RCS-931系列光纤差动保护.ppt

RCS 931系列光纤差动保护 RCS 931保护配置 装置面板布置图 指示灯说明 运行 灯为绿色 装置正常运行时点亮 TV断线 灯为黄色 当发生电压回路断线时点亮 充电 灯为黄色 当重合充电完成时点亮 通道异常 灯为黄色 当通道故障时点亮 跳A 跳B 跳C 重合闸 灯为红色 当保护动作出口点亮 在 信号复归 后熄灭 装置背视图 设计精细 可靠的硬件方案 独立的数据采集系统单片机 总起动元件 与DSP 保护测量 的数据采样系统在电子电路上完全独立 只有总起动元件动作才能开放出口继电器正电源 从而真正保证了任一器件损坏不致于引起保护误动 单片机还负责通信接口 事件记录 故障录波等辅助功能 单片机外接大容量存储器FLASH 1MB 带掉电保持RAM 1MB 30个定值区 实时并行计算在较高的采样率 每周24点 的前提下 装置保证在每个采样间隔内完成所有保护运算和逻辑判别 实现了对所有保护继电器 主保护与后备保护 实时并行计算 主要继电器采用全周傅氏算法 具有很高的可靠性及安全性 由于先进DSP的选用 在实现实时并行计算的条件下 时间仍有较大的冗余 设计精细 可靠的硬件方案 装置硬件总体方案 总起动 CPU 保护动作 DSP 装置故障告警 BSJ 的关系 各种继电器 DSP RCS 931压板 投主保护 差动保护 投距离保护投零序保护投闭重 勾三压板 出口压板有 跳A 跳B 跳C 重合闸 一般还有启动失灵 至重合闸等 给本线路其它保护用 一般不接 原因是各套保护尽量保持相对独立 RCS 931压板定值 RCS 931压板定值V3 0 投A通道差动投B通道差动投距离保护投零序保护投闭重 勾三压板 出口压板有 跳A 跳B 跳C 重合闸 一般还有启动失灵 至重合闸等 给本线路其它保护用 一般不接 原因是各套保护尽量保持相对独立 RCS 931压板定值V3 0 RCS 931总起动元件 电流变化量起动 电流变化量起动元件动作并展宽 秒零序过流元件起动 当外接和自产零序电流均大于整定值时 零序起动元件动作并展宽 秒 去开放出口继电器正电源 位置不对应起动 这一部分的起动由用户选择投入 条件满足总起动元件动作并展宽15秒 去开放出口继电器正电源 纵联差动或远跳起动 发生区内故障 弱电源侧电流元件可能不动作 此时若收到对侧的差动保护允许信号 依弱电侧差电流选相元件选动作相关相 相间电压 若小于60 额定电压 则此辅助电压起动元件动作 开放出口正电源7秒并发远方允许信号 当本侧收到对侧的远跳信号且定值中 不经本侧起动控制 置 1 时 去开放出口继电器正电源500MS 光纤电流纵差保护原理 以母线流向被保护线路方向为正方向 动作电流 差动电流 为 制动电流为 动作电流与制动电流对应的工作点位于比率制动特性曲线上方 继电器动作 输电线路电流纵差保护原理 线路内部短路动作电流 制动电流 因为继电器动作 凡是在线路内部有流出的电流 都成为动作电流 输电线路电流纵差保护原理 线路外部短路动作电流 制动电流 因为继电器不动 凡是穿越性的电流不产生动作电流 只产生制动电流 931保护中差动继电器的种类和特点 稳态 段分相差动继电器的构成 动作电流 制动电流 取为定值单中 差动电流高定值 4倍实测电容电流和中的最大值 依靠定值躲电容电流 931保护中差动继电器的种类和特点 稳态 段分相差动继电器的构成 动作电流 制动电流 取为定值单中 差动电流低定值 1 5倍实测电容电流和中的最大值 依靠定值躲电容电流 经40ms延时动作 经40ms延时动作 为防止空充线路暂态电容电流等引起误动 延时40ms动作 用时间换取灵敏度 稳态相差动继电器 段动作方程 段动作方程 延时40ms动作 输电线路电流纵差保护的主要问题 电容电流的影响电容电流是从线路内部流出的电流 因此它构成动作电流 由于负荷电流是穿越性的电流 它只产生制动电流 所以在空载或轻载下电容电流最容易造成保护误动 解决方法 用起动电流定值躲本线路电容电流 起动电流定值躲不了电容电流时 进行电容电流补偿 输电线路电流纵差保护的主要问题 重负荷情况下线路内部经高电阻接地短路 稳态差动保护灵敏度可能不够 负荷电流是穿越性的电流 它只产生制动电流而不产生动作电流 经高电阻短路 短路电流很小 因此动作电流很小因而灵敏度可能不够 解决方法 采用工频变化量比率差动继电器和零序差动继电器 931保护中差动继电器的种类和特点 工频变化量分相差动继电器的构成 动作电流 制动电流 取为定值单中 差动电流高定值 4倍实测电容电流和中的最大值 由于大于电容电流 依靠定值躲电容电流影响 RCS 931 工频变化量相差动继电器动作方程 931保护中差动继电器的种类和特点 工频变化量差动继电器的特点不受负荷电流的影响 因此负荷电流不会产生制动电流 受过渡电阻的影响也较小 在单侧电源线路上发生短路 只要短路前有负荷电流 短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流 由于上述原因该继电器很灵敏 提高了重负荷长线路上发生经高电阻短路时的灵敏度 931保护中差动继电器的种类和特点 零序差动继电器的构成 动作电流 制动电流 