光纖差動保護培訓(xùn)

1、光纖差動保護培訓(xùn)課件第1頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一通道現(xiàn)狀220kV線路的主保護：高頻通道。采用專用的收發(fā)信機，相-地耦合方式。光纖通道。采用點對點直接連接通道。220kV線路的主保護：高頻通道。采用載波機復(fù)用保護，相-相耦合方式。光纖通道。采用復(fù)用PCM方式，經(jīng)過OPGW傳輸。第2頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一220kV線路的主保護的光纖通道示意圖第3頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一500kV線路的主保護的光纖通道示意圖850nm 多模光纖P593接口裝置ISDNX.21 electricalMultiplexe

2、rG.703 or V.35 electricalP591/2接口裝置第4頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一不同保護通道的保護配置及應(yīng)用原則兩套縱聯(lián)保護宜由兩個完全獨立的通道（含通道設(shè)備）傳送。對有OPGW光纖通道的線路，縱聯(lián)保護通道應(yīng)采用OPGW光纖通道。220kV線路兩套主保護通道一般選用相地耦合制的電力線高頻通道，但分別耦合在不同的相別上。配置兩套不同原理的高頻閉鎖式保護（專用收發(fā)信機）。第5頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一不同保護通道的保護配置及應(yīng)用原則對有OPGW光纜的線路，每套保護直接使用不同的光纖芯或復(fù)用光纖通道。配置一套光纖分相電流

3、差動保護、一套光纖允許式方向/距離保護或兩套光纖分相電流差動保護。對有OPGW光纜且完全同桿并架雙回線,每回線均配置一套光纖分相電流差動保護、一套光纖允許式方向/距離保護或兩套光纖分相電流差動保護，每套保護直接使用不同的光纖芯或復(fù)用光纖通道。第6頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一不同保護通道的保護配置及應(yīng)用原則對有OPGW光纜且非同桿并架雙回線,在無OPGW光纜的線路上配置一套光纖分相電流差動、一套專用載波高頻閉鎖式保護或迂回OPGW通道的光纖分相電流差動;在有OPGW光纜的線路上保護配置同上。對電纜或電纜架空線混合線路保護通道應(yīng)采用光纖通道，一套保護直接使用光纖芯，另一

4、套保護復(fù)用光纖通道，配置一套光纖分相電流差動保護、一套光纖允許式方向/距離保護或兩套光纖分相電流差動保護。第7頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一不同保護通道的保護配置及應(yīng)用原則對有ADSS光纜的線路，一套保護直接使用光纖芯，另一套選用相地耦合制的電力線高頻通道。配置一套光纖分相電流差動保護、一套高頻閉鎖式方向/距離保護（專用收發(fā)信機）。保護通道宜不使用普通光纜通道和微波通道。第8頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一光纖通信系統(tǒng)的基本組成信息源電發(fā)射機光發(fā)射機光接收機電接收機信息宿光纖線路第9頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一一、光

5、纖線路光纖線路的功能是把光信號盡可能小畸變和衰減地傳輸?shù)綄Χ?。由光纖、光纖接頭、光纖連接器組成。容納許多光纖的為光纜。影響光纖性能的主要指標(biāo)為損耗和色散。第10頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一光纖的外形n1 n2，光能量主要纖芯中傳輸。包層n2纖芯n1第11頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一光纖的分類根據(jù)光纖中的傳輸模式數(shù)量分為： 單模光纖（single-Mode Fiber,SM) 折射率分布與突變型光纖類似，纖芯直徑只有8-10m，光線以直線沿纖芯中心軸線方向傳播。只能傳輸一個模式。信號畸變小。多模光纖（Multi-Mode Fiber,MM)

6、 多模光纖又分為：突變型和漸變型光纖的纖芯直徑都很大，可以容納數(shù)百個模式。第12頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一根據(jù)光纖橫截面的折射率分布分為：階躍折射率光纖(step-Index Fiber,SIF)纖芯折射率為n1保持不變,到包層突變?yōu)閚2。光以折線傳播。漸變折射率光纖(Graded-Index Fiber,GIF)纖芯中心的折射率為最大n1，沿徑向r向外圍逐漸變小，直到包層變?yōu)閚2。光線以正弦形狀沿纖芯中心軸線方向傳輸。光纖的分類第13頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一光纜類型混合地線光纜(OPGW)支承式光纜(ADSS)普通光纜第14頁，共

