光纤差动保护培训课件精.ppt

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1、光纤差动保护培训课件光纤差动保护培训课件第1页，本讲稿共54页通道现状220kV线路的主保路的主保护：n n高高频通道。采用通道。采用专用的收用的收发信机，相信机，相-地耦地耦合方式。合方式。n n光光纤通道。采用点通道。采用点对点直接点直接连接通道。接通道。220kV线路的主保路的主保护：n n高高频通道。采用通道。采用载波机复用保波机复用保护，相，相-相耦相耦合方式。合方式。n n光光纤通道。采用复用通道。采用复用PCM方式，方式，经过OPGW传输。第2页，本讲稿共54页220kV线路的主保护的光纤通道示意图第3页，本讲稿共54页500kV线路的主保护的光纤通道示意图850nm 多模光纤P

2、593接口装置接口装置ISDNX.21 electricalMultiplexerG.703 or V.35 electricalP591/2接口装置接口装置第4页，本讲稿共54页不同保护通道的保护配置及应用原则不同保护通道的保护配置及应用原则n n两套纵联保护宜由两个完全独立的通道（含通道设备）传送。n n对有OPGW光纤通道的线路，纵联保护通道应采用OPGW光纤通道。n n220kV线路两套主保护通道一般选用相地耦合制的电力线高频通道，但分别耦合在不同的相别上。配置两套不同原理的高频闭锁式保护（专用收发信机）。第5页，本讲稿共54页不同保护通道的保护配置及应用原则不同保护通道的保护配置及应

3、用原则n n对有OPGW光缆的线路，每套保护直接使用不同的光纤芯或复用光纤通道。配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤允许式方向/距离保护或两套光纤分相电流差动保护。n n对有OPGW光缆且完全同杆并架双回线,每回线均配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤允许式方向/距离保护或两套光纤分相电流差动保护，每套保护直接使用不同的光纤芯或复用光纤通道。第6页，本讲稿共54页不同保护通道的保护配置及应用原则不同保护通道的保护配置及应用原则n n对有对有OPGWOPGW光缆且非同杆并架双回线光缆且非同杆并架双回线,在无在无OPGWOPGW光缆光缆的线路上配置一套光纤分相电流差动、一套专用载波的线路上配置

4、一套光纤分相电流差动、一套专用载波高频闭锁式保护或迂回高频闭锁式保护或迂回OPGWOPGW通道的光纤分相电流差动通道的光纤分相电流差动;在有在有OPGWOPGW光缆的线路上保护配置同上。光缆的线路上保护配置同上。n n对电缆或电缆架空线混合线路保护通道应采用光纤对电缆或电缆架空线混合线路保护通道应采用光纤通道，一套保护直接使用光纤芯，另一套保护复用通道，一套保护直接使用光纤芯，另一套保护复用光纤通道，配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤通道，配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤允许式方向光纤允许式方向/距离保护或两套光纤分相电流差动距离保护或两套光纤分相电流差动保护。保护。第7页，本讲稿共

5、54页不同保护通道的保护配置及应用原则不同保护通道的保护配置及应用原则n n对有ADSS光缆的线路，一套保护直接使用光纤芯，另一套选用相地耦合制的电力线高频通道。配置一套光纤分相电流差动保护、一套高频闭锁式方向/距离保护（专用收发信机）。n n保护通道宜不使用普通光缆通道和微波通道。第8页，本讲稿共54页光纤通信系统的基本组成信信息息源源电电发发射射机机光光发发射射机机光光接接收收机机电电接接收收机机信信息息宿宿光纤线路光纤线路第9页，本讲稿共54页一、光纤线路n n光纤线路的功能是把光信号尽可能小畸光纤线路的功能是把光信号尽可能小畸变和衰减地传输到对端。变和衰减地传输到对端。n n由光纤、光