为定值单中 零序起动电流定值 经100ms延时动作 躲各种情况下两侧CT暂态特性不一致所产生的零差电流零序差动继电器本身无选相功能 所以再另外用稳态分相差动继电器选相 两者构成 与 门 选相零差继电器 动作方程 选相元件 延时100ms动作 931保护中差动继电器的种类和特点 零序差动继电器的特点由于不反应负荷电流 所以负荷电流不产生制动电流 受过渡电阻的影响较小 因此在重负荷线路上发生经高电阻短路时灵敏度较高 931保护中差动继电器的种类和特点 与零序差动继电器配合使用作为选相用的稳态分相差动继电器的构成 动作电流为经过电容电流补偿后的差动电流 制动电流 为 0 6倍实测电容电流和中的最大值 制动系数仅取为0 15 931保护中差动继电器的种类和特点 选相用稳态分相差动继电器特点由于值和制动系数值都取得很小 所以该继电器很灵敏 不会影响零序差动继电器的灵敏度 由于比电容电流小 故动作电流要经电容电流补偿 电容电流的补偿 其中故而 电容电流的补偿 当 计算电容电流与实测电容电流相差较大 时 判断TV断线时 判断电容电流很小 时 选相用的动作电流不再进行电容电流的补偿 为防止电容电流的影响 将初始动作电流由IL抬高到IM 因为电容电流的补偿要用到TV的电压和线路容抗的定值 而这些值现有可能是不正确的 931保护中差动继电器的种类和特点 选相用稳态分相差动继电器特点判别 计算电容电流与实测电容电流相差较大 的条件 或式中为实测电容电流 上式说明可能整定的值有错 或式中为TA二次额定电流 该式说明电容电流还比较大 与 式构成 与 门 满足条件 不进行电容电流的补偿 而通过将起动电流定值提高到来躲过电容电流的影响 931保护中差动继电器的种类和特点 选相用稳态分相差动继电器特点判别 电容电流很小 的判据及满足上两判据说明电容电流很小 不需进行电容电流的补偿 但为了在正常运行时电容电流作用下该继电器不误动 假如也整定的比较小 将起始动作电流由抬高到 因为电容电流很小 该值也不是很大 不会影响线路内部短路灵敏度 输电线路电流纵差保护的主要问题 TA断线 差动保护会误动 为了在单侧电源线路内部短路时电流纵差保护能够动作 因此差动继电器在动作电流等于制动电流时应能保证动作 这样在一侧TA断线时差动保护会误动 解决方法 采取措施防止TA断线时差动继电器误动 防止TA断线误动的措施 差动保护部分的计算 包括 差动继电器的计算 逻辑程序和出口程序都在 故障计算程序 中进行 也可以说只有起动元件起动后才投入差动保护 起动元件如果不起动 在正常运行程序中差动保护根本没有计算 相当于差动保护没有投入 防止TA断线误动的措施 防止TA断线误动的措施是 只有在两侧起动元件均起动 两侧差动继电器都动作的条件下才能发出跳闸命令 为此 每一侧差动继电器动作后都要向对侧发一个允许信号 差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件 本侧起动元件起动 本侧差动继电器动作 收到对侧 差动动作 的允许信号这样当一侧TA断线 故障前负荷电流大于差动门坎值 断线侧由于电流有突变或者有 零序电流 起动元件可能起动 差动继电器也可能动作 但对侧没有断线 起动元件没有起动 差动继电器没有进行计算 不能向本侧发 差动动作 的允许信号 所以本侧不误动 系统图 系统图 无论区外是断线相故障还是非断线相故障都会造成非断线侧M起动 这样差动保护会动作 要采取措施 长期有差流 的装置异常信号 在TA断线时应发 长期有差流 的装置异常信号 为此在正常运行程序中加一个有压差流元件 该差流元件就用选相用的稳态分相差动继电器 该继电器十分灵敏 可有效地检测出出现差电流的异常情况 有压差流元件的动作条件 差流元件动作 差流元件的动作相或动作相间电压 上两条件 与 门经10秒延时发 长期有差流 信号 第一个条件说明有差电流 第二个条件说明系统无故障 满足这两个条件说明可能是TA断线 也可能是电流的数据采集通道有故障 长期有差流 的装置异常信号 在TA断线侧如果起动元件没有起动 例如轻载情况下发生断线 在正常运行运行程序中有压差流元件动作 10秒后发 长期有差流 信号 如果起动元件起动了 程序进入故障计算程序 在该程序中 由于收不到对侧允许信号保护不会误动 起动元件7秒后返回 返还正常运行程序 再经10秒后发 长期有差流 信号 在TA未断线侧在正常运行程序中10秒后也可发出 长期有差流 信号 长期有差流 的装置异常信号 装置发了 长期有差流 的信号后如果 TA断线闭锁差动 控制字 1则闭锁差动保护 以防止TA断线期间其它线路短路时误动 如果 TA断线闭锁差动 控制字 0则不闭锁差动保护 但是将差动继电器的定值抬高到 TA断线差流定值 该定值应按躲过本线路的最大负荷电流整定 按区外母线上短路时有可能流过本线路的最大电流整定 输电线路电流纵差保护的主要问题 由于两侧TA暂态特性和饱和程度的差异 二次回路时间常数的差异在区外故障或区外故障切除时出现差动电流 动作电流 容易造成差动继电器误动 解决方法 提高比率制动特性的起动电流和制动系数 在制动量上增加浮动门槛 三相TWJ 1发允许信号的作用 在N侧断路器处于三相跳闸状态下线路上发生短路 