光纤差动保护培训讲稿.ppt

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1、ZEPECZEPEC关于光纤差动保护培训关于光纤差动保护培训第一页，讲稿共五十五页哦通道现状220220kVkV线路的主保护：线路的主保护：高频通道。采用专用的收发信机，相高频通道。采用专用的收发信机，相-地耦地耦合方式。合方式。光纤通道。采用点对点直接连接通道。光纤通道。采用点对点直接连接通道。220220kVkV线路的主保护：线路的主保护：高频通道。采用载波机复用保护，相高频通道。采用载波机复用保护，相-相耦相耦合方式。合方式。光纤通道。采用复用光纤通道。采用复用PCMPCM方式，经过方式，经过OPGWOPGW传传输。输。第二页，讲稿共五十五页哦220kV线路的主保护的光纤通道示意图第三页

2、，讲稿共五十五页哦500kV线路的主保护的光纤通道示意图850nm 多模光纤P593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四页，讲稿共五十五页哦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）。

3、第五页，讲稿共五十五页哦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。第六页，讲稿共五十五页哦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

4、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OPGW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通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，另一套保护复用光纤道，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、一套光纤允通道，配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤允许式方向许式方向/距离保护或两套光

5、纤分相电流差动保护。距离保护或两套光纤分相电流差动保护。第七页，讲稿共五十五页哦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。第八页，讲稿共五十五页哦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九页，讲稿共五十五页哦一、光纤线路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

6、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。由光纤、光纤接头、光纤连接器组成。由光纤、光纤接头、光纤连接器组成。容纳许多光纤的为光缆。容纳许多光纤的为光缆。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。第十页，讲稿共五十五页哦光纤的外形n1n1 n2 n2，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第十一页，讲稿共五十五页哦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：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

7、与突变型光纤类似，纤芯直径只有径只有8-108-10mm，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。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。第十二页，讲稿共五十五页哦根据光纤横截面的折射率分布分为：根据光纤横截面的折射率分布分为：阶跃折射率光纤阶跃折射率光纤(step-Index Fiber,SIF)step

8、-Index Fiber,SIF)纤芯折射率为纤芯折射率为n1n1保持不变保持不变,到包层突变为到包层突变为n2n2。光以折线传播。光以折线传播。渐变折射率光纤渐变折射率光纤(Graded-Index Fiber,GIF)Graded-Index Fiber,GIF)纤芯中心的折射率为最大纤芯中心的折射率为最大n1n1，沿径向沿径向r r向外围向外围逐渐变小，直到包层变为逐渐变小，直到包层变为n2n2。光线以正弦形光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传输。状沿纤芯中心轴线方向传输。光纤的分类第十三页，讲稿共五十五页哦光缆类型光缆类型n n混合地线光缆(OPGW)n n支承式光缆(ADSS)n n普

9、通光缆第十四页，讲稿共五十五页哦光纤接续的种类n永久性连接永久性连接(固定连接固定连接)n活动性连接活动性连接(连接器连接连接器连接)第十五页，讲稿共五十五页哦光纤的活动连接器连接法1.1.对光纤连接器性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十六页，讲稿共五十五页哦对光纤连接器性能的主要要求n n插入损耗低；插入损耗低；n n经多次连接和拆卸后经多次连接和拆卸后,插入变化小；插入变化小；n n同一种类的连接器应具有互换性；同一种类的连接器应具有互换性；n n对环境条件如温度、湿度、灰尘、振动对环境条件如温度、

10、湿度、灰尘、振动等不敏感；等不敏感；n n结构简单、装卸方便，价格低廉；结构简单、装卸方便，价格低廉；n n在多芯连接器中，相互串扰小。在多芯连接器中，相互串扰小。第十七页，讲稿共五十五页哦连接器产生连接损耗的因素轴心错位轴心错位轴心倾斜轴心倾斜间隙间隙端面不完整端面不完整光纤参数的偏差光纤参数的偏差第十八页，讲稿共五十五页哦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连接器插座连接器插座(Plug ConnectorPlug Connector）n n光缆跳线（光缆跳线（Jumper CableJumper Cable）n n转换器（转换器（AdaporAd

11、apor）n n变换器（变换器（ConverterConverter）n n裸光纤转换器（裸光纤转换器（Bare Fiber AdaptorBare Fiber Adaptor）在我国一套光纤活动连接器主要指在我国一套光纤活动连接器主要指两个连接器插头加一个转换器两个连接器插头加一个转换器(法兰盘）。法兰盘）。第十九页，讲稿共五十五页哦光纤活动连接器的结构与类型FCFC(平面接触平面接触/螺纹连接）螺纹连接）PC/APC(PC/APC(直接接触直接接触/螺纹连接）螺纹连接）SC(SC(NTT/NTT/矩形矩形/直接拔插直接拔插）ST(ST(AT&T/AT&T/带键卡口式带键卡口式）第二十页，讲

