王军仇新宏杨晓旭国家电网公司南京自动化研究院(210003)
摘要：光纤纵差庇护对线路提供了平安靠得住的庇护，其要害技术在于解决通讯问题。本文论述了同步原理和抗干扰编码机制，在此根蒂根基上提出了一种靠得住、实用的通讯方式及其使用的报文帧花式。实践讲明，这类通讯方式能够获得较好的同步采样效果和稳健的数据交换功能。
要害词：光纤差动 抗干扰 同步采样 CRC
1 引言
基于光纤通讯的电流差动庇护为线路的继电庇护提供秀的解决方案。其要害技术在于解决线路两头通讯问题，即若何同步采样，获得靠得住的对侧数据，失往同步后若何调整等等。本文介绍一种实用的数据同步及通讯方式。
2 同步采样原理
数字式电流差动庇护要求两侧的庇护装配的采样同步，两侧采样时间上的差异将造成差动电流计较的误差。
图1 同步采样原理
以一端为主机，另外一端为从机，从机的时钟连结与主机同步。装配上电复位后（见图1），从机发一帧同步报文并保留发送时刻Ts，主机收到同步饬令后，经过延时Ty后把同步信息返回。从机在Tr接到主机返回的信息。由于帧信息长度一样，是以收发时间不异。所以：
从机的时刻校正为：
式中Tsm--为采样周期，若每周采样12点，则采样周期为1.6667ms
3 抗干扰编码
差动庇护要求两侧数据必需准确，光纤通讯虽具有很好的通讯，但仍有10e－9的误码率，而且要求数据需要迅速传到对侧。是以，需要一种工作小、耗时少的抗干扰编码。CCITT向电力系统远动通讯推荐的(8i＋8,8i)形式的CRC检测码适合光纤通讯。
编制法式时可以把8位二进制序列数的CRC全数计较出来，放在一个内外，采用查表法获得CRC码。
4 数据通讯的帧花式
装配通讯报文可采用如图2花式：
图2 装配通讯报文花式
帧头是标识通讯报文的起头。控制字用于区分分歧类型的报文，这里可分为同步信息和正常数据传输两种类型。采样标号是时间标尺。开关包括TA断线、TA饱和、远方跳闸等信息；这些重要开关可以接纳冗余相异法发送。如，开关为01100110b，则可划分用原值和其反码〔即NOT(01100110b)〕来传送。采样向，为了压缩信息，可采用为综合。
5 光纤通讯
整个光纤通讯部门可以分为同步对时和正常数据交换两个步骤。
5.1 同步对时的通讯
装配在复位或失往同步后，由从机倡议报文，进进一问一答的同步通讯阶段。主机接到来自从机的要求同步报文后返回一帧数据，包括采样标号及响应时刻和延时Ty。从机在收到信息报文后，可计较出通讯延时Td和两侧采样时间差，并凭据这个误差来调整自己的时刻。可以经过几回这样的对时，从而使两侧装配的采样完全同步。从机同步后，发出一帧报文告诉主机已同步。主机接到这帧报文，便把此报文原样返回给从机。至此，同步通讯阶段完成，进进正常数据交换通讯阶段。从机法式流程框图见图3，主机法式流程框图见图4。
图3 从机法式流程图
图4 主机法式流程图
5.2 数据交换通讯
装配在同步以后即可以进行数据交换了，帧花式见图2。庇护装配每隔一按时间(5ms)向对侧庇护装配发送采样数据。数据交换通讯法式流程见图5。
图5 数据交换流程图
(1)豫备本侧数据进程：
把本侧装配的数据豫备好放在发送缓存中。发送缓冲区的数据可每10ms或20ms刷新一次。
(2)发信进程和收信进程：
对于本通讯方案而言，发信进程是自动的，收集进程是被动的。装配每隔5ms将发送缓冲区的数据给对侧。收信进程可以界说为一个接收中断，实时地把接收对侧装配发送过来的数据。
(3)校验对侧数据：
检验接收缓冲区的数据，主要是CRC数据校验，开关的原反码校验。一般庇护装配的做法是每隔5ms发送一次采样的新数据，收信侧庇护装配接收到一帧数据后，进行CRC码检测，当CRC检验有错，便舍弃这帧数据，直到CRC检测无误。这样做的错误谬误是：舍弃一帧数据便相当于庇护延时动作了。由于光纤差动庇护在50ms内动作完全答理的。是以可以在10ms或20ms内2次或4次把一样的数据传送到对侧。收集庇护装配即使CRC检出一帧数据有错，还有另外几帧数据可以选用。这样因通讯犯错舍弃数据而致使延长庇护动作时间的可以年夜年夜削减。
(4)装配再失步问题：
两侧装配虽然经过同步伐整进程后已同步了，但由于双方晶振、初调整时的误差和两侧装配各自法式运行差异等身分致使过了一个进程后有可能两侧装配又失往同步了。针对这个问题，本文提供一个监视方式。在同步进程中，装配可以获得数据传送延时Td，而且后来的数据交换进程采样时标也包括在帧信息里。是以可以凭据检验两侧的采样时标来监视同步情况。
式中Ts--采样周期
假设式(3)不成立，则闭锁差动庇护，接连几回不成立则视为分歧步了。法式也能够凭据舍弃报文数和通讯中断时间设定报警和设定分歧步。装配从而又进进同步对时通讯阶段。
6 竣事语
本文提出了一种实用靠得住的光纤差动通讯方式。实践证实这类方式能够准确快速地使两侧庇护装配到达同步状态，其同步误差不跨越1°。此方案能够很好解决通讯犯错酿成的庇护动作延时问题，靠得住性高，其法式逻辑也不复杂，轻易发现。