N侧所有起动元件都不会起动 故而N侧无法向M侧发允许信号 导致M侧电流纵差保护拒动 为此采取当三相TWJ 1时发允许信号的措施 这样当线路上发生短路时 对侧电流纵差保护就可以动作 弱电侧电流纵差保护存在的问题 当有一侧是弱电源侧或无电源侧 在线路内部短路时 无电源侧起动元件可能不起动 例如无电源侧变压器中性点不接地 短路前线路空载 短路后由于既无电流突变量又无零序电流 起动元件不动作 起动元件不动作 程序在正常运行程序 此时无电源侧差动继电器没有进行计算 不会向对侧发允许信号 导致电源侧电流纵差保护拒动 为解决该问题 931保护中增加一个低压差流起动元件 低压差流起动元件 这样在空载线路上发生短路时 如果无电源侧变压器中性点又不接地 使电流突变量和零序起动元件没有起动 但无电源侧由于 差流元件动作 差流元件动作相和动作相间的电压就是短路点的电压 该电压低于0 6倍额定电压 电源侧短路后起动元件能起动 检查到差动继电器动作 向无电源侧发允许信号 所以无电源侧能收到允许信号 满足上述三个条件无电源侧差流起动元件起动 在故障计算程序中检查到差动继电器动作 向电源侧发允许信号 所以电源侧电流纵差保护可以动作发跳闸命令 经差动开放的远方跳闸 当线路上发生短路 本侧装置内任何保护发出跳闸命令同时向另一侧发一个分相跳闸命令 另一侧装置接收到对侧的分相跳闸命令后 用本侧的差流继电器作为就地判据跳对应相 高灵敏度的差动继电器就用零差中的选相用的经电容电流补偿的分相差动继电器 注意 在3 2接线系统中 当线路停运时一定退主保护压板 避免在一侧做实验时 对侧误跳 因为对侧有可能合环运行 母线保护动作 失灵保护动作起动远跳及 远跳受本侧控制 控制字 母线保护 3 2接线系统不可接 失灵保护动作的接点可接入装置后端子的 远跳 开入端子 用以解决在断路器和TA之间发生短路时纵联差动保护不能动作的问题 发生这种短路时母线保护动作跳本侧断路器同时向对侧发远跳信号 使对侧能快速跳闸 对侧收到本侧的远跳信号时 若需经起动元件动作才开放跳闸出口 则需将 远跳受本侧控制 控制字置 1 若收到远跳信号就可以开放跳闸出口的话 该控制字置 0 当不使用远跳功能时 建议将该控制字置 1 远传功能 装置接点627 628或721 723为远传1 远传2的开入接点 同远跳一样 装置也借助数字通道分别传送远传1 远传2 区别只是在于接收侧收到远传信号后 并不作用于本装置的跳闸出口 而只是如实的将对侧装置的开入接点状态反映到对应的开出接点上 线路一侧发生高阻接地短路时使零序差动保护可靠动作的措施 在线路一侧 N侧 发生高阻接地短路时 远离故障点的一侧 M侧 各个起动元件可能都不起动 造成两侧差动保护都不能切除故障的后果 由于零序差动保护有较强的保护过渡电阻的能力 为了使近故障点的一侧 N侧 零序差动保护能先动作跳闸 零序差动保护增加了一条跳闸路径 线路一侧发生高阻接地短路时使零序差动保护可靠动作的措施 零序差动保护为保护高阻接地而增加的跳闸路径其跳闸条件为 起动元件起动 零序差动继电器及选相差流元件动作 或 三相相电压 这样当线路一侧发生高阻接地短路时 近故障点的一侧可由此跳闸路径先选相跳闸 并向远离故障点的一侧发 差动动作 的允许信号 近故障点的一侧跳闸后短路电流重新分配 远离故障点的一侧起动元件起动或不起动 零序差动继电器及选相差流元件只要动作 又收到对侧 差动动作 的允许信号 也可继续发跳闸命令 光纤电流差动保护逻辑框图分析 什么情况下发对侧差动允许信号 1 装置起动且差动继电器动作2 有TWJ开入且有差流3 低电压且有差流 不能有PTDX 4 PTDX且有差流 对侧电流是本侧电流的4倍 延时30ms给对侧发允许信号 在64kb s通信接口的条件下 实现了每周12点采样数据的传输 而其他有些厂家的差动保护每周仅传输4 6点 每周12点的采样数据保证了差动继电器工作的正确性和工频变化量差动继电器的实现 在2Mb s通信接口的条件下 实现了每周24点采样数据的传输及差动计算 采样数据的传输 输电线路电流纵差保护的主要问题 两侧采样不同步 造成不平衡电流的加大 线路纵差保护与主设备保护中用的纵差保护不同 线路纵差保护两侧电流是由不同装置采样的 两侧电流采样时间不一致 使动作电流不是同一时刻的两侧电流的相量和 最大的误差是相隔0 5个采样周期 931保护是0 833ms 折合工频电角度为15度 这将加大区外故障时的不平衡电流 解决方法 使两侧采样同步 或进行相位补偿 931保护采用小步幅调整采样周期达到采样同步 采样同步过程 装置刚上电时 先测通道延时再测两侧的采样时间差超过规定值时 然后由从机将采样时刻作多次的小步幅调整 直到两侧采样同步为止在正常程序里装置实时监测采样时刻误差 若超出范围 需退出差动保护 重新进行同步过程 在同步过程中两侧电流纵联差动保护自动退出 但由于每次仅作小步幅调整 所以其它保护仍旧能正常工作 不必退出 主机 从机 tmr tms tss tsr 测通道延时Td 从机上电后 向主机发送一帧测定通道延时的报文 同时以本侧装置的相对时钟为基准记录报文发送时刻tss 主机收到该报文后 以本侧装置的相对时钟为基准 