12、稿共五十五页哦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二十一页，讲稿共五十五页哦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导特性方面的差异：纤的几何特性和波导特性方面的差异：n n芯径失配芯径失配n n同心度偏差同心度偏差n n数值孔径失配数值孔径失配n n折射率分布失配折射率分布失配n n模场直径差异模场直径差异第二十二页，讲稿共五十五页哦影响光纤接续损耗的非固有因素非固有因素主要指任何两根待接光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；纤端面不完善和机械偏移；端面不完善主要包括端面倾斜、端端面不完

13、善主要包括端面倾斜、端面弯曲和端面粗糙；面弯曲和端面粗糙；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。第二十三页，讲稿共五十五页哦二、电端机模数转换。模数转换。多路信号复用。多路信号复用。将一定码型和帧格式的电信号送入光端机。将一定码型和帧格式的电信号送入光端机。典型的电端机为典型的电端机为PCMPCM设备。设备。第二十四页，讲稿共五十五页哦 PCM PCM设备是数字微波、光纤等数字通信设备是数字微波、光纤等数字通信的基群设备，也作为网络通信的终接设备。的基群设备，也作为网络通信的终接设备。PCM PCM的含义为脉冲编码调制，即对

14、模拟信号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，把模拟信号转进行采样、保持、量化、编码，把模拟信号转换成数字信号传输。换成数字信号传输。二、电端机/PCM设备介绍第二十五页，讲稿共五十五页哦PCM32/30PCM32/30为基群设备，可以传送为基群设备，可以传送3030路话音，路话音，也可以通过同向数据接口，直接传送每时隙也可以通过同向数据接口，直接传送每时隙为为 64 64kbit/skbit/s的数据（的数据（G.703)G.703)，在数字微波在数字微波通信中，通信中，PCMPCM设备的信号接入微波信道机设备的信号接入微波信道机信进行中频和高频调制后，射频经馈线、信

15、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，天线送出。在光纤通信系统中，PCMPCM设备设备作为电端机进入光端机经光纤传输。作为电端机进入光端机经光纤传输。PCM的高次群设备第二十六页，讲稿共五十五页哦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二十七页，讲稿共五十五页哦当通信容量不够时，可使用当通信容量不够时，可使用PCMPCM的高次群的高次群设备。多个设备。多个PCMPCM信号合成一路信号的过程为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。复接。与复接相反的过程为分接。复接根据时钟源

16、是否同一分为同源复接和复接根据时钟源是否同一分为同源复接和异源复接。异源复接。SDHSDH采用同源复接，即采用同源复接，即同步数字同步数字系统系统，PDHPDH为异源复接，即为异源复接，即准同步数字系统准同步数字系统。第二十八页，讲稿共五十五页哦SDH网络SDHSDH在电力系统中依靠在电力系统中依靠OPGWOPGW构成自愈环网。构成自愈环网。自愈网（自愈网（self-healing Network)self-healing Network)：无需无需认为干预，网络就能在极短的时间内从认为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复，使用户感觉不到失效故障中自动恢复，使用户感觉不到网络已出故

17、障。其基本原理就是使网络网络已出故障。其基本原理就是使网络具备代替传输路由并重新确立通信的能具备代替传输路由并重新确立通信的能力。力。第二十九页，讲稿共五十五页哦SDH自愈环网示意图ABCD第三十页，讲稿共五十五页哦分相电流差动保护/点对点通道保保护护通通道道如如采采用用OPGWOPGW光光纤纤通通道道专专用用光光芯芯。则按如下设备提供：则按如下设备提供：1 1个光缆端子盒装于屏上个光缆端子盒装于屏上3 3根尾纤根尾纤1 1根（每根根（每根4 4芯）芯）250250米长金属铠装光缆米长金属铠装光缆第三十一页，讲稿共五十五页哦点对点通道保护屏保护屏保护屏保护屏1 1个光缆端子盒个光缆端子盒装于屏

18、上装于屏上3 3根尾纤根尾纤1 1根（每根（每根根4 4芯）芯）250250米长米长金属铠装金属铠装光缆光缆经过避雷经过避雷线上线上OPGWOPGW第三十二页，讲稿共五十五页哦分相电流差动保护/复用PCM通道n n保护通道复用保护通道复用PCMPCM终端时，每一套分相电终端时，每一套分相电流差动保护分别接用不同基群的一个流差动保护分别接用不同基群的一个PCM PCM 64kbit/64kbit/秒同向接口。即如果秒同向接口。即如果500500kVkV线路出线路出线线2 2回，每回线配置回，每回线配置2 2套完全独立的主保护，套完全独立的主保护，采用光纤通道，分别安排在采用光纤通道，分别安排在2

