光纖通信應(yīng)用于繼電保護研究

朱繼東（廣東電網(wǎng)湛江吳川供電局,廣東　湛江　524500）

光纖通信應(yīng)用于繼電保護研究

朱繼東
（廣東電網(wǎng)湛江吳川供電局,廣東湛江524500）

摘要：介紹了光纖通道的特點和優(yōu)勢，闡釋了光纖在繼電保護中的連接方式、主要特點以及優(yōu)勢和不足。

關(guān)鍵詞：光纖通信；繼電保護；配合

0　概述

近年來，隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快，電力系統(tǒng)也正朝著現(xiàn)代化、高電壓和大機組的方向發(fā)展，其中，220千伏以上的高壓輸電線路已經(jīng)發(fā)展成為了我國輸電的主干線。我國地域廣闊，經(jīng)濟發(fā)展快速，用電需求逐年增加，輸電線路的輸送量大、電壓高、供電范圍廣，這就對于線路的安全和傳輸效率提出了更加嚴(yán)格的要求。

光纖通道作為一種高頻保護信號的傳輸通道，具有很強穩(wěn)定性、長距離輸送和強大的傳輸功率而倍受青睞。“具有光纖通信的輸電線路應(yīng)優(yōu)先采用光纖作為傳送繼電保護信息的通道”。《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》（GB14285）

1　光纖應(yīng)用于繼電保護的優(yōu)勢

光纖作為繼電保護的通道介質(zhì)具有抗電磁干擾、衰耗低、傳輸容量大等諸多優(yōu)勢。

1.1抗干擾性強

普通的載波通道經(jīng)常會遇到因雷電或電力系統(tǒng)操作而產(chǎn)生的電磁干擾，信號的衰耗經(jīng)常會受到外在因素的影響較大，遇到惡劣天氣偶爾還會導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作。光纖的材質(zhì)是空心石英絲或玻璃絲，這樣的材質(zhì)具有很強的抗腐蝕性，也不會受到外界電磁的干擾，具有很強的抗干擾性。

1.2傳輸容量大

隨著用電需求的不斷增加，對電力系統(tǒng)的保護和遠程控制都提出了更高要求，也越來越需要強大的通信容量。傳統(tǒng)的微波通道容量通常只有960路，而光纖通道可以將通道容量提升到1920路，當(dāng)用1.55μm波長段時，其通信容量可以達到7680路。繼電保護中使用單模光纖，光纖通道其波長甚至可以達到光纖低損耗窗口1.31μm以下，因此具有很大的傳輸容量。

1.3自愈能力強

所謂光纖自愈保護能力是指光纖通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，不需要人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)可以在非常短的時間里就能夠?qū)σ恍┚植康氖Ч收线M行自動恢復(fù)，從而保障用戶正常的用電需求不受影響。目前，在電力網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域中廣泛使用的SDH同步數(shù)字體系，這是一款集協(xié)議、技術(shù)于設(shè)備中所進行的一種傳輸設(shè)備，是把復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體，并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)所操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，把SDH應(yīng)用到電力網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，發(fā)揮其強大地保護恢復(fù)能力和固定時延性能。

2　光纖在繼電保護中的應(yīng)用

光纖在繼電保護的實際應(yīng)用中十分廣泛，從這些實際應(yīng)用來看，主要應(yīng)用于光纖電流差動保護和光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護。

2.1光纖電流差動保護

光纖電流差動保護的運行原理是基于克?；舴蚧倦娏鞫?，在電流差動保護的基礎(chǔ)上逐漸演化而來，運行可靠，目前電流差動保護在店里系統(tǒng)的主變壓器、線路和母線等方面都得到了大量的使用，該保護具有很好的靈敏性、可靠、非全相運行，耐受過度電阻能力強，不會受到功率倒向的影響，而且還適用于短線路或串補線路等諸多優(yōu)點。其不足之處就是對光纖的通道依賴較強，通道不能中斷，而且對于不同光纖的差動保護也需要不同的通道予以保障，要保證整套主保護通常也只能和同型號的光纖差動構(gòu)成。解決這些問題，可以采用引入兩組TV的電流方式予以解決。時間同步和誤碼校驗問題是目前光纖電流差動保護所面臨的主要技術(shù)性問題，而要解決這一技術(shù)性問題，則主要采用“主—主”方式，保證時鐘同步，而針對誤碼校驗問題廠家則推出了2Mbit的數(shù)字接口。