记录该报文接收时刻tmr 等到下一个定时发送时刻tms 向从机回应一帧通道延时测试报文 同时将tms tmr作为报文内容 从机在tsr时刻收到主机的通道延时测试报文 并得到tms tmr 由此可以计算得到通道延时Td 主机 参考端 从机 同步端 从机采样时刻调整 t2 Ts 3Ts Td t2 t1 t1 从机收到主机发送的电流报文 根据通道延时可以得到主机在什么时刻采样 同时根据本侧电流采样时刻 得到两侧装置的采样时刻误差 Ts 如图所示 从机调整下一个采样时刻 使 Ts 0 当 Ts小于误差时 可认为两侧装置实现了采样同步 本装置通信接口原理 其功能是将各电流量和开关量的二进制的电信号转变成编码形式的光信号 装置中的数据采用64Kb s高速数据通道 同步通信方式 采用64Kb s的传输速率 主要是考虑差动保护的数据信息 可以复接数字通信设备 PCM微波或PCM光纤通信 的64Kb s数字接口 从而实现远距离传送 具体功能是将串行通信控制器 SCC 收发的反应电流量和开关量的电信号的NRZI码变换成64Kb s同向接口的线路码型 然后经 光电转换 变成光信号 再由光纤通道来传输 本装置通信接口原理 专用光纤方式下的保护连接方式 采用专用光纤光缆时 线路两侧的装置通过光纤通道直接连接保护装置通过专用纤芯通信时 两侧保护装置的 专用光纤 内部时钟 控制字都整定成 1 专用光纤方式时的同步时钟提取 由于装置是采用64Kb s同步数据通信方式 就存在同步时钟提取问题 采用专用光纤通道时 装置的时钟应采用内时钟方式 即两侧的装置发送时钟工作在 主 主 方式 数据发送采用本机的内部时钟 接收时钟从接收数据码流中提取 64kbit s复用的连接方式 对于64kbit s速率的装置 其 专用光纤 内部时钟 控制字整定如下 需在通信机房内加装一台专用光电变换的数字复接接口设备MUX 64 保护装置通过PCM机复用通信时 两侧保护装置的 专用光纤 内部时钟 控制字都整定成 0 2048kbit s复用的连接方式 需在通信机房内加装一台专用光电变换的数字复接接口设备MUX 2M 它通过75欧姆同轴电缆与SDH设备相连 2048kbit s复用的连接方式 对于2048kbit s速率的装置 其 专用光纤 内部时钟 控制字整定如下 保护装置通过专用纤芯通信时 两侧保护装置的 专用光纤 内部时钟 控制字整定成 1 保护装置通过复用通道传输时 两侧保护装置的 专用光纤 内部时钟 控制字如下原则整定 a 当保护信息直接通过同轴电缆接入SDH设备的2048kbit s板卡 同时SDH设备中2048kbit s通道的 重定时 功能关闭时 两侧保护装置的 专用光纤 内部时钟 控制字置 推荐采用此方式 b 当保护信息直接通过同轴电缆接入SDH设备的2048kbit s板卡 同时SDH设备中2048kbit s通道的 重定时 功能打开时 两侧保护装置的 专用光纤 内部时钟 控制字置 c 当保护信息通过通道切换等装置接入SDH设备的2048kbit s板卡 两侧保护装置的 专用光纤 内部时钟 控制字的整定需与其它厂家的设备配合 双通道2048kbit s复用的连接方式 双通道差动保护也可以一个通道复用 另外一个通道采取专用光纤的连接方式或载波方式 RCS 931XMMV3 00及以上版本增加纵联码功能 定值作如下修改 增加两个定值项 本侧纵联码 对侧纵联码 减少了两个保护控制字 主机方式 通道自环试验 同时将原来的 通道A专用光纤 改名为 通道A内部时钟 将原来的 通道B专用光纤 改名为 通道B内部时钟 本侧纵联码和对侧纵联码需在定值项中整定 范围均为0 65535 纵联码的整定应保证全网运行的保护设备具有唯一性 即正常运行时 本侧纵联码与对侧纵联码应不同 且与本线的另一套保护的纵联码不同 也应该和其它线路保护装置的纵联码不同 保护校验时可以整定相同 表示自环方式 保护装置根据本装置定值中本侧纵联码和对侧纵联码定值决定本装置的主从机方式 同时决定是否为通道自环试验方式 若本侧纵联码和对侧纵联码整定一样 表示为通道自环试验方式 若本侧纵联码大于等于对侧纵联码 表示本侧为主机 反之为从机 保护装置将本侧的纵联码定值包含在向对侧发送的数据帧中传送给对侧保护装置 对于双通道保护装置 当通道A接收到的纵联码与定值整定的对侧纵联码不一致时 退出通道A的差动保护 报 CHA纵联码错 通道A异常 告警 CHA纵联码错 延时100ms展宽1S报警 通道A异常 延时400ms展宽3S报警 通道B与通道A类似 对于单通道保护装置 当接收到的纵联码与定值整定的对侧纵联码不一致时 退出差动保护 报 纵联码接收错 通道异常 告警 在通道状态中增加对侧纵联码的显示 显示本装置接收到的纵联码 若本装置没有接收到正确的对侧数据 对侧纵联码显示 符号 通信接口要解决的问题 位同步复接时的系统同步 位同步问题 由于两套不同装置之间的内部晶振必然会有频率偏差 如接受端的晶振频率略大于发送端的频率 随着时间的推移 接收端接受时刻不断地超前 如图中在tXI时刻发送端发送数据 1 但接受端在tR1时刻 几乎和tXI同时就去读数据 超出了能够正确读出数据的R区 由于前1位数据是 0 