线路保护系统及方法、装置

技术领域

本发明涉及电网保护领域，具体而言，涉及一种线路保护系统及方法、装置。

背景技术

电力系统正不断向着现代化、高电压和大机组的方向发展，220kv以上的高压输电线路已经成为输电的主干线。由于输电线路的输送量大、电压高、供电范围广，对于国家的能源安全与人民生活的影响也越来越大，一旦出现故障和事故，会危及国家人民的生命财产安全，因此需要应用继电保护设施及时准确地切断出现故障的输电线路。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种线路保护系统及方法、装置，以至少解决相关技术中线路保护系统，可靠性差，在线路故障时无法有效传递故障信息的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种线路保护系统，包括：线路保护设备，切换设备，传输系统，所述线路保护设备用于在线路故障时生成故障报告；所述切换设备用于切换所述传输系统，将所述故障报告通过传输系统进行发送；所述传输系统为多个，多个传输系统均与所述切换设备通信连接。

可选的，所述线路保护设备与所述切换设备在不同的设备房中，所述线路保护设备通过光纤与所述切换设备直接通信连接。

可选的，所述线路保护设备和所述切换设备上均设置有光纤接口，用于安装和连接光纤。

可选的，还包括：第一电源设备，第二电源，第一电源包括两个独立电源，用于为所述线路保护设备提供双电源供电；第二电源包括两个独立电源，用于为所述切换设备提供双电源供电。

可选的，所述切换设备还连接有网关设备，用于监控传输系统传输至所述切换设备的数据。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种线路保护方法，包括：采集线路的故障数据；将所述故障数据传输给切换设备；切换设备切换传输系统将所述故障数据发送至监控端，其中，所述传输系统为多个，多个传输系统均与所述切换设备通信连接，监控根据故障数据对线路进行维护。

可选的，切换设备切换传输系统将所述故障数据发送至监控端之前，还包括：接收正在使用的传输系统发送的故障信息；根据所述故障信息，将正在使用的传输系统切换至能够正常使用的传输系统。

可选的，将所述故障数据传输给切换设备之前，还包括：通过光纤与所述切换设备直接相连。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种线路保护装置，包括：采集模块，用于采集线路的故障数据；切换模块，用于将所述故障数据传输给切换设备；发送模块，用于切换设备切换传输系统将所述故障数据发送至监控端，其中，所述传输系统为多个，多个传输系统均与所述切换设备通信连接。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的线路保护方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机存储介质所在设备执行上述中任意一项所述的线路保护方法。

在本发明实施例中，采用线路保护设备用于在线路故障时生成故障报告；切换设备用于切换传输系统，将故障报告通过传输系统进行发送；传输系统为多个，多个传输系统均与切换设备通信连接的方式，通过多个传输系统并行，在传输系统故障时切换正常的传输系统进行故障报告的传输，达到了保证对线路故障报告进行有效传输的目的，从而实现了提高线路故障的故障信息传递的可靠性和传递效率的技术效果，进而解决了相关技术中线路保护系统，可靠性差，在线路故障时无法有效传递故障信息的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种线路保护系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种线路保护方法的流程图；

图3是根据本发明实施方式的线路机电保护系统的示意图；

图4是根据本发明实施方式的一种线路保护通信连接的示意图；

图5是根据本发明实施方式的另一种线路保护通信连接的示意图；

图6是根据本发明实施方式的另一种线路保护通信连接的示意图；

图7是根据本发明实施方式的另一种线路保护通信连接的示意图；

图8是根据本发明实施方式的切换设备和业务接口的示意图；

图9是根据本发明实施例的一种线路保护装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本发明实施例的一种线路保护系统的示意图，如图1所示，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种线路保护系统，包括：线路保护设备12，切换设备14，传输系统16，线路保护设备12用于在线路故障时生成故障报告；切换设备14用于切换传输系统，将故障报告通过传输系统进行发送；传输系统16为多个，多个传输系统均与切换设备通信连接。