7、54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一光纖接續(xù)的種類永久性連接(固定連接)活動性連接(連接器連接)第15頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一光纖的活動連接器連接法對光纖連接器性能的主要要求連接器產(chǎn)生連接損耗的因素結(jié)構(gòu)與種類第16頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一對光纖連接器性能的主要要求插入損耗低；經(jīng)多次連接和拆卸后,插入變化?。煌环N類的連接器應(yīng)具有互換性；對環(huán)境條件如溫度、濕度、灰塵、振動等不敏感；結(jié)構(gòu)簡單、裝卸方便，價格低廉；在多芯連接器中，相互串?dāng)_小。第17頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一連接器產(chǎn)生連接損耗的

8、因素軸心錯位軸心傾斜間隙端面不完整光纖參數(shù)的偏差第18頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一光纖活動連接器的組成按功能可以分成以下幾部分：連接器插座(Plug Connector）光纜跳線（Jumper Cable）轉(zhuǎn)換器（Adapor）變換器（Converter）裸光纖轉(zhuǎn)換器（Bare Fiber Adaptor） 在我國一套光纖活動連接器主要指兩個連接器插頭加一個轉(zhuǎn)換器(法蘭盤）。第19頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一光纖活動連接器的結(jié)構(gòu)與類型FC(平面接觸/螺紋連接）PC/APC(直接接觸/螺紋連接）SC (NTT/矩形/直接拔插） ST(AT&

9、T/帶鍵卡口式）第20頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一影響光纖接續(xù)損耗的因素固有因素非固有因素第21頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一影響光纖接續(xù)損耗的固有因素 固有因素主要包括任何兩根待接光纖的幾何特性和波導(dǎo)特性方面的差異：芯徑失配同心度偏差數(shù)值孔徑失配折射率分布失配模場直徑差異第22頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一影響光纖接續(xù)損耗的非固有因素非固有因素主要指任何兩根待接光纖端面不完善和機械偏移；端面不完善主要包括端面傾斜、端面彎曲和端面粗糙；機械偏移主要包括兩根光纖橫向偏移、軸向傾斜和縱向分離。第23頁，共54頁，202

10、2年，5月20日，4點52分，星期一二、電端機模數(shù)轉(zhuǎn)換。多路信號復(fù)用。將一定碼型和幀格式的電信號送入光端機。典型的電端機為PCM設(shè)備。第24頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一 PCM設(shè)備是數(shù)字微波、光纖等數(shù)字通信的基群設(shè)備，也作為網(wǎng)絡(luò)通信的終接設(shè)備。 PCM的含義為脈沖編碼調(diào)制，即對模擬信號進行采樣、保持、量化、編碼，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸。二、電端機/PCM設(shè)備介紹第25頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一PCM32/30為基群設(shè)備，可以傳送30路話音，也可以通過同向數(shù)據(jù)接口，直接傳送每時隙為 64kbit/s的數(shù)據(jù)（G.703)，在數(shù)字微波通

11、信中，PCM設(shè)備的信號接入微波信道機信進行中頻和高頻調(diào)制后，射頻經(jīng)饋線、天線送出。在光纖通信系統(tǒng)中，PCM設(shè)備作為電端機進入光端機經(jīng)光纖傳輸。PCM的高次群設(shè)備第26頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一保護通信終端遠動同向數(shù)據(jù)接口PCM微波或光纖通道接口同向數(shù)據(jù)接口第27頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一當(dāng)通信容量不夠時，可使用PCM的高次群設(shè)備。多個PCM信號合成一路信號的過程為復(fù)接。與復(fù)接相反的過程為分接。復(fù)接根據(jù)時鐘源是否同一分為同源復(fù)接和異源復(fù)接。SDH采用同源復(fù)接，即同步數(shù)字系統(tǒng)，PDH為異源復(fù)接，即準(zhǔn)同步數(shù)字系統(tǒng)。第28頁，共54頁，202