导致接受端数据出错 即使数据码流为连续的 0 或 1 由于发送端和接受端晶振频率偏差 也会导致两端通信的比特位不一至 产生 滑码 现象 位同步问题的解决方法 产生位同步问题的根源是数据码流的发送时钟和接受时钟不一至 只要接受端能够得到对侧数据码流的发送时钟既能解决上述问题采用的方法是发送端通过码流变换 将发送时钟和数据信息调制在统一数据码流中 在统一通道内将两部分信息同时传送到对侧 这样 接受端装置提取时钟作为通信时钟 直流分量对光接收机的影响 简单的二进制码中含有随机的直流分量光接收机采用交流耦合 直流分量的变化会引起信号基带的移动 容易产生误码 通过码型变化 使得光信号不含随机的直流分量 保证接收端基带稳定 64kb S码型变换 一个64kbit s周期分成四个单位间隔 64kb S码型变换 二进制的 1 被编成四个比特的码组 1100 64kb S码型变换 二进制的 0 被编成四个比特的码组 1010 64kb S码型变换 通过交替变换相邻码组的极性 把二进制信号转换成三电平信号 64kb S码型变换 每第八组破坏了码组的极性交替 破坏的组对八比特组的最后一比特进行标志 RCS 931A工频变化量距离及后备 工频变化量距离 距离继电器 零序方向继电器 式中为超前于的夹角 为灵敏角 78度 相差动实验 1 加入1 05倍Ih 2单相电流 保护选相单跳 动作时间30毫秒以内 此时为稳态一段差动继电器 Ih为 差动电流高定值 4Un Xcl 中的高值2 加入1 05倍Im 2单相电流保 保护选相单跳 动作时间60毫秒左右 此时为稳态二段差动继电器 Im为 差动电流低定值 1 5Un Xcl 中的高值 电容电流补偿条件 投入电容电流补偿的必要条件为 容抗整定和实际系统相符合 零序差动试验 通道自环抬高差动电流高定值 差动电流低定值整定Xc1 使得Un Xc1 0 1In加三相 满足补偿条件撤掉一相电流 使得零序电流 两相容性电流形成的零序电流 max 零序启动电流 零序差动动作 动作时间为120ms左右 通道监视 通道延时失步次数误码总数报文异常数报文间超时 主机 从机 tmr tms tss tsr 通道延时 满足数据窗后 进而同步状态 通道中断等原因 导致两侧采样失步 Ts超出范围 装置统计的 失步次数 1 主机 从机 失步次数 误码 报文异常数 由于数据流的比特位在传输过程中发送错误导致Crc16校验出错 误码总数 1 导致同步字节 7E 出错 报文异常数 1 报文间超时 同步时前后两报文间的时间间隔dtn应保持恒定 若 dtn 门槛 报文间超时 1 通道自环时时钟方式的设定 方式1 方式4 方式3 方式2 方式1 2 专用光纤 或 内部时钟 置 1 方式3 4 专用光纤 或 内部时钟 置 0 PCM PDH PCM 脉冲编码调制 没有同步时钟 PDH 准同步通信系统 由于每个节点时钟有差异 不能满足数据同步对时钟精度的要求 因而 严格地讲不是真正的同步 所以叫做 准同步 通道自环时时钟方式的设定 方式1 方式4 方式3 方式2 方式1 2 专用光纤 或 内部时钟 置 1 方式3 4 专用光纤 或 内部时钟 通常置 1 SDH SynchronousDigitalHierarchy 同步数字体系 根据ITU T的建议定义 是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构 包括复用方法和映射方法 以及相关的同步方法组成的一个技术体制 复用PCM的通道联调 对于复用PCM通道来讲 由于传输中间环节多 时延长 出现问题的概率也大得多 目前大量的通道联调问题均为此类问题由于保护工程人员不熟悉通信设备 遇到此类问题时 缺乏手段和经验 很难迅速地解决问题 因此我们建议通信人员在光纤保护通道联调之前 必须先进行通道测试 以确定通道是否能用 尽量减少通道联调中可能出现的问题 光纤保护对通道误码要求 一般来讲 目前所采用的光纤保护对通道误码要求为两种 一种是向量式光纤差动 采用传输向量的工作原理 发生误码时 可以用向量递推等方式来合成 由于其动作灵敏度低 速度慢 因而对通道要求较低 约为 另一种为传输采样值的光纤差动 由于其灵敏度高 速度快 因而对通道要求也高 约为 而通信所提供的通道的误码率约为 从这可以看出 通信设备正常工作时 通道误码是完全能满足保护对通道的要求的 复用PCM的通道联调 在进行通道联调时 保护工程人员必须先用误码仪对通道进行测试 测试应根据保护实际运行的通道指标来进行 即若保护设备工作在64kbit s 则测试应在64kbit s速率上进行 若保护工作在2048kbit s 则测试应在2048kbit s速率上进行 测试时间至少为一小时 并且尽可能长 只有在线路两侧测试均无误码后 才能将保护设备接入通道 进行跨通道的保护调试 在没有误码仪时 通道联调将会比较困难 如果光纤保护具有自环测试功能 可借助此功能进行多次测试 逐步逼近实际运行通道 上述 复用通道存在一个特有的共性 对于复用通道的光纤保护装置 还存在一个特有的共性问题 即常常是投运时 通道正常 但运行一段时间后 通道突然告警 这种情况大多数是由于通信人员进行过一些操作 