劉 軍
摘要：本文探討了超高壓電力線路繼電保護信號的傳輸方式，提出了PCM的雙通道保護傳輸方式，并推薦了MST-E設備作為提供通道保護功能的PCM設備，介紹了其優點。
關鍵詞：超高壓線路，繼電保護，PCM，切換保護
1 應用環境分析
在電力系統中，220kV及以上的超高壓電力線路往往是主干的輸電線路，由于這些線路的電壓高，傳輸容量大，供電范圍廣，一旦出現故障將造成重大的事故，危及到系統的安全穩定運行，給人民的生命財產造成巨大損失。因此對這些超高壓電力線路，一般都是通過繼電保護裝置來快速切除發生故障的線路。
繼電保護裝置的保護信號的物理傳輸通道有多種選擇，包括電力線載波、微波、光纖等。其中光纖通道由于具有抗電磁干擾、可靠性高、傳輸容量大等特點，是繼電保護信號傳輸的首選方式。另一方面，雖然電力線路故障和通信通道故障同時發生的概率微乎其微，但由于保護信號的重要性，一般在傳輸通道上會選擇兩條獨立的物理通道，一條為主用通道，另一條為備用通道，分別走不同的物理路由。保護通信設備實時監測傳輸通道的質量，當主用傳輸通道發生故障或通信質量降低（誤碼、不可用等）的時候，可以通過備用通道繼續保持通信。在主用通道恢復正常的時候再從備用通道切換回主用通道。這種雙傳輸通道保護方式在更大程度上保證保護信號的不間斷傳輸。雖然用兩個傳輸通道的成本更大，但對于超高壓電力線路而言，安全性是壓倒一切的要求。
在上面討論的雙傳輸通道保護方案中，不同廠家的繼電保護設備對傳輸通道提供的通信接口也有不同的形式，大致可以分為64kbit/s、E1和光纖接口3種。對于最后一種接口，可以直接上光纖進行傳輸，其傳輸通道保護的功能在繼電保護裝置的通信部分已經完成，這里不討論。由于繼電保護的信號一般是繼電保護設備的繼電器接點開關狀態等數據，數據內容比較少，64kbit/s的速率已經完全能夠滿足其通信要求，因此很多情況下繼電保護設備對傳輸通道提供的通信接口是一個符合ITU-T G.703標準的64kbit/s接口。但由于光傳輸通道一般提供的通信接口是E1接口，需要一個64kbit/s到E1轉換的復用設備（一般是PCM設備），通過復用設備將64kbit/s復用為E1后上傳輸系統進行傳輸。
這時，對傳輸系統而言就要提供保護切換功能：能夠將一路數據在兩個傳輸通道中傳輸，并能夠根據傳輸通道的質量情況自動完成切換等。對于SDH光傳輸系統而言，可以通過 SDH的環網自愈保護來完成保護切換。對于PDH光傳輸系統而言，不提供保護切換的功能，這個功能將由PCM設備來完成。
2 實際案例
下面以山西電力的一個實際工程來說明上面的基于PCM的雙傳輸通道保護方案。大同電廠的220kV線路的繼電保護裝置提供64kbit/s的通信接口，在傳輸通道上采用兩條通道備用，用PCM設備提供對兩個傳輸通道的監測、控制切換等功能。原來使用的是進口的PCM設備，價格大約在數萬元/端。最近作為繼電保護通信改造的試點，本次采用了北京格林威爾科技發展有限公司專門針對電力繼電保護傳輸開發的MST-E設備來替代進口的PCM設備。除了具有節約成本的優勢之外，使用MST-E設備還具有如下的特點： 在傳輸通道側提供2路E1線路接口，具備E1線路的1+1保護能力，實時監測傳輸通道的狀態，根據用戶的線路狀況自動選擇一條最佳的E1線路，保證數據業務的可靠傳輸：當主E1傳輸線路發生故障（有LOS 、RAI、LOF、AIS 、10-3告警）時，立即發出告警，同時判斷另一條備用E1傳輸通道的線路狀態，若其通道狀態正常，則切換到備用E1傳輸通道，如備用通道同樣有故障，則不切換
在繼電保護設備的通信接口側可提供多種形式的用戶接口，便于連接不同廠家的繼電保護設備。這些接口類型包括：64K同向、V.24、V.35、10Base-T等數據接口
MST-E內部提供4個槽位，用戶接口采用單路插裝的模塊設計，各種數據類型的模塊槽位兼容（可混插）
支持多種數據業務同時占用一個E1接口，并能根據用戶需要任意變換和設置數據業務所占用的時隙，這樣可以保證用一個PCM設備同時接入多個數據，并在同一個E1通道上傳輸
獨立雙路DC-48V電源輸入，兩個電源轉換模塊，提供雙電源熱備份，在安全性上更加有保證
完善的本端面板告警指示，提供外部機架告警輸出，便于日常維護
提供以太網網管接口，RS232網管接口，RS485串口級聯方式任一種網管方式對本地的多臺設備進行統一網管，并且可相應的管理到遠端圖2是MST-E設備在繼電保護通信中的應用。
可以看到，在繼電保護通信中使用基于PCM的雙傳輸通道保護方式，是適合目前多廠家繼電保護設備，多種傳輸通道的比較好的方案。而MST-E設備具有安全性高，性能價格比高，適應性比較好，管理方便等特點，一定會在繼電保護通信中有廣泛的應用。