12、2年，5月20日，4點52分，星期一SDH網(wǎng)絡(luò)SDH在電力系統(tǒng)中依靠OPGW構(gòu)成自愈環(huán)網(wǎng)。自愈網(wǎng)（self-healing Network)：無需認為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)就能在極短的時間內(nèi)從失效故障中自動恢復(fù)，使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)已出故障。其基本原理就是使網(wǎng)絡(luò)具備代替?zhèn)鬏斅酚刹⒅匦麓_立通信的能力。第29頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一SDH自愈環(huán)網(wǎng)示意圖ABCD第30頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一分相電流差動保護/點對點通道保護通道如采用OPGW光纖通道專用光芯。則按如下設(shè)備提供：1個光纜端子盒裝于屏上3根尾纖1根（每根4芯）250米長金屬鎧裝光纜第31頁

13、，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一點對點通道保護屏保護屏1個光纜端子盒裝于屏上3根尾纖1根（每根4芯）250米長金屬鎧裝光纜經(jīng)過避雷線上OPGW第32頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一分相電流差動保護/復(fù)用PCM通道保護通道復(fù)用PCM終端時，每一套分相電流差動保護分別接用不同基群的一個PCM 64kbit/秒同向接口。即如果500kV線路出線2回，每回線配置2套完全獨立的主保護，采用光纖通道，分別安排在2臺PCM上，每臺PCM為繼電保護提供2路64kbit/s通道，另預(yù)留2路通道用于安全自動裝置信號。第33頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52

14、分，星期一分相電流差動保護/復(fù)用PCM通道分相電流差動保護分別輸出光信號，然后經(jīng)設(shè)在通信室內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換接口設(shè)備轉(zhuǎn)換為64kbit/s電信號，采用G.703同向數(shù)據(jù)接口復(fù)用PCM，與對側(cè)保護交換信息。保護裝置與光/電轉(zhuǎn)換設(shè)備之間采用光纜連接，光/電轉(zhuǎn)換裝置的數(shù)字信號接口元件設(shè)置在通訊室一條線接口元件裝設(shè)在一個柜上。第34頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一分相電流差動保護/復(fù)用PCM通道光電轉(zhuǎn)換接口裝置的電源為直流110/48V，每臺裝置一路電源，并使用一個110/48V直流電源小開關(guān)MCB，其電源監(jiān)視元件可借助輔助繼電器或數(shù)字信號接口設(shè)備本身。 第35頁，共54頁，2022

15、年，5月20日，4點52分，星期一分相電流差動保護/復(fù)用PCM通道每回線的每一端二套分相電流差動保護的通信接口設(shè)備應(yīng)完全獨立，并按如下設(shè)備提供： 2個數(shù)字信號接口裝置 4個光纜端子盒每根光纜每端一個 2根（每根4芯）500米長金屬鎧裝光纜12根尾纖，每個光纖接線盒3根2根屏蔽雙絞電纜及接插件第36頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一復(fù)用PCM通道保護屏通信機房P591/2/3接口裝置PCMSDH光纜端子盒數(shù)字信號接口裝置64kbit/s電信號64kbit/s光信號2Mbit/s電信號155Mbit/s光信號第37頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一復(fù)用P

16、CM通道保護屏通信機房P591/2/3接口裝置PCMSDH500米長金屬鎧裝光纜850nm 多模光纖OPGW第38頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一點對點通道/同步/內(nèi)時鐘同步采用專用光纖通道，時鐘采用內(nèi)時鐘方式，即兩側(cè)的裝置發(fā)送的時鐘工作在“主主”方式。數(shù)據(jù)發(fā)送采用本機內(nèi)時鐘，接收時鐘從接收數(shù)據(jù)流中提取。發(fā)時鐘收時鐘發(fā)時鐘收時鐘64kbit/s主主第39頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一分相電流差動保護/復(fù)用PCM通道/同步通道是通過64kbit/s同向接口復(fù)用PCM，應(yīng)采用外部時鐘方式，工作在“從-從”方式。數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收為同一時鐘源，均從接收