对通信设备进行一些重新设置后 影响了保护数据的传输而造成的 在复用通道时 保护信息是和其它数据业务复用后 在同一个基群中传输的 对其它数据业务的不正确的操作 会导致保护数据传输产生误码 丢失 告警等等 建议有条件的地方 可以考虑让一路保护信息独享一个基群传输 即不和别的业务复用 以提高保护信息传输的可靠性 实际上 在许多地方也是这么运行的 光纤及光纤连接注意事项 概述1 光纤 尾纤是通过光砝琅盘进行连接 单模光纤的纤芯直径很细 约为 9 m 为了保证光纤连接时衰减 损耗 最小 必须保证两根光纤在对准时的同心度 而光砝琅盘内最内层是一瓷芯套管 这是保证光纤连接精度的关键部件 为了使光纤插头的瓷芯能插入光砝琅盘 瓷芯套管必须纵向开槽 开槽瓷芯套管保证了光纤既能插入 又能保证一定的松紧度及连接的精度 由于瓷管本身很薄 又开槽 所以当受到外力超过一定程度时就极易碎裂 在现场施工中由于操作人员对光器件使用不甚了解及野蛮操作 所以光砝琅内瓷芯碎裂时有发生 一但发生内瓷芯碎裂 光通信必然中断 而且这类中断是很难查找到故障砝琅盘的 必须借助于专用仪表 光功率计 ODTR 光衰耗器等 尤其是当光接收端的砝琅盘内瓷芯碎裂时 通过光功率的测量也无法发现 必须要通过灵敏度检查才能发现问题 砝琅盘内瓷芯严重碎裂时 通过肉眼观测就能发现碎裂 碎片 砝琅盘内瓷芯发生较轻的碎裂时 一般只有裂纹 通过肉眼观测比较难发现 只有通过传输光功率测量才能发现 2 必须说明 尽管瓷芯比较脆弱 但在正确操作时是非常耐用的 又因为材料是陶瓷 非常耐磨而且光滑 所以光砝琅连续插拔数千次乃至上万次都不会损坏 而且还能保证光纤的连接精度 一 清洁处理 光纤在通过光砝琅盘连接时 光跳线 尾纤 的瓷芯端面必须干净清洁 有时甚至在肉眼都看不到有脏物 灰尘时 由于瓷芯端面未擦拭干净都会产生较大衰减 甚至达几十dB 1 清洁 光纤在插入砝琅前 纤芯的瓷芯端面应用浸有无水酒精的纱布擦干净 并用吹气球吹干 吹气球可用医用 洗耳球 酒精必须是纯净的无水酒精 最好用分析纯或化学纯 2 擦拭干净后的光纤端面在插入光砝琅的过程中不得碰到任何物品3 光纤和光砝琅在未连接时都必须用相应的保护罩套好 以保证脏物不进入光砝琅或污染光纤端面 4 光纤端面被弄脏后与另一端光器件连接时 可能会把脏物转移到对端 在现场安装时这一后果有时是严重的 如被转移对端是光端机的光接收端 由于脏物存在 接收到光信号被衰减 但尚且能正常工作 当这种设备运行一段时间后 由于器件老化等原因 当光信号有所衰减就会出现故障 即使原来系统的设计是留有足够的冗余度的 二 光纤与砝琅连接 光纤 FC型连接器 与砝琅 FC型适配器 在连接前必须经过上面第2步的处理 1 必须在眼睛可视的情况下 做光纤与光砝琅的连接 绝不能仅凭手的感觉进行操作 2 光纤在插入光砝琅时 要保持在同一轴线上插入 并且光纤上的凸出定位部分要对准砝琅的缺口 3 光纤插入砝琅时一般都有一定阻力 可以把光纤一边往里轻推 一边来回轻轻转动 直到插到位 最后拧紧 注意 光纤插入砝琅过程中千万不能左右 上下晃动 这样会使光砝琅内的陶瓷套管破裂 三 光纤 尾纤的盘绕与保护 1 尽量避免光纤弯曲 折叠 过大的曲折会使光纤的纤芯折断 在必须弯曲时 必须保证弯曲半径必须大于3cm 直径大于6cm 否则会增加光纤的衰减 2 光缆 光纤 尾纤铺放 盘绕时只能采用圆弧型弯曲 绝对不能弯折 不能使光缆 光纤 尾纤呈锐角 直角 钝角弯折 3 对光缆 光纤 尾纤进行固定时 必须用软质材料进行 如果用扎线扣固定时 千万不能将扎线扣拉紧 光纤通道联调 将保护使用的光纤通道连接可靠 通道调试好后装置上 通道异常灯 应不亮 没有 通道异常 告警 TDGJ接点不动作 1 对侧电流及差流检查a 将两侧保护装置的 TA变比系数 定值整定为1 在对侧加入三相对称的电流 大小为In 在本侧保护状态 DSP采样值 菜单中查看对侧的三相电流Iar Ibr Icr及差动电流Icda Icdb Icdc应该为In b 若两侧保护装置 TA变比系数 定值整定不全为1 对侧的三相电流和差动电流还要进行相应折算 假设M侧保护的 TA变比系数 定值整定为km 二次额定电流为INm N侧保护的 TA变比系数 定值整定为kn 二次额定电流为INn 在M侧加电流Im N侧显示的对侧电流为Im INn INm kn 若在N侧加电流In 则M侧显示的对侧电流为In INm INn km 若两侧同时加电流 必须保证两侧电流相位的参考点一致 简单的说在本侧显示的对侧电流为 对侧装置采样值 本侧二次额值 对侧二次额值 本侧变比系数 光纤通道联调 2 两侧装置纵联差动保护功能联调a 模拟线路空冲时故障或空载时发生故障 N侧开关在分闸位置 注意保护开入量显示有跳闸位置开入 且将主保护压板投入 M侧开关在合闸位置 在M侧模拟各种故障 故障电流大于差动保护定值 M侧差动保护动作 N侧不动作 b 模拟弱馈功能 N侧开关在合闸位置 主保护压板投入 加正常的三相电压34V 小于65 Un但是大于TV断线的告警电压33V 装置没有 TV断线 告警信号 M侧开关在合闸位置 在M侧模拟各种故障 故障电流大于差动保护定值 M N侧差动保护均动作跳闸 c 