王衛(wèi)東

（國網(wǎng)吳忠供電公司 電力調(diào)度控制中心，寧夏 吳忠751100）

0 引言

輸電線路縱聯(lián)保護采用光纖通道后系統(tǒng)的通信容量較大，較好地提高保護系統(tǒng)的通信性能，目前投入運行的光纖保護中，按交換信息類別可分為：光纖電流差動保護和光纖允許式、閉鎖式縱聯(lián)保護兩類。

1 信息傳輸格式

光纖通道傳輸繼電保護信息，通常釆用HDLC同步通信，按固定間隔Ts發(fā)送報文。報文頭、報文內(nèi)容、CRC校驗值和報文尾構成完整的一頓通信報文。其中報文頭和報文尾的值都是固定的，為“01111110”的8比特序列。發(fā)送端報文的內(nèi)容將自動地插入一個“0”到連續(xù)5個“1”之后，用于區(qū)別報文頭及報文尾；同樣，接收端收到連續(xù)五個“1”后將自動地去掉插入的“0”。發(fā)送端將報文內(nèi)容除以一個多項式，把余數(shù)當作CRC校驗值的內(nèi)容并作為報文發(fā)送；相應地，接收端也將報文內(nèi)容除以同樣多項式，將余數(shù)與接收到的CRC校驗值進行比較，若兩者相等，則表明報文沒有錯誤，否則認為報文未通過CRC校驗或發(fā)生誤碼。

其中，線路縱聯(lián)距離（方向）保護裝置傳送的具體內(nèi)容包括線路故障方向和地址碼；線路縱聯(lián)差動保護裝置傳送的具體內(nèi)容包括三相電流采樣值或電流向量值、地址碼及通信時標。

2 繼電保護對通道時延的要求

2.1 對時延長短的要求

線路縱聯(lián)距離（方向）保護對時延的要求，雖然故障方向的判別僅僅依賴于本側(cè)的電氣量，判別時間也與通道時延沒有關系，但是，因故障范圍的判別由兩個因素決定：一是，利用本側(cè)的電氣量確定與本側(cè)裝置相關的故障方向；二是，由通道確定的與對側(cè)裝置相關的故障方向，只有當與兩側(cè)保護裝置相關的故障方向都確定為正方向時，裝置才能斷定此次故障是發(fā)生在區(qū)內(nèi)的，因此，通道時延給裝置動作的速度帶來的影響是可以累加的。

線路縱聯(lián)差動保護對時延的要求，因工作原理的關系，通道時延給裝置動作的速度帶來的影響需要從兩個因素考慮。第一，需結(jié)合兩側(cè)的電氣量來計算差動電流，差動電流為當前收到的對側(cè)的電氣量加上對應的本側(cè)的電氣量，而不是本側(cè)的當前的電氣量加對側(cè)的當前的電氣量，即要求當前所以進行的差動判據(jù)的電氣量提前一段時間（至少包括通道時延+報文長度）；第二，為防止因TA斷線而造成的差動保護誤動，常用方法為：若本側(cè)裝置想進行保護動作，則設定差動方程，只有當本側(cè)與對側(cè)裝置都同時滿足差動方程，才能發(fā)生差動保護動作。一般情況下，保護裝置只有在啟動且滿足設定的差動方程條件下才能向?qū)?cè)發(fā)送允許發(fā)生保護動作的請求。可通過兩種方法啟動保護動作：一是，對側(cè)裝置也有發(fā)生保護動作的請求；二是，對側(cè)裝置滿足差動方程且發(fā)回差動允許標志。本側(cè)對側(cè)兩個方向都需要考慮通道時延，因此通道時延對線路縱聯(lián)差動保護動作速度將產(chǎn)生雙倍的影響。

2.2 線路縱聯(lián)差動保護要求通道雙向路由需一致

線路縱聯(lián)差動保護要求通道雙向路由必須一致，這是差動計算、保護動作正確與否的關鍵因素。目前常用的線路縱聯(lián)差動保護的同步方法主要有采樣時刻調(diào)整法、采樣數(shù)據(jù)修正法和時鐘校正法。由于需要借助通道完成，所以統(tǒng)稱為基于數(shù)據(jù)通道的同步方法，具有要求通道收、發(fā)時延都相等特點。采樣時刻調(diào)整法通?？煞譃閮刹剑合葴y算通道延時，然后結(jié)合通道延時，由從站測定本對兩側(cè)裝置釆樣的誤差，并根據(jù)結(jié)果改變從站采樣脈沖的大小來實現(xiàn)采樣的同步。

