通道在满足电力线路继电保护时延要求的对策

詹青山

摘要

电力通信网是保障电力系统稳定运行的重要角色，继电保护是电力生产中一项重要业务，通道的时延对继电保护动作的快速性和准确性有着重要影响。本文分析了电力线路的传输时延要求，指出了相应对策。

【关键词】继电保护 通道 时延

电力载波通道曾经是应用最为广泛的方式，虽然该技术发展历史悠久，也较为完善，但存在一系列不足之处，如它所能传输信息的容量较小，极易被电磁和噪声干扰。面对电力载波通道的不足之处，光纤技术凭借着其强大的抗击干扰能力等诸多优良特性取代电力载波通道，成为目前电力线路继电保护的主流技术。

1 通道时延的相关理论

通道实际上是一个数字连接，当数字信号以群速通过一个数字连接时需要经历一段时间，这段时间就是通常意义上的时延。通道时延包括以下几部分：网络节点的时延、传输系统的时延以及其他数字设备的时延，如常用的PCM、SDH等设备。通道时延是通信专业中的一个重要参数，在设备的相应接口或是配线架上需要对时延进行测量和研究。

在光纤通道应用于继电保护的过程中，通道时延是一个十分重要的指标。若通道时延过长，则继电保护的动作会被大大减慢，无法起到有效的继电保护作用。此外如果通道双向时延存在不对称现象，则线路的纵差保护会受到影响，产生错误动作。

目前通道时延尚且缺乏业界统一公认的定义，在电力线路继电保护领域，不同组织对通道时延的理解有差异，测量依据和测量手段也有不同。急需对通道时延建立统一的行业标准。

针对一个完整的通信连接，对产生时延的环节进行分析，主要包括以下几方面：

1.1 傳输系统时延

该时延指的是当光信号在光线中传递时导致的时间。传输系统时延受到光纤长度的影响而有不同，此外光纤的折射率也会影响传输系统时延。采用如下公式可以来计算传输系统时延。

其中c代表光速在真空中的值，一般取3×10⁵KM/S，n1代表光纤内芯的折射率，折射率一般定为1.5。L指的是光纤长度，单位为KM。

1.2 网络节点的时延和其他数字设备造成的时延

由于数字连接的网络节点设备缓冲区的存在，以及时隙交换单元的影响，在网络节点也会产生时延。并且其他数字设备如PCM，SDH等设备的使用也会造成时延。如SDH所产生的时延在10微秒到60微秒之间，一对PCM终端的时延是600微秒。

1.3 其他因素导致的时延

随着光纤通信技术的不断发展，新技术层出不穷，越来越多的新技术被引入到光纤通信中。不同的新技术由于其自身工作机理的不同，有可能增加或是减少时延。以SDH技术为例，该技术在对相位进行对准以及修正频率时依靠的是指针调整技术，而传统的PDH设备需要滑动缓存器才可以实现，由此可以减少时延。

2 电力线路的传输时延要求

继电保护对电力系统的稳定和安全具有重要作用，继电保护应满足灵敏且可靠的要求，并且具有较快的反应速度。由于电力线路的传输时延具有较为严格的要求，每个国家制定了各自标准。目前我国针对通道在电力线路继电保护的时延方面也做出了相关规定。要求电力线路的通道必须具备敏捷的反应速度、准确的反应动作。针对传输主保护信号的通道，规定其时延应小于或等于5ms，对于传输线路纵联保护信息的通道，规定其时延应小于或等于12ms，任意两台设备之间进行数据传输时，所依靠的交换机数量应低于4台，并且每台交换机的时延不能超过10微秒。

3 常见的电力线路继电保护的通道方式

3.1 PTN技术

PTN技术具有较高的网络可靠性，并且可以承载较多的业务。目前PTN领域主要采用两种技术，分别是PBT技术和T-MPLS技术，其中后者可以有效的减少封装时延，并且具有更加灵活的保护倒换特性。PBT技术可以一定程度的减少转发交换时延。

3.2 SDH技术

作为现代通信领域的一项崭新技术，SDH凭借其庞大的传输容量和更高的传输速率正日益成为电力线路继电保护所选用的主要技术。通过同步复用的方法以及指针和映射等措施，SDH可以更为灵活的处理和传输数据。

SDH主要包括如下设备：可以将多路低速信号和一路高速信号进行相互转化复用的终端复用器、将高速信号中插进低速信号的分插复用器、连接任意端口之间信号的数字交叉连接设备以及对信号进行处理使之得以持续前行传输的再生器。目前电力系统常用的SDH保护方式有三种，分别是两纤单向通道保护环、两纤双向复用段环和1+1线性复用段链，其中两纤双向复用段环和1+1线性复用段链两种方式由于通道接收和发出信号的路由一致，无时延差。而两纤单向通道保护环方式由于将路由进行分离，导致通道在收发时存在不同的路径，必然造成时延差。在具体应用时，应根据不同的时延要求合理选择不同方式。

4 通道在满足电力线路继电保护的时延要求方面的对策

由于电力线路继电保护的时延方面存在的严格要求，因而光纤通道必须采取一定的措施来满足其时延要求。为了有效降低通道时延，可以适当减少中间传输站的数量，光接口的选用方面尽量选用长距离接口，使传输距离增加，降低中继站数量，从而实现时延的降低。此外2M复用方式由于较好的通道性能，在电力线路继电保护方面可以选用2M复用方式。相比PCM方式容易导致时延占有较大比例，SDH可以使中间环节得到有效降低，从而减少总时延。

5 结语

光纤通信以其可靠性、传输容量等方面的优势，是电力线路继电保护方面作为通道的首要选择。传输系统以及网络节点和各种设备等环节产生的时延加总起来构成了整个通道时延。在电力通信中，继电保护是一项极为关键的任务。保证电力系统的正常稳定运行，并将电力与通信恰到好处的融合起来需要更好的研究继电保护对于通道时延等的要求，从而可以确保光纤通道的安全可靠运行。为了更好的满足电力线路继电保护时延方面的严格要求，需结合实际情况具体分析。随着电力系统智能化的不断发展，崭新的技术和业务必然层出不穷，未来电力线路继电保护需要更深一步的探索和升级，以期促进我国电力系统的进一步发展。

参考文献

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