远方跳闸功能 使M侧开关在合闸位置 远跳受本侧控制 控制字置0 在N侧使保护装置有远跳开入 M侧保护能远方跳闸 在M侧将 远跳受本侧控制 控制字置1 在N侧使保护装置有远跳开入的同时 在M侧使装置起动 M侧保护能远方跳闸 通道调试说明 1 通道良好的判断方法 保护装置没有 通道异常 告警 装置面板上 通道异常灯 不亮 TDGJ接点不闭合 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 长时间可能会有小的增加 以每天增加不超过10个为宜 必须满足以上两个条件才能判定保护装置所使用的光纤通道通信良好 可以将差动保护投入运行 通道调试说明 2 通道调试前的准备工作通道调试前首先要检查光纤头是否清洁 光纤连接时 一定要注意检查FC连接头上的凸台和砝琅盘上的缺口对齐 然后旋紧FC连接头 当连接不可靠或光纤头不清洁时 仍能收到对侧数据 但收信裕度大大降低 当系统扰动或操作时 会导致通道异常 故必须严格校验光纤连接的可靠性 若保护使用的通道中有通道接口设备 应保证通道接口装置良好接地 接口装置至通讯设备间的连接线选用应符合厂家要求 其屏蔽层两端应可靠接地 通讯机房的接地网应与保护设备的接地网物理上完全分开 通道调试说明 3 专用光纤通道的调试步骤 用光功率计和尾纤 检查保护装置的发光功率是否和通道插件上的标称值一致 常规插件波长为1310nm的发信功率在 16dBm左右 超长距离波长为1550nm的发信功率在 11dBm左右 用光功率计检查由对侧来的光纤收信功率 校验收信裕度 常规插件波长为1310nm的接收灵敏度为 45dBm 64K 或 35dBm 2M 超长距离波长为1550nm的接收灵敏度为 45dBm 64K 或 40dBm 2M 应保证收信功率裕度 功率裕度 收信功率 接收灵敏度 在6dB以上 最好要有10dB 若线路比较长导致对侧接收光功率不满足接收灵敏度要求时 可以在对侧装置内通过跳线增加发送功率 同时检查光纤的衰耗是否与实际线路长度相符 尾纤的衰耗一般很小 应在2dB以内 光缆平均衰耗 1310nm为0 35dB km 1550nm为0 2dB km 分别用尾纤将两侧保护装置的光收 发自环 将 专用光纤 通道自环试验 控制字置1 经一段时间的观察 保护装置不能有 通道异常 告警信号 同时通道状态中的各个状态计数器均维持不变 恢复正常运行时的定值 将通道恢复到正常运行时的连接 投入差动压板 保护装置通道异常灯应不亮 无通道异常信号 通道状态中的各个状态计数器维持不变 通道调试说明 4 复用通道的调试步骤 检查两侧保护装置的发光功率和接收功率 校验收信裕度 方法同专用光纤 分别用尾纤将两侧保护装置的光收 发自环 将 专用光纤 通道自环试验 控制字置1 经一段时间的观察 保护装置不能有通道异常告警信号 同时通道状态中的各个状态计数器均维持不变 两侧正常连接保护装置和MUX之间的光缆 检查MUX装置的光发送功率 光接收功率 MUX的光发送功率一般为 13 0dBm 接收灵敏度为 30 0dBm MUX的收信光功率应在 20dBm以上 保护装置的收信功率应在 15dBm以上 站内光缆的衰耗应不超过1 2dB 两侧在接口设备的电接口处自环 将 专用光纤 通道自环试验 控制字置1 经一段时间的观察 保护不能报通道异常告警信号 同时通道状态中的各个状态计数器均不能增加 通道调试说明 利用误码仪测试复用通道的传输质量 要求误码率越低越好 要求短时间误码率至少低于1 0E 6 同时不能有NOSIGNAL AIS PATTERNLOS等其它告警 通道测试时间要求至少超过24小时 如果现场没有误码仪 可分别在两侧远程自环测试通道 方法如下 将本侧保护装置的 专用光纤 控制字置0 64K速率的装置 如RCS 931A 对于2M速率的装置 如RCS 931AM 此控制字仍置1 通道自环试验 控制字置1 在对端的电口自环 经一段时间测试 至少超过24小时 保护不能报通道异常告警信号 同时通道状态中的各个状态计数器维持不变 长时间后 可能会有小的增加 完成后再到对侧重复测试一次 恢复两侧接口装置电口的正常连接 将通道恢复到正常运行时的连接 将定值恢复到正常运行时的状态 投入差动压板 保护装置通道异常灯不亮 无通道异常信号 通道状态中的各个状态计数器维持不变 长时间后 可能会有小的增加 有关通道的告警信息 单通道差动保护 RCS 931X RCS 931XM 的报警情况RCS 931X M V3 00 不包括V3 00 前的版本主保护压板投入情况下有关通道的报警情况保护装置通道告警共有四种报警途径 液晶显示的具体报警报文 保护装置面板上的 通道异常 指示灯 BJJ报警接点 TDGJ接点 和通道有关的报文有以下四种 通道异常 无对侧数据 长期有差流 容抗整定出错 有任何一个报警 液晶均有相应的报文显示 且BJJ均动作 有 通道异常 无对侧数据 告警时 面板上 通道异常 灯亮 同时开出TDGJ接点 各个报文的具体报警条件 1 通道异常 差动保护退出400ms报警 展宽3S返回 2 无对侧数据 一直接收不到对侧的数据延时400ms报警 展宽3S返回 3 长期有差流 