通过上述系统，采用线路保护设备用于在线路故障时生成故障报告；切换设备用于切换传输系统，将故障报告通过传输系统进行发送；传输系统为多个，多个传输系统均与切换设备通信连接的方式，通过多个传输系统并行，在传输系统故障时切换正常的传输系统进行故障报告的传输，达到了保证对线路故障报告进行有效传输的目的，从而实现了提高线路故障的故障信息传递的可靠性和传递效率的技术效果，进而解决了相关技术中线路保护系统，可靠性差，在线路故障时无法有效传递故障信息的技术问题。

可选的，线路保护设备与切换设备在不同的设备房中，线路保护设备通过光纤与切换设备直接通信连接。

相关技术中线路保护设备与切换设备之间设置有光电转换模块，该光电转换模块由第三方部门管理，出现故障就会导致线路保护设备与切换设备之间无法有效通信，自然就导致了故障报告无法有效传送，因此将线路保护设备通过光纤与切换设备直接相连，就可以一定程度上降低故障的概率，从而提高故障报告传输的稳定性和有效性。

可选的，线路保护设备和切换设备上均设置有光纤接口，用于安装和连接光纤。

通过光纤直接通信连接就必须要由光纤接口，上述线路保护设备和切换设备上均设置有光纤接口，用来安装光纤进行直接通信，保证了故障报告传输的稳定性和有效性。

可选的，还包括：第一电源设备，第二电源，第一电源包括两个独立电源，用于为线路保护设备提供双电源供电；第二电源包括两个独立电源，用于为切换设备提供双电源供电。

双电源供电可以保证对系统的正常供电，在一个电源出现故障的情况下，切换至另一个电源，并向相关管理终端发送故障报警，以保证在电源突发故障的情况下，保证系统正常工作，进一步提高了故障报告传输的稳定性。

可选的，切换设备还连接有网关设备，用于监控传输系统传输至切换设备的数据。

根据本发明实施例，提供了一种电网数据的处理方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本发明实施例的一种线路保护方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S202，采集线路的故障数据；

步骤S204，将故障数据传输给切换设备；

步骤S206，切换设备切换传输系统将故障数据发送至监控端，其中，传输系统为多个，多个传输系统均与切换设备通信连接，监控根据故障数据对线路进行维护。

通过上述步骤，采用采集线路的故障数据；将故障数据传输给切换设备；切换设备切换传输系统将故障数据发送至监控端，其中，传输系统为多个，多个传输系统均与切换设备通信连接，监控根据故障数据对线路进行维护的方式，通过多个传输系统并行，在传输系统故障时切换正常的传输系统进行故障报告的传输，达到了保证对线路故障报告进行有效传输的目的，从而实现了提高线路故障的故障信息传递的可靠性和传递效率的技术效果，进而解决了相关技术中线路保护系统，可靠性差，在线路故障时无法有效传递故障信息的技术问题。

可选的，切换设备切换传输系统将故障数据发送至监控端之前，还包括：接收正在使用的传输系统发送的故障信息；根据故障信息，将正在使用的传输系统切换至能够正常使用的传输系统。

可选的，将故障数据传输给切换设备之前，还包括：通过光纤与切换设备直接相连。

需要说明的是，本申请实施例还提供了一种可选的实施方式，下面对该实施方式进行详细说明。

电网交直流特高压线路、高压输电线路两端都配置有线路继电保护装置，这些线路保护装置都需要实时可靠的互相通信，目前一般通信通道使用SDH光传输设备中的2M业务通道，图3是根据本发明实施方式的线路机电保护系统的示意图，具体如图3所示。一旦线路两端继电保护装置检测到线路故障，在最短时间内发出开关切断指令，将被保护线路与电网隔离，最大程度地保护好输电线路，避免事故损失扩大。

交流线路光纤保护装置通信方式目前使用的有4种：光纤直连方式、2M复用方式、2M切换设备方式和2M光口方式。

方式1，光纤直连，该方式使用广泛。线路距离小于50KM的光纤保护一般采用光纤直连，这种方式优点是简单可靠，缺点是过多占用光纤资源。

方式2，2M复用，该方式使用广泛。图4是根据本发明实施方式的一种线路保护通信连接的示意图，如图4所示，线路继电保护装置和通信设备一般不在同一个机房，两者之间通过室内光纤连接，光纤到达通信机房后，通过光电转换盒(MUX2M)将光信号转换为2M电信号，2M电信号通过SDH光传输系统传输到对端站。

