基于PCM的保护通道在超高压电力线路继电保护信号传输中的应用

摘要：本文探讨了超高压电力线路继电保护信号的传输方式，提出了PCM的双通道保护传输方式，并推荐了MST-E设备作为提供通道保护功能的PCM设备，介绍了其优点。

　　关键词：超高压线路，继电保护，PCM，切换保护

1 应用环境分析

　　在电力系统中，220kV及以上的超高压电力线路往往是主干的输电线路，由于这些线路的电压高，传输容量大，供电范围广，一旦出现故障将造成重大的事故，危及到系统的安全稳定运行，给人民的生命财产造成巨大损失。因此对这些超高压电力线路，一般都是通过继电保护装置来快速切除发生故障的线路。

　　继电保护装置的保护信号的物理传输通道有多种选择，包括电力线载波、微波、光纤等。其中光纤通道由于具有抗电磁干扰、可靠性高、传输容量大等特点，是继电保护信号传输的首选方式。另一方面，虽然电力线路故障和通信通道故障同时发生的概率微乎其微，但由于保护信号的重要性，一般在传输通道上会选择两条独立的物理通道，一条为主用通道，另一条为备用通道，分别走不同的物理路由。保护通信设备实时监测传输通道的质量，当主用传输通道发生故障或通信质量降低（误码、不可用等）的时候，可以通过备用通道继续保持通信。在主用通道恢复正常的时候再从备用通道切换回主用通道。这种双传输通道保护方式在更大程度上保证保护信号的不间断传输。虽然用两个传输通道的成本更大，但对于超高压电力线路而言，安全性是压倒一切的要求。

　　在上面讨论的双传输通道保护方案中，不同厂家的继电保护设备对传输通道提供的通信接口也有不同的形式，大致可以分为64kbit/s、E1和光纤接口3种。对于最后一种接口，可以直接上光纤进行传输，其传输通道保护的功能在继电保护装置的通信部分已经完成，这里不讨论。由于继电保护的信号一般是继电保护设备的继电器接点开关状态等数据，数据内容比较少，64kbit/s的速率已经完全能够满足其通信要求，因此很多情况下继电保护设备对传输通道提供的通信接口是一个符合ITU-T G.703标准的64kbit/s接口。但由于光传输通道一般提供的通信接口是E1接口，需要一个64kbit/s到E1转换的复用设备（一般是PCM设备），通过复用设备将64kbit/s复用为E1后上传输系统进行传输。

　　这时，对传输系统而言就要提供保护切换功能：能够将一路数据在两个传输通道中传输，并能够根据传输通道的质量情况自动完成切换等。对于SDH光传输系统而言，可以通过 SDH的环网自愈保护来完成保护切换。对于PDH光传输系统而言，不提供保护切换的功能，这个功能将由PCM设备来完成。