摘 要：随电网的快速发展，变电站电力线出线方向逐年增加，山东公司辖内500kV及以上变电站出线方向平均数量超过4条。而目前山东公司500kV线路继电保护主要通过2M复用方式传输，每条继电保护装置需配套配置1套2M MUX的设备，这一方面在保护装置和通信设备间增加了1个故障风险环节，同时2M 复用设备会大量占用的通信机房空间，影响通信设备、系统的扩容能力，本文对此进行了研究。
关键词：SDH系统；2M光接口；继电保护
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.179
1 现状
受继电保护特性的要求，目前继电保护通道主要采用光纤直接承载和传输设备承载2种形式。其中通过传输设备承载的情况需要通过2M MUX设备转换为E1信号接入设备传输。随着站点线路数量的增加，机房内2M MUX设备屏位占用了大量的机房空间，而在继电保护装置和SDH传输设备的设备，也是1个易引发故障的风险环节。
2 研究过程
2.1 继电保护原理
目前线路继电保护主要采用差动保护和距离保护2种类型。其中差动保护的原理是被保护设备发生短路故障时，在保护设备中产生的差电流而动作的一种保护装置，按其装置方式的不同可分为：横联差动保护和纵联差动保护。距离保护也是主系统的高可靠性、高灵敏度的继电保护，又称为阻抗保护，这种保护是按照长线路故障点不同的阻抗值而整定的，具体原理如下：
（1）纵联差动保护。纵联差动保护是指将线路一侧的电气信息传到另一侧去，对两侧的电气两同时对比、联合工作，实现了线路2侧的纵向的保护。 目前线路主要采用的是光纤线路差动保护，其原理是利用光纤通道将2侧的电流互感器二次侧按照环流法连接法，由于被保护线路上发生短路电流和被保护线路外短路，线路两侧电流大小和相位是不同的。通过比较线路两侧电流大小和相位，从而区分是线路内部短路还是线路外部短路。
内部故障时，
Ir=IM2+IN2≠0 （1）
此时将有很大的电流流入差动继电器，保护动作，断开线路两侧断路器，切除短路电流。
线路正常情况下，流入差动继电器的电流为：
Ir=IM2-IN2=（IM-IN）/nTA （2）
理想情况，Ir=0，实际情况由于两侧互感器不能完全相同因此允许一定误差。
（2）距离保护。利用保护处测量电压和测量电流的比值，所构成的继电保护方式为阻抗保护：
Um/Im=Zm=Z×Lm （3）
其中Z表示线路单位长度的正序阻抗，Lm表示短路点的距离。该种保护可以反映短路点到保护安装处的距离，因此成为距离保护。依据测量阻抗的不同，保护能区分出正向内部，正向区外，反向故障等。
2.2 M光接口原理
光纤通信是电力线路继电保护装置间通信首选的方式，其在500kV、220kV线路上已经得到了广泛应用，具体包括专用纤芯通信方式和复用2M通道方式。 专用纤芯通信方式，因占用纤芯资源多、传输距离受限、无法远程监视、故障处置时间长等问题，其应用在一定程度上受限。而复用2M通信方式，占用资源少、传输距离基本不受限、运行方式调整灵活、支持远程监视和控制，因此在实际中得到越来越多的应用。
2.3 测试平台设计和搭建
结合华为SDH设备改造，信通公司在500kV济南变实训基地保护室内安装两台OSN 3500设备，并各配置1块2M 光接口板，针对目前常用的纵差、距离等继电保护设备的传输性能进行测试，监测2M光接口板的SDH通道对于继电保护业务的时延、抖动等关键参数的影响。
2.4 主要测试内容
（1）用光源、光功率计对40km、60km尾纤（LC-LC）进行测试，保证光纤无断纤，衰耗大约在0.2dbm/km；
（2）分別用4根100公里尾纤（LC-LC）将两套设备互联，并配置MSP保护；
（3）依次将两台设备加电，待设备启动完成后，分别用LCT对其进行配置，包括MSP，2M交叉连接；
（4）分别将两台设备与继电保护装置通过（FC-LC）尾纤互联；
（5）观察在MSP切换时对继电保护装置的影响。
改变主用光路与MSP光路的长度，测试在发生MSP倒换时对继电保护的影响，具体为：
（1）将主用光路不变，分别测试MSP光路为40km、60km、80km、120km、140km、160km、180km和200km情况下，发生MSP倒换时，继电保护动作；
（2）将MSP光路不变，分别测试主用光路为40km、60km、80km、120km、140km、160km、180km和200km情况下，发生MSP倒换时，继电保护动作。
2.5 测试结果分析
（1）完成济南变内南瑞931M和931AM两种型号继电保护业务侧开通测试，测试结果表明可以正常通信，满足传输机电保护业务的性能要求。（2）测试四方101继电保护设备的通道开通，因所使用的保护为光纤直连类保护，接口与SDH设备的2M光接口板的类型不一致，通道无法开通。
3 结语
通过搭建2M光接口测试平台，测试了主流的继电保护装置的传输特性，验证了2M光接口设备的有效性和可靠性。利用多种实验条件测试了2M光接口通道对于继电保护业务性能的影响，对下一步进行线路性能测试和推广具有较大的实际价值。减少了实际应用中2M光/电信号转换器占用的较多的机房屏柜空间通过继电保护装置与通信设备2M光接口互联技术，满足该标准的光通信设备直接输出2Mbits/s速率的光信号，与继电保护装置直接通信，省去了2M光/电信号转换器，节约了投资和降低了故障概率。
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