)延方面的嚴(yán)格要求，需結(jié)合實(shí)際情況具體分析。隨著電力系統(tǒng)智能化的不斷發(fā)展，嶄新的技術(shù)和業(yè)務(wù)必然層出不窮，未來(lái)電力線路繼電保護(hù)需要更深一步的探索和升級(jí)，以期促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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