光纤差动保护培训课件ppt.ppt

光纤通信在继电保护光纤通信在继电保护中的应用中的应用通道现状220220kVkV线路的主保护：线路的主保护：高频通道采用专用的收发信机，相高频通道采用专用的收发信机，相- -地耦地耦合方式光纤通道采用点对点直接连接通道光纤通道采用点对点直接连接通道220220kVkV线路的主保护：线路的主保护：高频通道采用载波机复用保护，相高频通道采用载波机复用保护，相- -相耦相耦合方式光纤通道采用复用光纤通道采用复用PCMPCM方式，经过方式，经过OPGWOPGW传传输220kV线路的主保护的光纤通道示意图500kV线路的主保护的光纤通道示意图850nm 多模光纤P593接口装置接口装置ISDNX.21 electricalMultiplexerG.703 or V.35 electricalP591/2接口装置接口装置不同保护通道的保护配置及应用原则不同保护通道的保护配置及应用原则n n两套纵联保护宜由两个完全独立的通道（含通道设备）传送n n对有OPGW光纤通道的线路，纵联保护通道应采用OPGW光纤通道n n220kV线路两套主保护通道一般选用相地耦合制的电力线高频通道，但分别耦合在不同的相别上。

配置两套不同原理的高频闭锁式保护（专用收发信机）不同保护通道的保护配置及应用原则不同保护通道的保护配置及应用原则n n对有OPGW光缆的线路，每套保护直接使用不同的光纤芯或复用光纤通道配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤允许式方向/距离保护或两套光纤分相电流差动保护n n对有OPGW光缆且完全同杆并架双回线,每回线均配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤允许式方向/距离保护或两套光纤分相电流差动保护，每套保护直接使用不同的光纤芯或复用光纤通道不同保护通道的保护配置及应用原则不同保护通道的保护配置及应用原则n n对有对有OPGWOPGW光缆且非同杆并架双回线光缆且非同杆并架双回线, ,在无在无OPGWOPGW光缆的线路上配置一套光纤分相电流差动、一套光缆的线路上配置一套光纤分相电流差动、一套专用载波高频闭锁式保护或迂回专用载波高频闭锁式保护或迂回OPGWOPGW通道的光通道的光纤分相电流差动纤分相电流差动; ;在有在有OPGWOPGW光缆的线路上保护配光缆的线路上保护配置同上n n对电缆或电缆架空线混合线路保护通道应采用光对电缆或电缆架空线混合线路保护通道应采用光纤通道，一套保护直接使用光纤芯，另一套保护纤通道，一套保护直接使用光纤芯，另一套保护复用光纤通道，配置一套光纤分相电流差动保护、复用光纤通道，配置一套光纤分相电流差动保护、一套光纤允许式方向一套光纤允许式方向/ /距离保护或两套光纤分相电距离保护或两套光纤分相电流差动保护。

流差动保护不同保护通道的保护配置及应用原则不同保护通道的保护配置及应用原则n n对有ADSS光缆的线路，一套保护直接使用光纤芯，另一套选用相地耦合制的电力线高频通道配置一套光纤分相电流差动保护、一套高频闭锁式方向/距离保护（专用收发信机）n n保护通道宜不使用普通光缆通道和微波通道光纤通信系统的基本组成信信息息源源电电发发射射机机光光发发射射机机光光接接收收机机电电接接收收机机信信息息宿宿光纤线路光纤线路一、光纤线路n n光纤线路的功能是把光信号尽可能小畸光纤线路的功能是把光信号尽可能小畸变和衰减地传输到对端变和衰减地传输到对端n n由光纤、光纤接头、光纤连接器组成由光纤、光纤接头、光纤连接器组成n n容纳许多光纤的为光缆容纳许多光纤的为光缆n n影响光纤性能的主要指标为损耗和色散影响光纤性能的主要指标为损耗和色散光纤的外形n1n1 n2 n2，光能量主要纤芯中传输光能量主要纤芯中传输包层n2纤芯n1光纤的分类根据光纤中的传输模式数量分为：根据光纤中的传输模式数量分为： 单模光纤（单模光纤（single-Mode Fiber,SM)single-Mode Fiber,SM) 折射率分布与突变型光纤类似，纤芯直折射率分布与突变型光纤类似，纤芯直径只有径只有8-108-10mm，光线以直线沿纤芯中心轴光线以直线沿纤芯中心轴线方向传播。