6、纤接头、光纤连接器组成。由光纤、光纤接头、光纤连接器组成。n n容纳许多光纤的为光缆。容纳许多光纤的为光缆。n n影响光纤性能的主要指标为损耗和色散。影响光纤性能的主要指标为损耗和色散。第10页，本讲稿共54页光纤的外形n1n1 n2n2，光能量主要纤芯中传输。，光能量主要纤芯中传输。包层n2纤芯n1第11页，本讲稿共54页光纤的分类根据光纤中的传输模式数量分为：根据光纤中的传输模式数量分为：n n 单模光纤（单模光纤（single-Mode Fiber,SM)single-Mode Fiber,SM)折射率分布与突变型光纤类似，纤芯直折射率分布与突变型光纤类似，纤芯直径只有径只有8-10m8

7、-10m，光线以直线沿纤芯中心轴，光线以直线沿纤芯中心轴线方向传播。只能传输一个模式。信号畸变线方向传播。只能传输一个模式。信号畸变小。小。n n多模光纤（多模光纤（Multi-Mode Fiber,MM)Multi-Mode Fiber,MM)多模光纤又分为：突变型和渐变型光纤多模光纤又分为：突变型和渐变型光纤的纤芯直径都很大，可以容纳数百个模式。的纤芯直径都很大，可以容纳数百个模式。第12页，本讲稿共54页根据光根据光纤横截面的折射率分布分横截面的折射率分布分为：n n阶跃折射率光折射率光纤(step-Index Fiber,SIF)纤芯折射率芯折射率为n1保持不保持不变,到包到包层突突变

8、为n2。光以折光以折线传播。播。n n渐变折射率光折射率光纤(Graded-Index Fiber,GIF)纤芯中心的折射率芯中心的折射率为最大最大n1，沿径向，沿径向r r向外向外围逐逐渐变小，直到包小，直到包层变为n2。光。光线以正弦以正弦形状沿形状沿纤芯中心芯中心轴线方向方向传输。光纤的分类第13页，本讲稿共54页光缆类型光缆类型n n混合地线光缆(OPGW)n n支承式光缆(ADSS)n n普通光缆第14页，本讲稿共54页光纤接续的种类n n永久性永久性连接接(固定固定连接接)n n活活动性性连接接(连接器接器连接接)第15页，本讲稿共54页光纤的活动连接器连接法1.1.对光纤连接器性

9、能的主要要求对光纤连接器性能的主要要求2.2.连接器产生连接损耗的因素连接器产生连接损耗的因素3.3.结构与种类结构与种类第16页，本讲稿共54页对光纤连接器性能的主要要求n n插入插入损耗低；耗低；n n经多次多次连接和拆卸后接和拆卸后,插入插入变化小；化小；n n同一种同一种类的的连接器接器应具有互具有互换性；性；n n对环境条件如温度、湿度、灰境条件如温度、湿度、灰尘、振、振动等不敏感；等不敏感；n n结构构简单、装卸方便，价格低廉；、装卸方便，价格低廉；n n在多芯在多芯连接器中，相互串接器中，相互串扰小。小。第17页，本讲稿共54页连接器产生连接损耗的因素n n轴心错位轴心错位n n

10、轴心倾斜轴心倾斜n n间隙间隙n n端面不完整端面不完整n n光纤参数的偏差光纤参数的偏差第18页，本讲稿共54页光纤活动连接器的组成按功能可以分成以下几部分：按功能可以分成以下几部分：n n连接器插座接器插座(Plug Connector）n n光光缆跳跳线（Jumper Cable）n n转换器（器（Adapor）n n变换器（器（Converter）n n裸光裸光纤转换器（器（Bare Fiber Adaptor）在我国一套光在我国一套光纤活活动连接器主要指接器主要指两个两个连接器插接器插头加一个加一个转换器器(法法兰盘）。）。第19页，本讲稿共54页光纤活动连接器的结构与类型FC(平面

