劉 軍
摘要：本文探討了超高壓電力線路繼電保護信號的傳輸方式，提出了PCM的雙通道保護傳輸方式，并推薦了MST-E設(shè)備作為提供通道保護功能的PCM設(shè)備，介紹了其優(yōu)點。
關(guān)鍵詞：超高壓線路，繼電保護，PCM，切換保護
1 應(yīng)用環(huán)境分析
在電力系統(tǒng)中，220kV及以上的超高壓電力線路往往是主干的輸電線路，由于這些線路的電壓高，傳輸容量大，供電范圍廣，一旦出現(xiàn)故障將造成重大的事故，危及到系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，給人民的生命財產(chǎn)造成巨大損失。因此對這些超高壓電力線路，一般都是通過繼電保護裝置來快速切除發(fā)生故障的線路。
繼電保護裝置的保護信號的物理傳輸通道有多種選擇，包括電力線載波、微波、光纖等。其中光纖通道由于具有抗電磁干擾、可靠性高、傳輸容量大等特點，是繼電保護信號傳輸?shù)氖走x方式。另一方面，雖然電力線路故障和通信通道故障同時發(fā)生的概率微乎其微，但由于保護信號的重要性，一般在傳輸通道上會選擇兩條獨立的物理通道，一條為主用通道，另一條為備用通道，分別走不同的物理路由。保護通信設(shè)備實時監(jiān)測傳輸通道的質(zhì)量，當主用傳輸通道發(fā)生故障或通信質(zhì)量降低（誤碼、不可用等）的時候，可以通過備用通道繼續(xù)保持通信。在主用通道恢復正常的時候再從備用通道切換回主用通道。這種雙傳輸通道保護方式在更大程度上保證保護信號的不間斷傳輸。雖然用兩個傳輸通道的成本更大，但對于超高壓電力線路而言，安全性是壓倒一切的要求。
在上面討論的雙傳輸通道保護方案中，不同廠家的繼電保護設(shè)備對傳輸通道提供的通信接口也有不同的形式，大致可以分為64kbit/s、E1和光纖接口3種。對于最后一種接口，可以直接上光纖進行傳輸，其傳輸通道保護的功能在繼電保護裝置的通信部分已經(jīng)完成，這里不討論。由于繼電保護的信號一般是繼電保護設(shè)備的繼電器接點開關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容比較少，64kbit/s的速率已經(jīng)完全能夠滿足其通信要求，因此很多情況下繼電保護設(shè)備對傳輸通道提供的通信接口是一個符合ITU-T G.703標準的64kbit/s接口。但由于光傳輸通道一般提供的通信接口是E1接口，需要一個64kbit/s到E1轉(zhuǎn)換的復用設(shè)備（一般是PCM設(shè)備），通過復用設(shè)備將64kbit/s復用為E1后上傳輸系統(tǒng)進行傳輸。
這時，對傳輸系統(tǒng)而言就要提供保護切換功能：能夠?qū)⒁宦窋?shù)據(jù)在兩個傳輸通道中傳輸，并能夠根據(jù)傳輸通道的質(zhì)量情況自動完成切換等。對于SDH光傳輸系統(tǒng)而言，可以通過 SDH的環(huán)網(wǎng)自愈保護來完成保護切換。對于PDH光傳輸系統(tǒng)而言，不提供保護切換的功能，這個功能將由PCM設(shè)備來完成。
2 實際案例
下面以山西電力的一個實際工程來說明上面的基于PCM的雙傳輸通道保護方案。大同電廠的220kV線路的繼電保護裝置提供64kbit/s的通信接口，在傳輸通道上采用兩條通道備用，用PCM設(shè)備提供對兩個傳輸通道的監(jiān)測、控制切換等功能。原來使用的是進口的PCM設(shè)備，價格大約在數(shù)萬元/端。最近作為繼電保護通信改造的試點，本次采用了北京格林威爾科技發(fā)展有限公司專門針對電力繼電保護傳輸開發(fā)的MST-E設(shè)備來替代進口的PCM設(shè)備。除了具有節(jié)約成本的優(yōu)勢之外，使用MST-E設(shè)備還具有如下的特點： 在傳輸通道側(cè)提供2路E1線路接口，具備E1線路的1+1保護能力，實時監(jiān)測傳輸通道的狀態(tài)，根據(jù)用戶的線路狀況自動選擇一條最佳的E1線路，保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的可靠傳輸：當主E1傳輸線路發(fā)生故障（有LOS 、RAI、LOF、AIS 、10-3告警）時，立即發(fā)出告警，同時判斷另一條備用E1傳輸通道的線路狀態(tài)，若其通道狀態(tài)正常，則切換到備用E1傳輸通道，如備用通道同樣有故障，則不切換
在繼電保護設(shè)備的通信接口側(cè)可提供多種形式的用戶接口，便于連接不同廠家的繼電保護設(shè)備。這些接口類型包括：64K同向、V.24、V.35、10Base-T等數(shù)據(jù)接口
MST-E內(nèi)部提供4個槽位，用戶接口采用單路插裝的模塊設(shè)計，各種數(shù)據(jù)類型的模塊槽位兼容（可混插）
支持多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同時占用一個E1接口，并能根據(jù)用戶需要任意變換和設(shè)置數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所占用的時隙，這樣可以保證用一個PCM設(shè)備同時接入多個數(shù)據(jù)，并在同一個E1通道上傳輸
獨立雙路DC-48V電源輸入，兩個電源轉(zhuǎn)換模塊，提供雙電源熱備份，在安全性上更加有保證
完善的本端面板告警指示，提供外部機架告警輸出，便于日常維護
提供以太網(wǎng)網(wǎng)管接口，RS232網(wǎng)管接口，RS485串口級聯(lián)方式任一種網(wǎng)管方式對本地的多臺設(shè)備進行統(tǒng)一網(wǎng)管，并且可相應(yīng)的管理到遠端圖2是MST-E設(shè)備在繼電保護通信中的應(yīng)用。
可以看到，在繼電保護通信中使用基于PCM的雙傳輸通道保護方式，是適合目前多廠家繼電保護設(shè)備，多種傳輸通道的比較好的方案。而MST-E設(shè)備具有安全性高，性能價格比高，適應(yīng)性比較好，管理方便等特點，一定會在繼電保護通信中有廣泛的應(yīng)用。