方式3，2M切换设备方式，该方式有部分省电网成建制批量使用，效果反响好。线路继电保护装置必须在通信正常时才能工作，一旦通信故障，继电保护装置必须马上闭锁，退出运行。一般每条线路配置两套继保装置同时运行，每套继保装置有点对点的2台继保设备，一旦两套继保装置全部退出，该条线路必须强行退出输电运行。

图5是根据本发明实施方式的另一种线路保护通信连接的示意图，如图5所示，电网通信业务服务于电力生产业务，电网有大量的单通道2M复用保护装置在网运行，为了电网运行的可靠性，必须确保通信业务高可靠性，所以电力通信网都有多套SDH传输网。2M切换设备是在两套SDH传输网中智能选择其中一套作为一个2M业务的传输路由。2M切换设备在继保通信业务中的典型应用。

上图5中，正常情况下将2Ma作为主通道使用，但A套SDH出现故障时，2Ma产生相应告警，2M切换设备将业务通道自动切换到2Mb，继电保护通信业务将使用B套SDH传输系统继续正常工作。这样保障了继保装置通信业务的可靠性，提高了电网运行的安全性。

方式3中，光电转换盒和2M切换设备是两个不同的设备，归属于电网不同的管理部门管理，方式2、3中光电转换盒成为了一个故障点，不能集中网管，维护不便，影响电网的运行安全。

方式4，2M光口直连方式。图6是根据本发明实施方式的另一种线路保护通信连接的示意图，如图6所示，SDH设备增加2M光接口直接和继保装置的2M光接口连接，这样省去了通信机房中光/电转换盒设备(MUX2M)，增加了一定的可靠性，节省了光纤资源。

方式4适用于新建线路，新的继保装置都是AB口，具备双路由，同时SDH设备都具备标准的2M光接口。对于老的站点，继保装置和SDH设备都不具备标准的2M光接口，方式4无法实施。

对比上述继保装置通信的4种方式，对于现存大量的单通道继保装置，方式3无疑是最好的，极大的提升了电网的可靠性。但方式3中的光电转换盒只有单路电源供电，且不能远程集中网管，是常见的故障点。

本实施方式与2M切换设备厂家合作，由厂家进行技术开发，将2M切换设备增加光接口，直接与继保装置连接。图7是根据本发明实施方式的另一种线路保护通信连接的示意图，如图7所示，实际上是将通信机房中的2M切换设备和光电转换盒两个设备合二为一，这样既减少了光电转换盒，也解决了通道1+1路由切换，同时又能远程集中网管。对继保装置的安全稳定运行有非常大的意义。

本实施方式只需要在2M切换设备上加光接口模块，硬件成本略有增加，但却省去了一套MUX2M设备，2M切换设备加装光接口后，仍然为1U19英寸机箱，且可以实现集中统一网管，运维方便。只要通信部门和保护部门协调配合，很容易在国家电网各省网推广应用。

随着单条光纤承载的继保业务越来越多，2M切换设备近年来逐步得到国家电网通信管理部门的高度重视，对于目前现存运行的大量单通道继保装置，加装2M切换设备是最好的解决方案。

将2M切换设备内置光口，从而去掉MUX2M设备，目前尚无单位研究应用。

解决方式3中从保护设备到切换设备这一通信区段中有源设备的高故障率和维护盲点的问题，解决方案是新研制一款具备光接口的切换设备，以下简称新切换设备，该装置具备一路光接口和两路电接口，三路接口所传输业务均为继保装置的2M数据通信业务，其中两路电接口分别和传输网中具备独立路由的两个2M传输通道相连，一路光接口直接和继电保护装置的光接口相连，并具备传输侧2路通信链路切换功能，即可在两路传输链路中任选一路来传输光口的继电保护2M数据通信业务，并可实时监测业务传输链路的传输性能，一旦发现故障或性能恶化，立即按照预定策略进行链路切换，从而把继电保护通信业务所受影响降到最低。

