朱尤祥，孫 超，韓光明，周 潔，馬 良

（國網(wǎng)山東省電力公司信息通信公司，山東 濟(jì)南 250001）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力需求的增加，電網(wǎng)規(guī)模越來越大、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。由于自然條件、設(shè)備及人為因素的影響，電網(wǎng)運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)和各種故障，若不及時(shí)正確處理，可能引發(fā)事故。繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全運(yùn)行的第一道保護(hù)屏障［1］，因此需提高繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性。

繼電保護(hù)裝置之間通常采用光接口的通信方式，而現(xiàn)網(wǎng)中受制于光纜線路較長等原因，繼電保護(hù)通道通常采用 SDH （Synchronous Digital Hierarchy，簡稱SDH）設(shè)備2M電接口方式承載，因此繼電保護(hù)裝置和SDH設(shè)備之間需通過復(fù)用接口裝置進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，這就增加了安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。2M光接口能解決繼電保護(hù)裝置和SDH設(shè)備之間不能直接通信的問題，為繼電保護(hù)裝置提供專用的2M光接口通信方式，既避免了轉(zhuǎn)換風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)又簡化了通道。

目前通信廠家的2M光接口板卡普遍采用出線板和處理板在同一板卡的方式。如果單板卡故障，將引起該板卡承載的繼電保護(hù)通道全部中斷。本文提出了一種基于OLP技術(shù)的2M光接口承載繼電保護(hù)通道方案，避免了單板卡故障時(shí)繼電保護(hù)業(yè)務(wù)全停的情況。

1 電接口與光接口承載繼電保護(hù)通道特點(diǎn)

繼電保護(hù)裝置之間需要進(jìn)行2M光接口的通信，而傳統(tǒng)的通信傳輸設(shè)備無法直接提供，必須在收發(fā)兩端外接光電轉(zhuǎn)換器，在完成光電／電光轉(zhuǎn)換的同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)線路編碼方式的轉(zhuǎn)換。采用新型的2M光接口方案能在繼電保護(hù)裝置和通信傳輸設(shè)備之間直接用2M光接口進(jìn)行通信，減少了中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，可提供更高效的服務(wù)。電接口與光接口承載繼電保護(hù)通道示意圖如圖1所示。

圖1 電接口與光接口承載繼電保護(hù)通道示意圖

采用傳統(tǒng)2M電接口的承載方式，每臺繼電保護(hù)裝置需配置1套2M復(fù)用接口設(shè)備，用來進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，因此增加了故障風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，同時(shí) 2M復(fù)用接口設(shè)備會(huì)占用較大的通信機(jī)房空間，影響通信設(shè)備和系統(tǒng)的擴(kuò)容。而2M光接口的應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）節(jié)省光電轉(zhuǎn)換器，減少故障風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，便于設(shè)備維護(hù)和故障定位。

2）中間傳輸節(jié)點(diǎn)由網(wǎng)管統(tǒng)一監(jiān)控。

3）簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率。

4）避免了復(fù)用接口設(shè)備大量占用機(jī)房空間。

5）當(dāng)電源需要進(jìn)行消缺或者擴(kuò)容時(shí)，避免了復(fù)用接口設(shè)備需要48 V直流電源單路供電造成的本套保護(hù)裝置非計(jì)劃退出的情況。

傳統(tǒng)2M電接口在傳輸設(shè)備側(cè)具有TPS（Tributary Protect Switch，簡稱TPS）保護(hù)功能，可以在單板故障的情況下切換至備用單板，保證業(yè)務(wù)的不間斷運(yùn)行。新型2M光接口因其本身具有線路板的屬性，直接接入繼電保護(hù)設(shè)備，所以不具備板卡保護(hù)的功能。一旦2M光接口板發(fā)生故障，將導(dǎo)致該板卡承載的所有繼電保護(hù)業(yè)務(wù)中斷，造成嚴(yán)重的電網(wǎng)事件。

綜上，現(xiàn)有技術(shù)中2M光接口承載繼電保護(hù)業(yè)務(wù)的模式，存在單板故障導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn)，尚缺乏有效的解決方案。

2 基于OLP的2M光接口

2.1 SDH設(shè)備典型配置

SDH設(shè)備由上下兩層組成，上層為出線區(qū)，主要包括2M出線板、以太網(wǎng)出線區(qū)、電源接入板、公務(wù)版、主控板、風(fēng)扇單元等；下層為信號處理區(qū)，主要包括交叉矩陣板、不同速率的線路板、2M處理板、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)處理板等［2］。

2M光接口板既具有業(yè)務(wù)處理功能，又具有接線板屬性。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，該板卡作為處理板接入SDH設(shè)備下層，每塊板卡有8個(gè)端口，可以提供8路輸出，輸出信號為標(biāo)準(zhǔn)的2M光信號，為NRZ碼，可以為繼電保護(hù)裝置提供透明的通信傳輸［3］。

2.2 OLP雙路切換技術(shù)

OLP是一種光纜自動(dòng)切換的保護(hù)系統(tǒng)，單個(gè)面板具備 6 個(gè)光口，TX、T1、T2 和 RX、R1、R2。 其中，TX、RX是連接光終端設(shè)備的接口，T1／R1連接主用光纜，T2／R2連接備用光纜。OLP雙路切換示意圖如圖2所示。