3 誤碼對繼電保護影響的分析

3.1 誤碼對報文的影響

主要體現(xiàn)在以下三方面：

1）誤碼造成報文內(nèi)容或者CRC校驗值中的某一位的值出現(xiàn)錯誤，致使報文不能通過CRC校驗；

2）誤碼造成報文頭或報文尾中的某一位的值錯誤，致使報文的完整性不全，通信控制芯片報的報文出現(xiàn)錯誤；

3）報文的比特數(shù)是8的整數(shù)倍，但通道滑碼有可能使比特數(shù)增加或減少，致使報文比特數(shù)不為8的整數(shù)倍，從而使通信控制芯片報變成不完整報文。

3.2 誤碼對兩側(cè)裝置采樣同步的影響

通信業(yè)務在通信路由的切換過程中將中斷數(shù)毫秒，將會出現(xiàn)非完整的報文。但線路縱聯(lián)差動保護只要檢測到有非完整報文出現(xiàn)，就立即檢測通道時延，調(diào)整兩側(cè)裝置采樣的時刻實現(xiàn)再同步。報文的完整性也會受單個隨機誤碼的影響，使線路縱聯(lián)差動保護在通道路由未發(fā)生變化就重新開啟一個新的同步操作，將會使線路縱聯(lián)差動保護閉鎖數(shù)十毫秒。因線路縱聯(lián)距離或縱聯(lián)方向保護只需要允許信號，不要求通道時延也相同，不需要使兩側(cè)裝置的采樣時間進行同步，通道誤碼只影響當前通信報文的正確性，不影響之后的報文。

3.3 誤碼對保護判據(jù)的關聯(lián)性影響

線路縱聯(lián)差動保護判據(jù)只利用線路兩側(cè)的電氣量，因通道問題造成當前的數(shù)據(jù)信息丟失，將會對保護判據(jù)接下來的動作產(chǎn)生影響。線路縱聯(lián)差動保護通常采用異步抗飽和法來防止因區(qū)外故障TA飽和而導致保護誤動情況發(fā)生。故障開始時刻TA不會達到飽和，保護判據(jù)不需要采用抗飽和措施，但若故障在初始階段出現(xiàn)誤中貞，保護動作啟動較慢，則要求啟動抗飽和判據(jù)，經(jīng)過連續(xù)幾頓判別后保護動作將變慢。如果保護設置保護動作在連續(xù)多次達到差動判據(jù)要求后才啟動，差動保護將因中間出現(xiàn)一個誤幀而延遲幾頓時間后才動作。

考慮到縱聯(lián)距離（方向）保護對于故障方向的判別只依賴于本側(cè)電氣量，在充分考慮采取有效措施防止功率倒向的問題后，為更好的提升保護動作的可靠性，即使裝置連續(xù)收到多個誤頓，最后收到對側(cè)的信號也一直保持為動作允許標識。利用載波通道當為線路縱聯(lián)保護的信息傳輸通道時，通常采用閉鎖式保護來防止因線路的多相故障而引起的通信中斷。但光纖通信中的誤碼及信號中斷同線路故障之間沒有必然的聯(lián)系；并且通過光纖通道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，有誤碼并且通過CRC校驗的概率趨向于零，收到通過CRC校驗的報文是可靠安全的；綜合光纖通信的高可靠性和縱聯(lián)保護的邏輯判別特點，采用光纖通道的線路縱聯(lián)距離（方向）保護作為線路主保護時，宜采用允許式。

3.4 誤碼對繼電保護日閉鎖時間的影響

通信系統(tǒng)在正常運行情況下，通道隨機誤碼是唯一影響通信可靠性的因素，為監(jiān)測通道誤碼對繼電保護正常運行影響程度，可定義“日閉鎖時間”如下式所示：

式中：Pe，km為每公里的通道誤碼率；Br為通道波特率；L為通道長度；Tf為每頓報文的長度（有效時間）；Ts為報文發(fā)送的時間間隔；Tb為每一誤頓引起的保護閉鎖時間。

對于特定的通道，Pe，km、L、Br為常數(shù)， 為了保證正常情況下繼電保護的動作速度，Ts通常盡可能取較小的值，因此從繼電保護本身出發(fā)，減小誤碼影響的有效途徑是使得Tb、Tf值盡可能小。對于64kb/s通道，可以得到在G.821規(guī)定的通道性能要求下，線路縱聯(lián)保護日閉鎖時間。

4 結(jié)束語

總之，光纖通道己經(jīng)成為繼電保護傳輸通道的首選，為保證光纖保護信號的正常傳輸，繼電保護對傳輸通道的抗干擾能力提出了更高的要求，而如何有效解決光纖通道干擾問題成為光纖保護正確動作的關鍵。

［1］許西平,王鵬.光纖通道應用于繼電保護中的若干問題探討[J].繼電器,2007,35(4):75-86.

［2］宋國宏,劉川青.光纖差動保護及通道傳輸信號應注意的問題[J].江西電力,2008,32(4):37-39.

［3］張少凡.光纖在繼電保護中的應用[J].廣東電力,2003,16(4):49-52.