[发明专利]自适应继电保护多通信方式智能切换装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统的继电保护领域，尤其涉及一种用于继电保护多通信方式的智能切换装置。

背景技术

智能电网的飞速发展，对继电保护通信的可靠性及电网运行信息的可视化、实时化管理，提出了新的要求。

目前XX地区500KV保护通道已广泛采用光通信方式（包括光纤专用芯方式和SDH电路复用方式），但由于光缆条件所限，大部分光纤差动保护实际上仍承载在同一光缆上。

光传输网虽然已经形成了环状或网状结构，但由于SDH自身的保护机制，环网保护倒换和通道保护倒换在某些特定情况下会出现收、发信路径不一致的情况，不能应用于光纤差动保护。光复用方式的保护通道通常情况下均采取直达光缆路由，因此光缆中断导致线路失去保护的风险仍是客观存在的。

目前主流保护设备和数字复用设备之间的光纤通道的接口特性、码型、码速和帧结构等指标是由各个厂家自定义的，并没有统一的标准，光纤通信协议的不统一使得继电保护通信的发展存在着很大的局限性，主要表现在以下几个方面：

(1)保护和通信之间的专业界限不清，远方保护设备和数字复用设备都属于继电保护专业的设备，然而数字复用设备却需要安装在通信机房中。由于不同专业的原因，数字复用设备在安装时往往无法得到很好的规划，经常会造成机房中的通信设备对数字复用设备的干扰。同时，在故障认定方面也存在不足，当保护出现通信中断时，没有手段确定故障点，无法区分保护设备与通信设备的故障，对检修造成很大不便。

(2)不同厂家的远方保护设备和光电转换设备无法互连，在用光纤传输继电保护信息时，远方保护设备和光电转换设备之间的光纤接口通信规范往往由各个继电保护设备厂家制定，并且仅仅使用在自己的设备上。这样，在一个线路纵差保护系统中，必须使用同一厂家的远方保护设备和光电转换设备，不同厂家的设备之间则无法互连。在通信系统日益标准化的今天，这一现象无疑会阻碍光纤通信系统在继电保护信息传输中的应用。

(3)传输通道带宽低或带宽利用率低，在继电保护信息传输中，应用最多的是2M通道，对于2M通道而言，由于对通道特性及信息的帧结构没有很好地规划，使得传输通道的带宽虽然可以达到2Mbit/s，但传输的实际内容远远低于2Mbit/s，大量的带宽闲置不用，带宽利用率非常低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自适应继电保护多通信方式智能切换装置，其解决了同一台切换装置与不同厂家保护设备互联的难题，并且可灵活适应各种通信方式，实现了无损切换与透明传输的同时兼容，并对时延进行了最优化的设计；其在通道状态异常时采取了特殊的异常处理手段，并具备了自环诊断的功能，为通道双重化及通道质量监控提供了手段和途径。

本发明的技术方案是：提供一种自适应继电保护多通信方式智能切换装置，包括用于连接两组对侧保护设备的通道设备，所述的通道设备包括光纤设备和/或SDH设备，其第一保护设备通过通道设备与对侧的第二保护设备进行对应连接，其特征是：

在所述的第一保护设备与第一通道设备之间以及对侧的第二保护设备与第二通道设备之间，分别设置第一通道切换装置和第二通道切换装置；

所述的第一、第二通道设备分别经本地以太网与智能变电站站控层的中心站网关计算机对应连接，

所述的第一、第二通道切换装置正常运行时，保持对通信通道运行状态的实时监控，同时根据监控数据智能的决定设备运行及通道切换策略，必要时进行通道切换；

所述的第一通道切换装置和第二通道切换装置使原先单一路由的保护通道具备“双路由”运行特性，采用精确小数分频适应任意数据码流的数据插入方法，将保护信号通过不同路由的通道发送到对侧，提高通道设备的可靠性；

所述的第一、第二通道切换装置同时完成光电转换与通道协议转换的功能，以取代目前各保护厂家对应的光电转换设备。

具体的，其所述的精确小数分频适应任意数据码流的数据插入方法在2.048Mb/s的原始保护码流中插入部分控制字节，作为通道对齐、检测的依据，同时也可保证保护信号的透明传输，解决不同厂家设备的兼容问题；

所述的原始数据码流经过该方法的处理之后，在其中以稳定的时间周期插入固定长度及格式的管理控制字节，并以新的发送频率发出，在接收端，对线路数据进行检测，将插入字节提出，同时还原原始数据码流及数据频率。

其所述的精确小数分频适应任意数据码流的数据插入方法包括下列步骤：