只能传输一个模式信号畸变线方向传播只能传输一个模式信号畸变小多模光纤（多模光纤（Multi-Mode Fiber,MM)Multi-Mode Fiber,MM) 多模光纤又分为：突变型和渐变型光纤多模光纤又分为：突变型和渐变型光纤的纤芯直径都很大，可以容纳数百个模式的纤芯直径都很大，可以容纳数百个模式根据光纤横截面的折射率分布分为：根据光纤横截面的折射率分布分为：阶跃折射率光纤阶跃折射率光纤( (step-Index Fiber,SIF)step-Index Fiber,SIF)纤芯折射率为纤芯折射率为n1n1保持不变保持不变, ,到包层突变为到包层突变为n2n2光以折线传播光以折线传播渐变折射率光纤渐变折射率光纤( (Graded-Index Fiber,GIF)Graded-Index Fiber,GIF)纤芯中心的折射率为最大纤芯中心的折射率为最大n1n1，沿径向沿径向r r向外围向外围逐渐变小，直到包层变为逐渐变小，直到包层变为n2n2光线以正弦形光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传输状沿纤芯中心轴线方向传输光纤的分类光缆类型光缆类型n n混合地线光缆(OPGW)n n支承式光缆(ADSS)n n普通光缆光纤接续的种类n永久性连接永久性连接( (固定连接固定连接) )n活动性连接活动性连接( (连接器连接连接器连接) )光纤的活动连接器连接法1. 1.对光纤连接器性能的主要要求对光纤连接器性能的主要要求2. 2.连接器产生连接损耗的因素连接器产生连接损耗的因素3. 3.结构与种类结构与种类对光纤连接器性能的主要要求n n插入损耗低；插入损耗低；n n经多次连接和拆卸后经多次连接和拆卸后, ,插入变化小；插入变化小；n n同一种类的连接器应具有互换性；同一种类的连接器应具有互换性；n n对环境条件如温度、湿度、灰尘、振动对环境条件如温度、湿度、灰尘、振动等不敏感；等不敏感；n n结构简单、装卸方便，价格低廉；结构简单、装卸方便，价格低廉；n n在多芯连接器中，相互串扰小。

在多芯连接器中，相互串扰小连接器产生连接损耗的因素n n轴心错位轴心错位n n轴心倾斜轴心倾斜n n间隙间隙n n端面不完整端面不完整n n光纤参数的偏差光纤参数的偏差光纤活动连接器的组成按功能可以分成以下几部分：按功能可以分成以下几部分：n n连接器插座连接器插座( (Plug ConnectorPlug Connector）n n光缆跳线（光缆跳线（Jumper CableJumper Cable）n n转换器（转换器（AdaporAdapor）n n变换器（变换器（ConverterConverter）n n裸光纤转换器（裸光纤转换器（Bare Fiber AdaptorBare Fiber Adaptor） 在我国一套光纤活动连接器主要指在我国一套光纤活动连接器主要指两个连接器插头加一个转换器两个连接器插头加一个转换器( (法兰盘）法兰盘）光纤活动连接器的结构与类型FCFC( (平面接触平面接触/ /螺纹连接）螺纹连接）PC/APC(PC/APC(直接接触直接接触/ /螺纹连接）螺纹连接）SC (SC (NTT/NTT/矩形矩形/ /直接拔插直接拔插） ST(ST(AT&T/AT&T/带键卡口式带键卡口式）影响光纤接续损耗的因素固有因素固有因素非固有因素非固有因素影响光纤接续损耗的固有因素 固有因素主要包括任何两根待接光固有因素主要包括任何两根待接光纤的几何特性和波导特性方面的差异：纤的几何特性和波导特性方面的差异：芯径失配芯径失配同心度偏差同心度偏差数值孔径失配数值孔径失配折射率分布失配折射率分布失配模场直径差异模场直径差异影响光纤接续损耗的非固有因素非固有因素主要指任何两根待接非固有因素主要指任何两根待接光纤端面不完善和机械偏移；光纤端面不完善和机械偏移；端面不完善主要包括端面倾斜、端面不完善主要包括端面倾斜、端面弯曲和端面粗糙；端面弯曲和端面粗糙；机械偏移主要包括两根光纤横向机械偏移主要包括两根光纤横向偏移、轴向倾斜和纵向分离。