11、接触平面接触/螺螺纹连接）接）PC/APC(直接接触直接接触/螺螺纹连接）接）SC(NTT/矩形矩形/直接拔插直接拔插）ST(AT&T/带键卡口式卡口式）第20页，本讲稿共54页影响光纤接续损耗的因素固有因素固有因素非固有因素非固有因素第21页，本讲稿共54页影响光纤接续损耗的固有因素固有因素主要包括任何两根待接光固有因素主要包括任何两根待接光纤的几何特性和波的几何特性和波导特性方面的差异：特性方面的差异：n n芯径失配芯径失配n n同心度偏差同心度偏差n n数数值孔径失配孔径失配n n折射率分布失配折射率分布失配n n模模场直径差异直径差异第22页，本讲稿共54页影响光纤接续损耗的非固有因素

12、非固有因素主要指任何两根待接光纤非固有因素主要指任何两根待接光纤端面不完善和机械偏移；端面不完善和机械偏移；端面不完善主要包括端面倾斜、端面端面不完善主要包括端面倾斜、端面弯曲和端面粗糙；弯曲和端面粗糙；机械偏移主要包括两根光纤横向偏机械偏移主要包括两根光纤横向偏移、轴向倾斜和纵向分离。移、轴向倾斜和纵向分离。第23页，本讲稿共54页二、电端机n n模数模数转换。n n多路信号复用。多路信号复用。n n将一定将一定码型和型和帧格式的格式的电信号送入光端机。信号送入光端机。n n典型的典型的电端机端机为PCM设备。第24页，本讲稿共54页 PCM PCM设备是数字微波、光纤等数字通信的设备是数字

13、微波、光纤等数字通信的基群设备，也作为网络通信的终接设备。基群设备，也作为网络通信的终接设备。PCMPCM的含义为脉冲编码调制，即对模拟信的含义为脉冲编码调制，即对模拟信号进行采样、保持、量化、编码，把模拟信号进行采样、保持、量化、编码，把模拟信号转换成数字信号传输。号转换成数字信号传输。二、电端机/PCM设备介绍第25页，本讲稿共54页PCM32/30PCM32/30为基群设备，可以传送为基群设备，可以传送3030路话路话音，也可以通过同向数据接口，直接传音，也可以通过同向数据接口，直接传送每时隙为送每时隙为 64 64kbit/skbit/s的数据（的数据（G.703)G.703)，在，在

14、数字微波通信中，数字微波通信中，PCMPCM设备的信号接入微波设备的信号接入微波信道机信进行中频和高频调制后，射频经馈信道机信进行中频和高频调制后，射频经馈线、天线送出。在光纤通信系统中，线、天线送出。在光纤通信系统中，PCMPCM设设备作为电端机进入光端机经光纤传输。备作为电端机进入光端机经光纤传输。PCM的高次群设备第26页，本讲稿共54页保护保护通信通信终端终端远动远动同向同向数据数据接口接口PCM微波或微波或光纤通道光纤通道接口接口同向同向数据数据接口接口第27页，本讲稿共54页当通信容量不够时，可使用当通信容量不够时，可使用PCMPCM的高次群设的高次群设备。多个备。多个PCMPCM

15、信号合成一路信号的过程为复信号合成一路信号的过程为复接。与复接相反的过程为分接。接。与复接相反的过程为分接。复接根据时钟源是否同一分为同源复接复接根据时钟源是否同一分为同源复接和异源复接。和异源复接。SDHSDH采用同源复接，即采用同源复接，即同步数同步数字系统字系统，PDHPDH为异源复接，即为异源复接，即准同步数字系准同步数字系统统。第28页，本讲稿共54页SDH网络n nSDH在在电力系力系统中依靠中依靠OPGW构成自愈构成自愈环网。网。n n自愈网（自愈网（self-healing Network)：无需：无需认为干干预，网，网络就能在极短的就能在极短的时间内从内从失效故障中自失效故障