2.2光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護

光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護是在目前高頻閉瑣式、允許式縱聯(lián)保護的基礎(chǔ)上逐漸演化而來，它具有很可靠的穩(wěn)定性，靈敏度高，后期改造方便等諸多優(yōu)勢，與光纖電流縱差保護相比，這種保護不受負荷電流的影響，不受兩端TA特性是否一致的影響，也不會受到線路分布電容電流的影響[1]。在完成光纖通道的敷設(shè)之后，更換光收發(fā)訊機就可以接入到目前所使用的高頻保護中來，因此，改造也十分方便。

3　光纖通道與光纖保護裝置的配合方式

光纖在實際應(yīng)用中的優(yōu)勢越來越明顯，其中縱聯(lián)保護所采用的光纖通道方式也逐漸得到了廣泛應(yīng)用，光纖保護按其通道的模式來看主要分為專用光纖通道和復(fù)用光纖通道兩種。

3.1專用光纖通道

專用光纖通道是由光纖與縱聯(lián)保護配合而構(gòu)成的，采用允許式，會在光纖通道上傳輸允許信號和直跳信號。在允許式的通道模式下，所采用的主要是專用的光纖接口，例如，現(xiàn)實中人們常用到的FOX-40，這是一款使用單獨的專用光芯，專用光芯的使用避免了與其他裝置之間的聯(lián)系，減少了信號傳輸環(huán)節(jié)，使傳輸使用更加可靠。但專用光纖通道也有不足之處，就是后期的通道設(shè)備維護較為繁瑣，不易維護，接頭經(jīng)常拔插容易損壞，與復(fù)用比較的話，光芯的利用率較低。專用的光纖通道通常用于40Km內(nèi)的短線距離線路。

3.2復(fù)用光纖通道

復(fù)用光纖是光纖與縱聯(lián)保護配合而構(gòu)成的一種保護裝置。該裝置在允許式中，能夠保證保護裝置所發(fā)出的允許信號和直接信號經(jīng)過音頻接口而傳送到復(fù)用設(shè)備上的光纖通道。復(fù)用光纖通道的優(yōu)勢在于接線簡單，后期維護工作量小，便于帶路進行電信號切換。由于光信號抗干擾能力強，可以用于變電站內(nèi)保護室和通信室之間的連接，這種方式目前被廣泛采用[2]。但不足之處就是中間環(huán)節(jié)較多，對于運行人員的日常巡視檢查提出更高要求。

綜上，光纖通道技術(shù)作為縱聯(lián)保護通道具有諸多優(yōu)勢，隨著我國電力事業(yè)的快速發(fā)展，光纖通信勢必在繼電保護應(yīng)用中更加廣泛，其優(yōu)勢也將進一步凸顯。雖然光纖通信在長距離和超高壓輸電線路上還有一些需要進一步完善和改進的地方，在具體的施工和管理中也存在一些問題，但隨著光纖網(wǎng)絡(luò)逐步得到完善、施工工藝和保護產(chǎn)品技術(shù)的不斷提高，光纖保護將占據(jù)線路保護的主導(dǎo)地位[3]。

參考文獻：

[1]李建強.光纖電流差動保護的特點[J].科技資訊,2010(16):136-137.

[2]張向明.對光纖通道繼電保護實現(xiàn)的分析[J].廣東科技,2008(07):127-128.

[3]段愛萍.光纖在繼電保護中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2008(11):92.

作者簡介：朱繼東（1976-），男，廣東湛江人，本科，助理工程師，主要從事：電力通信及繼電保護研究。