偏移、轴向倾斜和纵向分离二、电端机n n模数转换模数转换n n多路信号复用多路信号复用n n将一定码型和帧格式的电信号送入光将一定码型和帧格式的电信号送入光端机n n典型的电端机为典型的电端机为PCMPCM设备 PCM PCM设备是数字微波、光纤等数字通设备是数字微波、光纤等数字通信的基群设备，也作为网络通信的终接设信的基群设备，也作为网络通信的终接设备 PCM PCM的含义为脉冲编码调制，即对模拟的含义为脉冲编码调制，即对模拟信号进行采样、保持、量化、编码，把模信号进行采样、保持、量化、编码，把模拟信号转换成数字信号传输拟信号转换成数字信号传输二、电端机/PCM设备介绍PCM32/30PCM32/30为基群设备，可以传送为基群设备，可以传送3030路路话音，也可以通过同向数据接口，直接话音，也可以通过同向数据接口，直接传送每时隙为传送每时隙为 64 64kbit/skbit/s的数据的数据（G.703)G.703)，在数字微波通信中，在数字微波通信中，PCMPCM设设备的信号接入微波信道机信进行中频和备的信号接入微波信道机信进行中频和高频调制后，射频经馈线、天线送出高频调制后，射频经馈线、天线送出。

在光纤通信系统中，在光纤通信系统中，PCMPCM设备作为电端设备作为电端机进入光端机经光纤传输机进入光端机经光纤传输PCM的高次群设备保护保护通信通信终端终端远动远动同向同向数据数据接口接口PCM微波或微波或光纤通道光纤通道接口接口同向同向数据数据接口接口当通信容量不够时，可使用当通信容量不够时，可使用PCMPCM的高次的高次群设备多个群设备多个PCMPCM信号合成一路信号的信号合成一路信号的过程为复接与复接相反的过程为分接过程为复接与复接相反的过程为分接复接根据时钟源是否同一分为同源复复接根据时钟源是否同一分为同源复接和异源复接接和异源复接SDHSDH采用同源复接，即采用同源复接，即同步数字系统同步数字系统，PDHPDH为异源复接，即为异源复接，即准准同步数字系统同步数字系统SDH网络n nSDHSDH在电力系统中依靠在电力系统中依靠OPGWOPGW构成自愈环网构成自愈环网n n自愈网（自愈网（self-healing Network)self-healing Network)：无需无需认为干预，网络就能在极短的时间内从认为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复，使用户感觉不到失效故障中自动恢复，使用户感觉不到网络已出故障。

其基本原理就是使网络网络已出故障其基本原理就是使网络具备代替传输路由并重新确立通信的能具备代替传输路由并重新确立通信的能力SDH自愈环网示意图ABCD分相电流差动保护/点对点通道保保护护通通道道如如采采用用OPGWOPGW光光纤纤通通道道专专用用光光芯芯则按如下设备提供：则按如下设备提供：1 1个光缆端子盒装于屏上个光缆端子盒装于屏上3 3根尾纤根尾纤1 1根（每根根（每根4 4芯）芯）250250米长金属铠装光缆米长金属铠装光缆点对点通道保护屏保护屏保护屏保护屏1 1个光缆端子个光缆端子盒装于屏上盒装于屏上3 3根尾纤根尾纤1 1根（每根（每根根4 4芯）芯）250250米长米长金属铠金属铠装光缆装光缆经过避雷经过避雷线上线上OPGWOPGW分相电流差动保护/复用PCM通道n n保护通道复用保护通道复用PCMPCM终端时，每一套分相电终端时，每一套分相电流差动保护分别接用不同基群的一个流差动保护分别接用不同基群的一个PCM PCM 64kbit/64kbit/秒同向接口即如果秒同向接口即如果500500kVkV线路出线路出线线2 。