新切换设备在原有切换设备的基础上，把原装置中用于连接继保装置的2M电接口改造为光接口，以光介质通信的形式直接和继保装置连接，省掉中间的光电转换装置，减少一个故障点，同时借助切换设备的高可靠性和高可维护性解决这一通信区段的高故障率和维护盲点的问题。

为适应继电保护装置应用现状，新切换设备的光接口需要和目前国内主流继电保护装置兼容对通，研究主流继电保护装置通信接口的线路编码方式、定时同步方式、电平判决规则、信道纠错编码模式等物理、链路层规则，并研制出与之相对应的光通信接口模块，在不改动原继电保护装置的前提下，和继电保护装置进行光口对接，完成原有光电转换装置的光电转换功能，使继电保护通信业务方便、顺利迁移到新切换设备上。

光通信以其通信速率高、抗干扰能力强、传输距离远、成本低、可靠性高的特点而被广泛应用，尤其是高电磁污染环境中，光通信更是不二选择。

数字通信系统中需要传输的码流一般为NRZ码，为适应通信介质的传输特性，需要把NRZ码变换为适合于信道传输的数字码流，这个过程就是线路编码的过程。

数字光通信考虑简单、低成本原则一般采用基带数字传输，同时又考虑到光纤传输特性以及光接收器件的接收、判决再生特性，光通信线路编码必须满足限制信号带宽，减少功率谱密度高低频率分量，提供丰富的定时同步信息，同时提供辅助通信带宽的要求。

光通信线路编码有多种，最常见的有两类，其一为分组码mBnB，其二为插入比特码mB1X。

分组变换码mBnB，把通信净荷内容按m个bit为一组进行分组，然后把每个分组按照一定规则映射为一个n(大于m)bit的二进制码组。映射规则遵循变换后的码组中“0”、“1”码元出现概率相等；连“0”、连“1”数目减少，不会超过m-1个bit，定时信息丰富，便于时钟定时、重生；功率谱密度中高低频率分量少，基线漂移小；码流中引入一定冗余度，便于误码检测和辅助通信。

插入比特码mB1X，一样把通信净荷码流按m个bit为一组进行分组，然后在每组后面按照一定规律插入一个码字X，组成一个m+1位bit为一组的线路码流。

从线路编码的变换方式可以看出，无论分组变换码mBnB还是插入比特码mB1X都是以增加通信带宽、牺牲通信效率而换取其他通信性能的，而增加的通信带宽和牺牲的通信效率在低速光通信系统中几乎可以忽略。

图8是根据本发明实施方式的切换设备和业务接口的示意图，如图8所示，在2M切换设备内部增加光接口后，将实现如下目的：

1、剔除MUX2M设备，减少了故障节点，降低了硬件维护成本；

2、线路继保业务实现了双路由1+1智能切换，解决了单纤重载问题；

3、所有设备都可以实现远程集中网管，运维高效；

4、具有很高的推广价值。

图9是根据本发明实施例的一种线路保护装置的示意图，如图9所示，根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种线路保护装置，包括：采集模块92，切换模块94和发送模块96，下面对该装置进行详细说明。

采集模块92，用于采集线路的故障数据；切换模块94，与上述采集模块92相连，用于将故障数据传输给切换设备；发送模块96，与上述切换模块94相连，用于切换设备切换传输系统将故障数据发送至监控端，其中，传输系统为多个，多个传输系统均与切换设备通信连接。

通过上述装置，采用采集模块92，采集线路的故障数据；切换模块94将故障数据传输给切换设备；发送模块96切换设备切换传输系统将故障数据发送至监控端，其中，传输系统为多个，多个传输系统均与切换设备通信连接，监控根据故障数据对线路进行维护的方式，通过多个传输系统并行，在传输系统故障时切换正常的传输系统进行故障报告的传输，达到了保证对线路故障报告进行有效传输的目的，从而实现了提高线路故障的故障信息传递的可靠性和传递效率的技术效果，进而解决了相关技术中线路保护系统，可靠性差，在线路故障时无法有效传递故障信息的技术问题。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的线路保护方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机存储介质所在设备执行上述中任意一项的线路保护方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。