16、中自动恢复，使用恢复，使用户感感觉不到不到网网络已出故障。其基本原理就是使网已出故障。其基本原理就是使网络具具备代替代替传输路由并重新确立通信的能路由并重新确立通信的能力。力。第29页，本讲稿共54页SDH自愈环网示意图ABCD第30页，本讲稿共54页分相电流差动保护/点对点通道保保护通通道道如如采采用用OPGWOPGW光光纤通通道道专用用光光芯芯。则按如下按如下设备提供：提供：1 1个光个光缆端子盒装于屏上端子盒装于屏上3 3根尾根尾纤1 1根（每根根（每根4 4芯）芯）250250米米长金属金属铠装光装光缆第31页，本讲稿共54页点对点通道保护屏保护屏保护屏保护屏1 1个光个光缆端子端子盒

17、装于屏上盒装于屏上3 3根尾根尾纤1 1根（每根（每根根4 4芯）芯）250250米米长金属金属铠装装光光缆经过避雷避雷线上上OPGWOPGW第32页，本讲稿共54页分相电流差动保护/复用PCM通道n n保保护通道复用通道复用PCM终端端时，每一套分相，每一套分相电流差流差动保保护分分别接用不同基群的一个接用不同基群的一个PCM 64kbit/秒同向接口。即如果秒同向接口。即如果500kV线路出路出线2 2回，每回回，每回线配置配置2 2套完全独立的主保套完全独立的主保护，采用光采用光纤通道，分通道，分别安排在安排在2 2台台PCM上，上，每台每台PCM为继电保保护提供提供2 2路路64kbi

18、t/s通通道，另道，另预留留2 2路通道用于安全自路通道用于安全自动装置信装置信号。号。第33页，本讲稿共54页分相电流差动保护/复用PCM通道n n分相分相电流差流差动保保护分分别输出光信号，然后出光信号，然后经设在通信室内的光在通信室内的光电转换接口接口设备转换为64kbit/s电信号，采用信号，采用G.703同向数据同向数据接口复用接口复用PCM，与，与对侧保保护交交换信息。信息。n n保保护装置与光装置与光/电转换设备之之间采用光采用光缆连接，光接，光/电转换装置的数字信号接口元装置的数字信号接口元件件设置在通置在通讯室一条室一条线接口元件装接口元件装设在一在一个柜上。个柜上。第34页

19、，本讲稿共54页分相电流差动保护/复用PCM通道n n光光电转换接口装置的接口装置的电源源为直流直流110/48V，每台装置一路，每台装置一路电源，并使用一个源，并使用一个110/48V直流直流电源小开关源小开关MCB，其，其电源源监视元件可借助元件可借助辅助助继电器或数字信号器或数字信号接口接口设备本身。本身。第35页，本讲稿共54页分相电流差动保护/复用PCM通道每每回回线的的每每一一端端二二套套分分相相电流流差差动保保护的的通通信信接接口口设备应完完全全独独立立，并并按按如如下下设备提提供：供：2 2个数字信号接口装置个数字信号接口装置 4 4个光个光缆端子盒每根光端子盒每根光缆每端一个

20、每端一个 2 2根（每根根（每根4 4芯）芯）500米米长金属金属铠装光装光缆12根尾根尾纤，每个光，每个光纤接接线盒盒3 3根根2 2根屏蔽双根屏蔽双绞电缆及接插件及接插件第36页，本讲稿共54页复用PCM通道保护屏保护屏通信机房通信机房P591/2/3接接口口装装置置PCMSDH光光缆端子端子盒盒数字信数字信号接口号接口装置装置6464kbit/skbit/s电信号电信号6464kbit/skbit/s光信号光信号2Mbit/s2Mbit/s电信号电信号155155Mbit/sMbit/s光信号光信号第37页，本讲稿共54页复用复用PCM通道通道保护屏保护屏通信机房通信机房P591/2/3