差动电流大于低门槛定值延时10S报警 展宽10S返回 4 容抗整定出错 0 8倍的差动电流大于计算的电容电流且差动电流大于0 1In延时400ms报警 有关通道的告警信息 差动保护在接收不到正确的数据后 会短时退出差动保护 差动退出累计400ms报 通道异常 告警 一般情况下误码比较多时容易报 通道异常 告警 保护对误码率没有特别的要求 希望误码率尽量低 主保护压板不投入情况下有关通道的报警情况1 主保护压板不投入时 即使告警的条件满足 装置也不会报 长期有差流 容抗整定出错 告警 2 主保护压板不投入时 通道异常告警仅检测装置是否收到正确的通道数据 若400ms没有正确的数据报 通道异常 告警同时面板上 通道异常 灯亮 开出TDGJ接点 如果此时没有其它告警信号 BJJ接点不动作 有关通道的告警信息 RCS 931X M V3 00 包括V3 00 后的版本一 两侧主保护压板投入情况下有关通道的报警情况1 保护装置通道告警共有四种报警途径 液晶显示的具体报警报文 保护装置面板上的 通道异常 指示灯 BJJ报警接点 TDGJ接点 2 和通道有关的报文有以下几种 通道异常 数据异常 严重误码 纵联码接收错 长期有差流 容抗整定出错 有任何一个报警 液晶均有相应的报文显示 且BJJ均动作 有 通道异常 或 纵联码接收错 告警时 面板上 通道异常 灯亮 开出TDGJ接点 有关通道的告警信息 二 各个报文的具体报警条件 1 数据异常 通道接收不到正确的数据延时100ms 展宽1s返回 2 严重误码 通道在连续1s内有40帧报文通不过CRC校验报警 3 纵联码接收错 通道接收到的纵联码与整定的 对侧纵联码 不符 延时100ms 展宽1s返回 4 通道异常 差动保护退出400ms报警 展宽3S返回 5 长期有差流 差动电流大于低定值延时10s报警 展宽10s返回 6 容抗整定出错 0 8倍的差动电流大于计算的电容电流且差动电流大于0 1In延时400ms报警 差动保护在接收不到正确的数据后 会短时退出差动保护 差动连续退出累计400ms报 通道异常 告警 一般情况下误码比较多时容易报 通道异常 告警 保护对误码率没有特别的要求 希望误码率尽量低 有关通道的告警信息 三 主保护压板不投入情况下有关通道的报警情况1 本侧主保护压板退出或对侧主保护压板退出后 但告警条件满足时 装置会报 长期有差流 容抗整定出错 告警 报文 如果此时没有其它告警信号 BJJ接点不动作 2 本侧主保护压板不投入时 通道异常告警仅检测装置是否收到正确的通道数据 若400ms没有正确的数据面板上 通道异常 灯亮 装置报 通道异常 数据接收错 严重误码 报文 开出TDGJ接点 如果此时没有其它告警信号 BJJ接点不动作 有关通道的告警信息 双通道差动保护 RCS 931XMM 的报警情况RCS 931XMM V3 00 不包括V3 00 前的版本一 双通道的差动保护有关通道方面告警的信号有 1 通道A异常 通道A差动保护退出400ms报警 展宽3S返回 2 通道B异常 通道B差动保护退出400ms报警 展宽3S返回 3 CHA长期差流 通道A差动电流大于低定值延时10s报警 展宽10s返回 4 CHB长期差流 通道B差动电流大于低定值延时10s报警 展宽10s返回 5 容抗整定出错 0 8倍通道A的差动电流大于计算的电容电流且大于0 1In 延时400ms报警 6 通道A接收错 如果 通道自环试验 控制字没有投入 通道A发送与接收的数据一样 延时8ms报警 7 通道B接收错 如果 通道自环试验 控制字没有投入 通道B发送与接收的数据一样 延时8ms报警 有关通道的告警信息 二 通道报警情况 1 任意一个通道故障 仅有相应通道的报警信息 如通道A故障 则仅有 通道A异常 告警 此时若主保护压板投入 BJJ接点动作 装置面板上通道异常灯不亮 TDGJ接点不动作 若两个通道均异常 装置面板上通道异常灯亮 TDGJ接点动作 2 本侧主保护压板退出或对侧主保护压板退出后 不再报 容抗整定出错 通道A长期有差流 通道B长期有差流 通道A接收错 通道B接收错 告警 3 通道A异常 通道B异常 任意一个告警时 将本侧主保护压板退出 BJJ报警接点就不再动作 若 通道A异常 通道B异常 均告警时 将本侧主保护压板退出 BJJ报警接点就不再动作 但保护装置上通道异常灯亮 TDGJ接点动作 有关通道的告警信息 RCS 931XMM V3 00 包括V3 00 后的版本一 双通道的差动保护有关通道方面告警的信号有 1 CHA数据异常 通道A接收不到正确的数据延时100ms 展宽1s返回 2 CHB数据异常 通道B接收不到正确的数据延时100ms 展宽1s返回 3 CHA严重误码 通道A在连续1s内有40帧报文通不过CRC校验报警 4 CHB严重误码 通道B在连续1s内有40帧报文通不过CRC校验报警 5 CHA纵联码错 通道A接收到的纵联码与整定的 对侧纵联码 不符 延时100ms 展宽1s返回 6 CHB纵联码错 通道B接收到的纵联码与整定的 对侧纵联码 不符 延时100ms 展宽1s返回 7 通道A异常 通道A差动保护退出400ms报警 展宽3S返回 8 通道B异常 通道B