17、的數(shù)碼流中提取。兩側(cè)的PCM通信設(shè)備所復(fù)接的2M基群口，應(yīng)按主-從方式來整定，否則，由于兩側(cè)的PCM設(shè)備的64kbit/s/2M終端接口存在差異，會使保護裝置在接收中出現(xiàn)定時滑碼現(xiàn)象。第40頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一分相電流差動保護/復(fù)用PCM通道/同步保護光電轉(zhuǎn)換接口光發(fā)光發(fā)光收光收PCM同向接口64kbit/s64kb/s第41頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一分相電流差動保護/復(fù)用PCM通道/同步顯然，保護設(shè)備的同步依靠PCM設(shè)備的同步來完成。PCM設(shè)備的同步包括時鐘同步、位同步和幀同步，位同步和幀同步般是同時實現(xiàn)。第42頁，共54頁，

18、2022年，5月20日，4點52分，星期一雙通道冗余通信雙通道運行 一個通道故障保護自動選擇正確的信號“熱備用”CH1CH2第43頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一一通道故障:Node5Node4Node1Node2Node6Node3P545/6End AP545/6End B備用通道工作通道tp1tp2tp1tp2Line現(xiàn)在, tp2 tp1第44頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一繼電保護光纖通道的應(yīng)用原則 110kV及以上電壓等級線路的繼電保護光纖通道光纜主要為OPGW及ADSS兩種，并以O(shè)PGW光纜為首選； 繼電保護光纖通道主要有兩種應(yīng)用方

19、式：專用光纖和復(fù)用通信電路方式。使用專用光纖方式時，專用光纖通道的適用距離：國產(chǎn)保護60KM，進口保護40KM； 第45頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一繼電保護光纖通道的應(yīng)用原則當(dāng)線路長度小于上述距離，通信電路滿足主備通道時，也可采用復(fù)用通信電路方式；當(dāng)線路長度大于上述距離時，應(yīng)使用復(fù)用通信電路方式；繼電保護光纖通道除OPGW、ADSS、光通信設(shè)備、PCM和接口設(shè)備外，還應(yīng)包括上述設(shè)備之間及與繼電保護裝置之間的連接光纜或電纜。第46頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一保護通道連接光纜形式的選擇原則繼電保護采用專用光纖芯時，連接光纜、尾纜應(yīng)選用單模光纖

20、；繼電保護使用復(fù)用通信電路時，連接光纜視接口設(shè)備的模式而定；連接光纜的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用非金屬加強、阻燃型光纜；為滿足繼電保護裝置的可靠性，無論是采用光纖專用芯或光纖復(fù)用通信電路，每套繼電保護裝置的連接光纜應(yīng)獨立。第47頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一保護、通信工作界面和責(zé)任劃分繼電保護使用光纖復(fù)用通道時，分界面在通信機房的繼電保護設(shè)備光電轉(zhuǎn)換器（O/E）與通信PCM（64K）或SDH（2M）的連接線上；繼電保護使用專用光纖通道時，分界面在通信機房的繼電保護接入光纜與通信的光纖配線架屏上連接尾纖的連接點上；第48頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一保護、通信工作界面和責(zé)任劃分在繼電保護小室裝有通信專用光纖配線架屏?xí)r，分界面在繼電保護接入光纜與通信光纖配線架屏上連接尾纖的連接點上；考慮到專業(yè)管理的合理性，接入光纜與連接尾纖的熔接由通信專業(yè)承擔(dān)；第49頁，共54頁，2022年，5月20日，4點52分，星期一光纖復(fù)用通道接口柜的組屏原則光纖復(fù)用繼電保護數(shù)據(jù)通道一般為64K或2M方式:保護通道采用2M時，光電轉(zhuǎn)換器單獨組屏，屏體及屏內(nèi)設(shè)備及2M同軸電纜皆為保護專業(yè)提供及采購；每面屏安裝的數(shù)量可根據(jù)設(shè)備尺寸、工程情況具體考慮，但為考慮運行及維護方便每面屏的安裝數(shù)量不超過