專利名稱：多功能繼電保護信號遠程傳遞通道切換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多功能繼電保護信號遠程傳遞通道切換設(shè)備。
背景技術(shù)：
多功能繼電保護信號遠程傳遞通道切換設(shè)備涉及數(shù)字信號處理領(lǐng)域，光纖通信領(lǐng) 域，SDH系統(tǒng)通信領(lǐng)域，高頻信號傳輸領(lǐng)域，信號實時監(jiān)測分析領(lǐng)域。目前，隨著智能電網(wǎng)與 智能變電站的建設(shè)的不斷推進，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對繼電保護系統(tǒng)通信通道的穩(wěn)定性及信 號遠程傳遞的質(zhì)量提出了更高的需求。多功能繼電保護信號遠程傳遞通道切換設(shè)備不僅應(yīng)用了繼電保護信號遠程傳遞 過程中通信通道無縫切換的技術(shù)，而且加入實時監(jiān)測、異常告警和網(wǎng)絡(luò)管理等多項有助于 提高通道水平的功能。從我國電網(wǎng)和電力通信發(fā)展的現(xiàn)狀來看，研究利用現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡(luò) 或者光纖專用通道，為保護通道的傳輸建立主備冗余，對解決繼電保護信號遠程傳遞及相 關(guān)通信通道的質(zhì)量監(jiān)測的問題有實際的意義。近幾年國內(nèi)外一些研究單位曾經(jīng)對這個問題 作過深入的研究。多功能繼電保護信號遠程傳遞通道切換設(shè)備(簡稱切換設(shè)備)的基本設(shè)計思想是 同時通過多條不同類型的通信通道來傳遞繼電保護信號，并且保證能夠在各個通道之間無 縫切換，在處理信號的同時提供通道信號實時監(jiān)測、異常告警、記錄通道信號內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)管 理功能，這些通道包括各種基于SDH的2M和64K通道、波分通道、光纖專用通道等；切換設(shè) 備應(yīng)用在現(xiàn)有的繼電保護設(shè)備與通道設(shè)備之間，切換設(shè)備接收到繼保設(shè)備數(shù)據(jù)后，將其轉(zhuǎn) 換為SDH線路碼或者光通道高頻調(diào)制信號，信號由通道通過獨立的路由分別傳遞到對端， 對端收到兩路信號后分別還原成繼保格式的數(shù)據(jù)，并且選擇其中一路發(fā)送給繼保設(shè)備。兩 路通道互為主備，一路出現(xiàn)問題后系統(tǒng)自動切換到另外一路。同時兩端實時監(jiān)測、告警異常 通道狀態(tài)、記錄通道信號內(nèi)容，并通過以太網(wǎng)向中心網(wǎng)管計算機傳送網(wǎng)管監(jiān)控信息，完成網(wǎng) 絡(luò)管理功能。(見附圖1)目前可查的無損切換技術(shù)都是基于PCM標準幀結(jié)構(gòu)的方案、都沒有通道異常采取 有效到措施、只能使用在相同和相近類型的通道之間、在通道組建過程中光電轉(zhuǎn)換設(shè)備管 理存在“空白”的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的在于本設(shè)備組成的系統(tǒng)可以通過兩路傳輸路由完全獨立 的通信通道(SDH業(yè)務(wù)2M通道或者光纖專用通道)以平行的方式傳輸繼電保護設(shè)備數(shù)據(jù)，兩 路信號互為主備，當(dāng)一路通道故障后，設(shè)備自動切換，確保復(fù)用光纖差動保護通道的暢通， 設(shè)備保持對通道告警異常狀態(tài)、通道信號內(nèi)容的實時監(jiān)測和記錄。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案多功能繼電保護信號遠程傳遞通道切換設(shè)備，包括繼電保護信號接口模塊，SDH業(yè) 務(wù)2M通道接口模塊，光纖通道接口模塊，通道信號監(jiān)測分析模塊，通道選擇模塊，通信線路緩存提鐘模塊，緩存對齊模塊，無損切換模塊，設(shè)備管理及網(wǎng)管模塊。各模塊具體連接方式如下在保護接收端，見附圖4，繼電保護信號接口模塊與通信線路緩存提鐘模塊、通道 信號監(jiān)測分析模塊連接；通道信號監(jiān)測分析模塊與設(shè)備管理及網(wǎng)管模塊連接；通信線路緩 存提鐘模塊及繼電保護信號接口模塊與SDH業(yè)務(wù)2M通道接口模塊或者光纖通道接口模塊 相連接。