圖2 OLP雙路切換示意圖

正常運(yùn)行時(shí)，業(yè)務(wù)信號運(yùn)行于主用光纜。當(dāng)OLP設(shè)備監(jiān)測到主用光纜衰耗增大或低于預(yù)先設(shè)定的切換閾值時(shí)，會(huì)觸發(fā)保護(hù)切換機(jī)制，在50 ms內(nèi)自動(dòng)切換至備用光纜運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)光傳輸系統(tǒng)的自動(dòng)保護(hù)［4］。

2.3 基于OLP的2M光接口承載繼電保護(hù)通道方案

為了充分發(fā)揮2M光接口自身優(yōu)勢，又避免其單板卡配置對運(yùn)行可靠性帶來的隱患，提出一種基于OLP的繼電保護(hù)2M光接口承載繼電保護(hù)通道方案。本方案針對2M光接口板自身沒有保護(hù)功能的現(xiàn)狀，利用OLP具有的雙路切換功能，為繼電保護(hù)業(yè)務(wù)提供了冗余路徑，有效解決了2M光接口板無保護(hù)的難題［5-7］。

根據(jù)OLP的雙路切換功能，在繼電保護(hù)通道中開通兩條獨(dú)立路徑的2M光接口業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)采用不同路由，不同板卡，完全獨(dú)立。在保護(hù)通道兩側(cè)站點(diǎn)分別配置一套OLP設(shè)備，將兩條獨(dú)立的2M光接口信號作為輸入，OLP可以選擇其中任意一條運(yùn)行正常的信號作為輸出。當(dāng)兩路輸入信號的任意一路發(fā)生故障時(shí)，OLP設(shè)備檢測不到2M光接口板或保護(hù)設(shè)備發(fā)來的光信號，將切斷該路故障信號，選擇另一路正常信號作為輸出，保證光接口承載的繼電保護(hù)業(yè)務(wù)不因故障而中斷。

基于OLP的2M光接口承載繼電保護(hù)通道方案示意圖如圖3所示，該系統(tǒng)由兩個(gè)站點(diǎn)之間的SDH傳輸系統(tǒng)、站點(diǎn)內(nèi)部的繼電保護(hù)設(shè)備和提供冗余保護(hù)的OLP設(shè)備構(gòu)成。SDH系統(tǒng)為不同站點(diǎn)提供通信通道，可根據(jù)組網(wǎng)情況提供不同路由的2M光接口業(yè)務(wù)。2M光接口板一旦故障，OLP設(shè)備作為光切換裝置，可以選擇兩路輸入信號之一作為輸出信號。

圖3 基于OLP的2M光接口承載繼電保護(hù)通道方案示意圖

站點(diǎn)A的SDH板卡和OLP設(shè)備的連接如圖4所示，來自兩臺SDH設(shè)備的2M光接口板的1口輸出分別作為OLP設(shè)備的兩路輸入，接入R1／T1和R2／T2。OLP設(shè)備的輸出RX／TX作為繼電保護(hù)接口裝置的輸入。站點(diǎn)B設(shè)備之間的連接關(guān)系與站點(diǎn)A相同。網(wǎng)管開通站點(diǎn)A至站點(diǎn)B的2條2M通道分別在站點(diǎn)A和B的兩套SDH設(shè)備落地。

圖4 站點(diǎn)A的SDH板卡和OLP設(shè)備的連接

繼電保護(hù)設(shè)備和OLP設(shè)備位于站內(nèi)保護(hù)室，SDH設(shè)備位于通信機(jī)房。通信機(jī)房與保護(hù)室之間通過聯(lián)絡(luò)光纜通信，為保障聯(lián)絡(luò)的可靠性，可在保護(hù)室和通信機(jī)房之間敷設(shè)不同路由的光纜，以加強(qiáng)繼電保護(hù)業(yè)務(wù)在站內(nèi)的可靠性。

2.4 應(yīng)用效果

2020年，結(jié)合省網(wǎng)通信設(shè)備國產(chǎn)化改造進(jìn)行線路繼電保護(hù)通道割接，采用基于OLP的2M光接口承載繼電保護(hù)通道的方式，未發(fā)生板卡故障導(dǎo)致的線路單保護(hù)運(yùn)行?？梢?，該方案可有效避免傳輸設(shè)備不具備板卡保護(hù)功能造成的通道意外中斷。同時(shí)OLP設(shè)備位于保護(hù)室內(nèi)，通信機(jī)房至保護(hù)室的光纜采用雙路由，進(jìn)一步降低了站內(nèi)光纜故障對線路保護(hù)通道的影響，有效提高了繼電保護(hù)通道運(yùn)行的可靠性。

3 結(jié)語

2M光接口承載繼電保護(hù)通道彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的基于2M電接口復(fù)用通道中間環(huán)節(jié)多、需要電源接入和占用機(jī)房空間大的缺陷，但2M光接口也存在一定的不足，即通信接口和業(yè)務(wù)處理一體的板卡不具備板卡保護(hù)的功能?；贠LP的2M光接口承載繼電保護(hù)通道方案彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的2M光接口不具備板卡保護(hù)的缺陷，實(shí)現(xiàn)了變電站通信機(jī)房至保護(hù)室光路的雙光纜雙路由的冗余保護(hù)，提高了繼電保護(hù)通道運(yùn)行的可靠性。