21、接接口口装装置置PCMSDH500500米米长金金属属铠装光装光缆850nm 多模光纤多模光纤OPGW第38页，本讲稿共54页点对点通道/同步/内时钟同步采用专用光纤通道，时钟采用内时钟方式，采用专用光纤通道，时钟采用内时钟方式，即两侧的装置发送的时钟工作在即两侧的装置发送的时钟工作在“主主主主”方式。数据发送采用本机内时钟，接收时钟方式。数据发送采用本机内时钟，接收时钟从接收数据流中提取。从接收数据流中提取。发时钟发时钟发时钟发时钟收时钟收时钟收时钟收时钟发时钟发时钟发时钟发时钟收时钟收时钟收时钟收时钟6464kbit/skbit/s主主主主第39页，本讲稿共54页分相电流差动保护/复用PC

22、M通道/同步通道是通过通道是通过64kbit/s同向接口复用同向接口复用PCM，应，应采用外部时钟方式，工作在采用外部时钟方式，工作在“从从-从从”方式。方式。数据的发送和接收为同一时钟源，均从接收数据的发送和接收为同一时钟源，均从接收的数码流中提取。的数码流中提取。两侧的两侧的PCM通信设备所复接的通信设备所复接的2M基群口，应基群口，应按主按主-从方式来整定，否则，由于两侧的从方式来整定，否则，由于两侧的PCM设备的设备的64kbit/s/2M终端接口存在差异，会使终端接口存在差异，会使保护装置在接收中出现定时滑码现象。保护装置在接收中出现定时滑码现象。第40页，本讲稿共54页分相电流差动

23、保护/复用PCM通道/同步保护保护保护保护光电光电光电光电转换转换转换转换接口接口接口接口光发光发光发光发光发光发光发光发光收光收光收光收光收光收光收光收PCMPCM同同向向接接口口64kbit/s6464kb/skb/s第41页，本讲稿共54页分相电流差动保护/复用PCM通道/同步n n显然，保护设备的同步依靠显然，保护设备的同步依靠PCMPCM设备的同设备的同步来完成。步来完成。PCMPCM设备的同步包括设备的同步包括时钟同步、时钟同步、位同步和帧同步位同步和帧同步，位同步和帧同步，位同步和帧同步般般是同时实现。是同时实现。第42页，本讲稿共54页双通道冗余通信n n双通道运行双通道运行双

24、通道运行双通道运行 一个通道故障保护自动选择正确的信号一个通道故障保护自动选择正确的信号一个通道故障保护自动选择正确的信号一个通道故障保护自动选择正确的信号n n“热备用热备用热备用热备用”CH1CH2第43页，本讲稿共54页一通道故障一通道故障:Node5Node4Node1Node2Node6Node3P545/6End AP545/6End B备用通道备用通道工作通道工作通道tp1tp2tp1tp2Line现在现在,tp2 tp1第44页，本讲稿共54页继电保护光纤通道的应用原则n n 110kV及以上电压等级线路的继电保护光纤通道光缆主要为OPGW及ADSS两种，并以OPGW光缆为首选

25、；n n 继电保护光纤通道主要有两种应用方式：专用光纤和复用通信电路方式。n n使用专用光纤方式时，专用光纤通道的适用距离：国产保护60KM，进口保护40KM；第45页，本讲稿共54页继电保护光纤通道的应用原则n n当线路长度小于上述距离，通信电路满足主备通道时，也可采用复用通信电路方式；n n当线路长度大于上述距离时，应使用复用通信电路方式；n n继电保护光纤通道除OPGW、ADSS、光通信设备、PCM和接口设备外，还应包括上述设备之间及与继电保护装置之间的连接光缆或电缆。第46页，本讲稿共54页保护通道连接光缆形式的选择原则保护通道连接光缆形式的选择原则n n继电保护采用专用光纤芯时，连接