在保護發(fā)送端，見附圖5，SDH業(yè)務(wù)2M通道接口模塊或者光纖通道接口模塊分別與 其對應(yīng)的通信線路緩存提鐘模塊、通道信號監(jiān)測分析模塊連接；通道信號監(jiān)測分析模塊與 設(shè)備管理及網(wǎng)管模塊及通道選擇模塊連接；通信線路緩存提鐘模塊與緩存對齊模塊連接； 緩存對齊模塊及通道選擇模塊與無損切換模塊連接；無損切換模塊與保護接口模塊連接。本實用新型的有益效果在于，解決繼電保護設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p重化問題，解決在 通道雙重化設(shè)計中棘手的通道全程同步的問題；解決在通道組建過程中光電轉(zhuǎn)換設(shè)備管理 “空白”的問題，完成對通信通道運行狀態(tài)的監(jiān)視及端口環(huán)回測試等維護操作，實現(xiàn)管理網(wǎng) 絡(luò)通信功能。

圖1是本實用新型的框圖；圖2是通過對保護數(shù)據(jù)進行線路調(diào)制或編碼的方式實現(xiàn)對通信通道的監(jiān)測；圖3是雙緩存同步、對齊歸并輸出的方式；圖4是保護數(shù)據(jù)接收&線路發(fā)送具體模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖5是線路數(shù)據(jù)接收&保護發(fā)送對應(yīng)功能結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
模塊化通信通道接口設(shè)計各種通信通道接口板(包括保護光接口板、2M電接口板、通道光接口板)均采用統(tǒng) 一輸入輸出信號設(shè)計，更換接口時只需更換通道接口板，主板自動識別板卡類型，實現(xiàn)通道 接口板的即插即用，滿足現(xiàn)場復(fù)雜的混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。采用線路編碼設(shè)計實現(xiàn)對通信通道的監(jiān)測功能對保護數(shù)據(jù)在通信線路上的傳輸采用了調(diào)制或者編碼的方式，在接收端信號監(jiān)測 模塊中對調(diào)制或者編碼格式進行校驗，適用于各種成幀/非成幀保護業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，對業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)的傳輸完全透明，對通道質(zhì)量的判斷無需依賴于保護數(shù)據(jù)的幀格式。(附圖2)改進的雙發(fā)備對齊方式兩路接收通道不分主備，分別進行緩存對齊計算，通道選擇時選取其中任何一路， 另外一路則根據(jù)計算結(jié)果(Ab-a)或(Aa-b)確定其對齊位置。時延穩(wěn)定的情況下，對通 道的選擇無礙于無損切換。雙路數(shù)據(jù)對齊歸并輸出避免了切換損傷，并且可以使切換常態(tài) 化；實現(xiàn)反復(fù)切換無損傷；對齊同時解決了通道時延差別(Δ a、Ab)造成的數(shù)據(jù)抖動問題。 (附圖3)實時檢測、信號告警與遠程網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備提供對SDH通道、光通道等通信通道及保護裝置信號進行實時采集，根據(jù)線路碼流的特征判斷當(dāng)前線路數(shù)據(jù)與保護設(shè)備數(shù)據(jù)質(zhì)量，監(jiān)測結(jié)果通過以太網(wǎng)送到管理計算 機，可以實現(xiàn)對設(shè)備狀況的遠程監(jiān)測、告警。并進行包括通道切換、設(shè)備對時、內(nèi)環(huán)外環(huán)測試 等操作在內(nèi)的遠程網(wǎng)絡(luò)管理。各模塊及其對應(yīng)功能如下(各模塊見附圖4附圖5)繼電保護信號接口模塊提供與繼電保護設(shè)備的接口，支持電、光接口。完成保護 數(shù)據(jù)收發(fā)、保護時鐘提取、保護信號采樣、保護信號失步監(jiān)測功能。2M通道接口模塊針對各種型號的SDH設(shè)備提供2M通道的接口。完成2M通道 HDB3碼編解碼、2M通道時鐘提取、2M數(shù)據(jù)信號收發(fā)，2M信號失步監(jiān)測功能。光纖通道接口模塊提供專用光纖通道的接口。完成光纖通道數(shù)據(jù)收發(fā)、光纖通道 時鐘提取、線路調(diào)制解調(diào)，光纖信號失步監(jiān)測功能。通道信號監(jiān)測分析模塊對兩路線路接收到的保護格式數(shù)據(jù)進行誤碼、誤幀及同 步標志信號正確性的檢測與分析記錄，判斷兩路線路的傳輸質(zhì)量。