通信接口在电力继电保护上的应用

通信接口在电力继电保护上的应用

麦迪努尔·依力哈尔

国网新疆电力有限公司喀什供电公司  新疆  喀什市  844000

摘要：随着通信技术的发展，电力系统向着全网保护趋势上发展。电力企业需要认识到继电保护技术的重要性，在实践工作中对继电保护研究成果进行检测，确保智能电网运行需要，并提升其安全性能。

关键词：通信接口；电力；继电保护

1继电保护不稳定因素

1.1硬件及软件设备因素

在电力系统建设运用过程中，硬件设备和软件设备直接影响继电保护装置。当出现继电保护不稳定的情况时，要求检修人员对接口装置、通道设施及控制软件等多方面逐一排查，从而保障继电保护平稳运行。在电力系统运营过程中，发生继电保护故障的原因有许多，其中包括二次回路绝缘故障、产源故障、故障装置老化等。硬件设施是保障电力系统继电保护平稳运行的客观条件，当硬件设施出现装置故障问题时，在第一时间启动保护元件系统，并进行有效的隔离保护。硬件装置系统分为中央处理器、模拟量模板、数字模板及电源四部分。软件因素是指电力企业广泛应用的计算机运行软件设备的故障问题，包括电力系统软件在研发设计时存在的问题和继电保护控制系统软件错误指令等问题，这些问题都给继电保护失误创造条件。在电力系统维护时，需要对软件系统进行全面、精准的了解，使继电保护装置平稳运行。

1.2人员技术因素

电力行业砥砺前行的过程中，继电保护技术也在不断提高。但部分电力企业忽视对继电保护技术人员的培训，致使有的检修人员的技能能力无法满足日益发展的电力继电保护故障的维修工作要求。加之，从事继电保护技术人员的技能观念陈旧，积极学习技能的热情态度不足，严重影响电力继电保护工作顺利开展。因此，需要对从事继电保护行业的技术人员开展综合性的技能培训，使其全面处理继电保护装置中出现的各种问题。

2通信接口与复用通道保护的应用

2.1复用保护通道的接口形式

复用保护通道的连接方式比较复杂，种类多，但不论是那种形式的保护接口，其保护接口的传输速率都是2M或64K.一般来说，保护设备与通信设备的连接通过一个保护接口设备MUX来连接，MUX设备主要有两种：一种是2M速率的接口装置，另一种是64K速率的接口装置。这两种保护接口设备与通信设备的连接主要有两种方式，一种是通过通信数字配线架的数字配线端口与光传输设备相连接，然后将保护信号通过光传输设备进行传递。另一种是通过通信音频配线架的音频配线端口与低速的PCM设备接入设备相连接，然后再通过PCM与光传输设备相连接，最后通过光传输设备再把保护信号传递到对方。

2.2复用保护通道的通道需求

由于复用保护通道中间环节多，时延较长，故障概率较高，因此在进行保护联调之前，最好由通信专业人员先进行通道测试，确保通道切实可用、通道误码率达到标准后再移交给保护专业人员，通信专业人员应检测两端电缆的连接点，如音频配线架端口上的卡线是否牢固，数字通信接头是否有虚焊或连接不牢固等现象，再使用误码仪测试通道，通道测试时间应保持为一小时以上，待测试线路两侧误码均满足标准后，方可通知保护专业人员接入保护装置进行联调工作。（1）复用保护通道良好的判断：保护装置在投运之前必须确定复用保护通道是否良好，而要判定复用保护通道良好必须满足以下两个条件：A、保护装置面板上“通道异常灯”为熄灭状态，装置没有出现“通道异常”告警信号，TDGJ（通道告警）接点不闭合。B、“保护状态”→“通道状态”中有关通道状态统计的计数应恒定不变化。（2）误码对保护的影响：电流差动保护信号在64K通道传输时，1点电流采样值的传输需要1.667毫秒，对侧电流采样值传送到达本端装置后，对应的电流采样值将进行差动计算，不同的差动元件需要不同的数据窗长度。RCS-900系列差动保护没有对通道误码采取纠错措施，单个误码对不同的差动元件污染不同长度的数据窗。单个通道误码差动保护最少需要退出30ms。电流差动保护信号在2M通道传输时，差动保护将会传送电流采样值和三相电流付氏值。RCS-900系列差动保护即使没有对通道误码采取纠错措施，单个误码对三相电流付氏值的影响限制在当前采样点内。单个误码，对采用三相电流付氏值进行差动计算的分相电流差动元件，只退出0.833ms。