26、光缆、尾缆应选用单继电保护采用专用光纤芯时，连接光缆、尾缆应选用单模光纤；继电保护使用复用通信电路时，连接光缆视接模光纤；继电保护使用复用通信电路时，连接光缆视接口设备的模式而定；口设备的模式而定；n n连接光缆的结构应采用非金属加强、阻燃型光缆；连接光缆的结构应采用非金属加强、阻燃型光缆；n n为满足继电保护装置的可靠性，无论是采用光纤专用芯为满足继电保护装置的可靠性，无论是采用光纤专用芯或光纤复用通信电路，每套继电保护装置的连接光缆应或光纤复用通信电路，每套继电保护装置的连接光缆应独立。独立。第47页，本讲稿共54页保护、通信工作界面和责任划分n n继电保护使用光纤复用通道时，分界面在通信

27、机房的继电保护设备光电转换器（O/E）与通信PCM（64K）或SDH（2M）的连接线上；n n继电保护使用专用光纤通道时，分界面在通信机房的继电保护接入光缆与通信的光纤配线架屏上连接尾纤的连接点上；第48页，本讲稿共54页保护、通信工作界面和责任划分n n在继电保护小室装有通信专用光纤配线架屏时，分界面在继电保护接入光缆与通信光纤配线架屏上连接尾纤的连接点上；n n考虑到专业管理的合理性，接入光缆与连接尾纤的熔接由通信专业承担；第49页，本讲稿共54页光纤复用通道接口柜的组屏原则n n光纤复用继电保护数据通道一般为64K或2M方式:n n保护通道采用2M时，光电转换器单独组屏，屏体及屏内设备及

28、2M同轴电缆皆为保护专业提供及采购；每面屏安装的数量可根据设备尺寸、工程情况具体考虑，但为考虑运行及维护方便每面屏的安装数量不超过四台；屏体尺寸按通讯标准为：6006002000mm。第50页，本讲稿共54页光纤复用通道接口柜的组屏原则n n保护通道采用64K时，光电转换器可与通讯PCM同屏安装；通常方式为每条线路两套保护的接口设备共组一面屏，即二台PCM机与二台64K光电转换器组在一面屏上，但为便于运行及维护两组接口设备应独立配置并有明显的物理隔离；本屏体可由通信专业提供，保护专业提供64K光电转换器及相应设备。如64K光电转换器需单独组屏时，要求同上。第51页，本讲稿共54页光纤复用通道接

29、口柜的组屏原则n n继电保护用64K及2M光电转换器的电源皆采用通信机房-48V通信专用电源，并具备双路通信电源供电；每台光电转换器经空气开关接入通信电源（经二极管隔离的双路通信电源可切换，正常用一路），其直流电源监视装置提供告警信号给监控或中央信号盘。第52页，本讲稿共54页继电保护复用通道运行管理原则n n通信与继电保护管理的交接面在通信光纤传送通信与继电保护管理的交接面在通信光纤传送（复用）继电保护的专用接口设备（复用）继电保护的专用接口设备（PCMPCM或或SDHSDH）至继电保护光电转换器（）至继电保护光电转换器（O/EO/E）的连接处，连接）的连接处，连接电缆由通信专业管理。电缆由通信专业管理。n n继电保护的专用终端（接口）设备可以与通信终继电保护的专用终端（接口）设备可以与通信终端设备合用同一机柜，但必须配备当地告警、指端设备合用同一机柜，但必须配备当地告警、指示和监视设施，具备当地监控、操作接口。示和监视设施，具备当地监控、操作接口。n n传送（复用）继电保护的专用通信终端设备、安装传送（复用）继电保护的专用通信终端设备、安装在继电保护小室的光纤配线架的日常运行维护及检在继电保护小室的光纤配线架的日常运行维护及检修工作属通信专业。修工作属通信专业。第53页，本讲稿共54页谢 谢!第54页，本讲稿共54页