當(dāng)出現(xiàn)告警實時上報設(shè) 備管理模塊與PC端網(wǎng)管程序。通信線路緩存提鐘模塊利用彈性緩存提取和小數(shù)分頻技術(shù)從兩路線路接收信號 中提取一路標準的系統(tǒng)時鐘。緩存對齊模塊根據(jù)兩路線路接收信號中保護關(guān)鍵字位置計算出兩路信號時延 差，確定兩路接收緩存指針位置。通道選擇模塊根據(jù)通道信號監(jiān)測分析模塊的結(jié)果，智能選擇一路通信狀況好的 線路進行傳輸。無損切換模塊根據(jù)緩存對齊模塊計算出的指針位置及通道選擇模塊給出的切換 選擇信息，從發(fā)送緩存中提取數(shù)據(jù)并根據(jù)當(dāng)前通道情況實現(xiàn)無損或有損切換。設(shè)備管理及網(wǎng)管模塊提供對裝置各物理及邏輯模塊的管理控制，連接PC機網(wǎng)管 客戶端，提供在線數(shù)據(jù)及圖表分析以及遠程維護控制功能。保護數(shù)據(jù)接收&線路發(fā)送工作流程(見附圖4)保護接口模塊完成保護數(shù)據(jù)的保 護信號提鐘、保護數(shù)據(jù)接收、保護信號監(jiān)測功能。其中，保護接口模塊提取出的時鐘與數(shù)據(jù) 送到線路接口模塊(2M通道或者光通道)，由線路接口模塊根據(jù)需要編碼(或調(diào)制)發(fā)送到通 信線路上。保護接口模塊對保護數(shù)據(jù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)送至設(shè)備網(wǎng)管。線路數(shù)據(jù)接收&保護發(fā)送工作流程(見附圖5)線路接口模塊(2M通道或者光通道)完成對線路數(shù)據(jù)的線路信號提鐘、信號失步監(jiān) 測、線路信號解調(diào)(解碼)功能。其中，線路接口模塊提取出的時鐘與線路數(shù)據(jù)送到緩存對齊 模塊，用于計算兩路數(shù)據(jù)時延差，分別確定兩路緩存指針位置。而端口監(jiān)測數(shù)據(jù)送到通道信 號監(jiān)測分析模塊，用于通道選擇的依據(jù)。最終保護接口模塊根據(jù)通道選擇的結(jié)果與當(dāng)前指 針位置將對應(yīng)數(shù)據(jù)送給保護設(shè)備。
權(quán)利要求1.多功能繼電保護信號遠程傳遞通道切換設(shè)備，其特征在于，包括繼電保護信號接口 模塊，SDH業(yè)務(wù)2M通道接口模塊，光纖通道接口模塊，通道信號監(jiān)測分析模塊，通道選擇模 塊，通信線路緩存提鐘模塊，緩存對齊模塊，無損切換模塊，設(shè)備管理及網(wǎng)管模塊；其中，繼 電保護信號接口模塊與通信線路緩存提鐘模塊、通道信號監(jiān)測分析模塊連接；通道信號監(jiān) 測分析模塊與設(shè)備管理及網(wǎng)管模塊連接；通信線路緩存提鐘模塊及繼電保護信號接口模塊 與SDH業(yè)務(wù)2M通道接口模塊或者光纖通道接口模塊相連接；SDH業(yè)務(wù)2M通道接口模塊或者 光纖通道接口模塊分別與其對應(yīng)的通信線路緩存提鐘模塊、通道信號監(jiān)測分析模塊連接； 通道信號監(jiān)測分析模塊與設(shè)備管理及網(wǎng)管模塊及通道選擇模塊連接；通信線路緩存提鐘模 塊與緩存對齊模塊連接；緩存對齊模塊及通道選擇模塊與無損切換模塊連接；無損切換模 塊與保護接口模塊連接。
專利摘要多功能繼電保護信號遠程傳遞通道切換設(shè)備，其特征在于，包括繼電保護信號接口模塊，SDH業(yè)務(wù)2M通道接口模塊，光纖通道接口模塊，通道信號監(jiān)測分析模塊，通道選擇模塊，通信線路緩存提鐘模塊，緩存對齊模塊，無損切換模塊，設(shè)備管理及網(wǎng)管模塊；其中，繼電保護信號接口模塊與通信線路緩存提鐘模塊、通道信號監(jiān)測分析模塊連接；通道信號監(jiān)測分析模塊與設(shè)備管理及網(wǎng)管模塊連接。本實用新型的有益效果在于，解決繼電保護設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p重化問題，解決在通道雙重化設(shè)計中棘手的通道全程同步的問題。
文檔編號H02J13/00GK201868863SQ20102059993
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者丁鼎, 焦群, 葛紅舞 申請人:南京南瑞集團公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院