3通信接口在电力继电保护的应用路径

3.1通信接口与光纤接口保护解析

光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口，其原理是利用了光从光密介质进入光疏介质从而发生了全反射。光纤通信接口通道通常保护一对纤芯。光纤分为单模光纤（传导长波长的激光）和多模光纤（传导短波长的激光）两种。在保护设备上配置一个光纤接口，或者将管线保护接入电路光缆设备，单模光缆的连接距离可达10km，多模光缆的连接距离要短的多，为300m或500m。

3.2通信接口与复用通道保护解析

复用通道在通信接口的连接方式较为复杂，其通信接口的传输速率为2Mb/s或64kb/s。实际上，保护通道与通信接口连接是通过MUX设备实现。因为MUX设备主要分为两种，一种是2Mb/s速率的接口装置，另一种是64kb/s速率的接口装置。复用通道连接通信接口在保护装置使用前确认保护装置的异常信号灯处于熄灭状态。通信专业技术人员检测两端通信线的连接位置，当出现连接不牢、数字通信接头焊点虚、音频配线架上的卡线不牢固等问题时，用误码仪测试连接通道，测试通常保持在1—1.5h。两次测试结果相对稳定及符合标准后，通知检修维护专业人员将通信线接入保护装置。

4保护通道常见故障的判断、分析与处理

4.1尾纤接头接触不良或被污浊

裸露的尾纤头很容易被空气中的灰尘附着，造型纤芯衰耗增加，此时应使用专用的光纤清洁工具进行清洁。在进行光纤连接时，要注意将连接头和砝琅盘上的缺口对齐后旋紧，若未完全对齐，纤芯衰耗可能会增加5-10dB。当光纤头不清洁或连接不可靠时，设备即使能收到对侧数据，收信裕度也可能大大降低，一旦系统扰动或通信设备有操作时，很容易导致通道中断或误码越限，产生保护装置通道告警。

4.2通信设备与保护接口设备间的连接问题

在使用64K复用通道保护时，保护接口装置与通信PCM设备之间应使用四芯带屏蔽双绞线连接，不得使用普通的音频线进行连接，四芯带屏蔽双绞线的屏蔽层应可靠一点接地。若从保护接口装置引出的屏蔽双绞线直接接至PCM设备，应采用凤凰端子拧接，不建议使用RJ45水晶头连接（RJ45水晶头末端接触性不牢固，容易增加误码数），若需要先通过配线架转接，需要保证配线架侧卡线牢固，以防松动脱落。在使用2M复用通道保护时，应注意在2M头制作时防止焊点虚汗、漏焊等情况，以及防止芯线与屏蔽线等短路现象的发生。另外，要特别注意因为2M接头与数配接头接触不良而引起的通道故障，此类故障在实际工作中较为常见。

4.3保护接口装置不接地，通信电源纹波系数高

保护接口装置在安装时其接地不良好或根本没有接地，导致平时能正常工作，而一旦有故障或刀闸操作时，保护装置发通道告警。通信电源一般采用—48V电源，对纹波系数有比较高的要求，一般要求不超出100mv，现场发现电源纹波比较大时，保护接口装置光电转换过程会出现误码。

4.4通信设备故障

保护信号传输经历的设备较多，一旦出现异常告警，中间每个环节均有出现问题的可能，在由于通信设备故障引起的通道故障中，最容易出现问题的就是PCM设备（主要是时钟设置），其次就是传输设备光板问题。一般确认为通信设备出现问题后，可以将通道自环后使用误码仪测试，检测时间应不小于24小时。

5结束语

随着通信技术的发展，在电力系统中，全网保护通道的全光纤化已经成为一种趋势。在日常工作中，只有了解各种通信接口的基本知识，掌握各种保护通道的传输模式以及通道故障定位分析和处理方法，才能快速有效地处理故障，保证电网的安全稳定运行。

参考文献：

[1]赵伟.探索通信接口在电力继电保护上的应用[J].自动化应用，2018（2）：120-122.

[2]宋沅珍.电力系统多业务中数据通信接口的应用[J].科技创新导报，2018（10）：68-69.