19、 2台台PCMPCM上，每上，每台台PCMPCM为继电保护提供为继电保护提供2 2路路6464kbit/skbit/s通道，通道，另预留另预留2 2路通道用于安全自动装置信号。路通道用于安全自动装置信号。第三十三页，讲稿共五十五页哦分相电流差动保护/复用PCM通道分相电流差动保护分别输出光信号，然后分相电流差动保护分别输出光信号，然后经设在通信室内的光电转换接口设备转换经设在通信室内的光电转换接口设备转换为为6464kbit/skbit/s电信号，采用电信号，采用G.703G.703同向数据同向数据接口复用接口复用PCMPCM，与对侧保护交换信息。与对侧保护交换信息。保护装置与光保护装置与光/

20、电转换设备之间采用光缆电转换设备之间采用光缆连接，光连接，光/电转换装置的数字信号接口元电转换装置的数字信号接口元件设置在通讯室一条线接口元件装设在一件设置在通讯室一条线接口元件装设在一个柜上。个柜上。第三十四页，讲稿共五十五页哦分相电流差动保护/复用PCM通道光电转换接口装置的电源为直流光电转换接口装置的电源为直流110/48V110/48V，每台装置一路电源，并使用一个每台装置一路电源，并使用一个110/48V110/48V直流电源小开关直流电源小开关MCBMCB，其电源监其电源监视元件可借助辅助继电器或数字信号接视元件可借助辅助继电器或数字信号接口设备本身。口设备本身。第三十五页，讲稿共

21、五十五页哦分相电流差动保护/复用PCM通道每每回回线线的的每每一一端端二二套套分分相相电电流流差差动动保保护护的的通通信信接接口口设设备备应应完完全全独独立立，并并按按如如下下设设备备提提供：供：2 2个数字信号接口装置个数字信号接口装置 4 4个光缆端子盒每根光缆每端一个个光缆端子盒每根光缆每端一个 2 2根（每根根（每根4 4芯）芯）500500米长金属铠装光缆米长金属铠装光缆1212根尾纤，每个光纤接线盒根尾纤，每个光纤接线盒3 3根根2 2根屏蔽双绞电缆及接插件根屏蔽双绞电缆及接插件第三十六页，讲稿共五十五页哦复用PCM通道保护屏保护屏通信机房通信机房P591/2/3接口装置接口装置P

22、CMSDH光缆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光信号光信号第三十七页，讲稿共五十五页哦复用复用PCM通道通道保护屏保护屏通信机房通信机房P591/2/3接口装置接口装置PCMSDH500500米长金米长金属铠装光缆属铠装光缆850nm 多多模光纤模光纤OPGWOPGW第三十八页，讲稿共五十五页哦点对点通道/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

23、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主主主主第三十九页，讲稿共五十五页哦分相电流差动保护/复用PCM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，应采应采用外部时钟方式，工作在用外部时钟方式，工作在“从从-从从”方式。数方式。数据的发送和接收为同一时钟源，均从接收的据的发送和接收为同一时钟源，均从接收的数码流中

24、提取。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。第四十页，讲稿共五十五页哦分相电流差动保护/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第四十一页，讲稿共五十五

25、页哦分相电流差动保护/复用PCM通道/同步显然，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。第四十二页，讲稿共五十五页哦双通道冗余通信n n双通道运行双通道运行双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第四十三页，讲稿共五十五页哦一通道故障一通

26、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第四十四页，讲稿共五十五页哦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；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；第四十五页，讲稿共五十五页哦继电保护光纤通道的应用原则n n当线路长度小于上

27、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。第四十六页，讲稿共五十五页哦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

28、用芯或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独立。光纤复用通信电路，每套继电保护装置的连接光缆应独立。第四十七页，讲稿共五十五页哦保护、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；第四十八页，讲稿共五十五页哦保护、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

29、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；第四十九页，讲稿共五十五页哦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。第五十页，讲稿共五十五页哦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

30、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。第五十一页，讲稿共五十五页哦光纤复用通道接口柜的组屏原则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。第五十二页，讲稿共五十五页哦继电保护复用通道运行管理原则n n通信与继

31、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（PCMPCM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，连接电）的连接处，连接电缆由通信专业管理。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。n n传送（复用）继电保护的专用通信终端设备、安装在传送（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修工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。作属通信专业。第五十三页，讲稿共五十五页哦谢 谢!第五十四页，讲稿共五十五页哦ZEPECZEPEC感感谢谢大大家家观观看看4/1/2023第五十五页，讲稿共五十五页哦