光纖技術(shù)與電力繼電保護(hù)融合實(shí)踐分析

摘 要：針對光纖技術(shù)和電力繼電保護(hù)之間的融合進(jìn)行分析，總結(jié)出光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢所在。結(jié)合這些內(nèi)容，闡述了光纖通道與繼電保護(hù)配合的方式，其中主要包括專用光纖保護(hù)、復(fù)用光纖保護(hù)以及光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)等。另外，光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題為：保護(hù)之間的連接問題、同步問題等。通過對這些內(nèi)容的分析，希望為業(yè)內(nèi)人士提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：光纖技術(shù)；繼電保護(hù)；復(fù)用光纖；專用光纖

近幾年，我國電力工業(yè)快速發(fā)展，對繼電保護(hù)提出了更高的要求。在通信技術(shù)上，光纖技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，利用光纖技術(shù)解決繼電保護(hù)的通信問題。這樣既能使傳統(tǒng)通道對電磁的干擾被解決，同時也能直接對通信技術(shù)發(fā)展的成熟技術(shù)進(jìn)行借鑒，進(jìn)而節(jié)約開發(fā)成本。對光纖技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用問題進(jìn)行研究意義深遠(yuǎn)。

1 光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢

和傳統(tǒng)通信傳輸技術(shù)相比，光纖通信技術(shù)具有較為突出的優(yōu)勢。這方面的具體表現(xiàn)為具有較強(qiáng)大的抗干擾能力、較高的信號傳輸質(zhì)量、超大的信息傳輸規(guī)模。

第一方面，超強(qiáng)的抗干擾能力。因?yàn)楣饫w通信技術(shù)主要是通過光信號進(jìn)行傳輸，因此當(dāng)下較為常見的各種種類的電磁干擾對光信號沒有任何作用，致使其具備十分高的抗干擾能力。將其用在繼電保護(hù)中，系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，雷電和故障本身便不能對光信號起作用[1]。因此電力繼電保護(hù)和光纖技術(shù)之間的融合，極大的提升了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

第二方面，較高的信號傳輸質(zhì)量。光纖通信技術(shù)在信號傳輸上具備著較高的質(zhì)量，通常情況下，光纖通道所產(chǎn)生的誤碼率僅為10。通常情況下，較為常見的誤碼率要求是：（1）傳輸采樣值光纖差動，因?yàn)槠渚邆漭^快的速度和較高的靈敏度，因此要求誤碼率為107左右。（2）向量式光纖差動，因?yàn)槠渚邆漭^慢的速度和較低的靈敏度。所以要求誤碼率在103-105左右?？傮w來說，光纖通信通道所具備的誤碼率可以極大的滿足繼電保護(hù)通道誤碼要求。利用光纖通信技術(shù)，對信息傳輸之后所產(chǎn)生的信號經(jīng)過光纖通道之后得出的信號接收端。這一信號傳輸?shù)倪^程中，所發(fā)出的信號和接收的信號之間可以達(dá)到完全統(tǒng)一，從而使繼電保護(hù)對信號通道的“透明度”要求得到滿足，進(jìn)而使繼電器的保護(hù)功能得到滿足。

第三方面，超大的信息傳輸規(guī)模。由于信號具備較高的頻率，因此和傳統(tǒng)電信號相比，帶寬有著較高的優(yōu)勢。其中一次信息的傳輸要比傳統(tǒng)的通信方式更為明顯。超大的信息傳輸規(guī)?？梢允闺娏€路兩邊的保護(hù)裝置之間進(jìn)行輕松地信息交換。并且不用擔(dān)心通道的堵塞問題。其中電力繼電保護(hù)存在的可能性與其動作的確定性均得到了強(qiáng)有力的保障。

2 光纖通道與繼電保護(hù)配合的方式

當(dāng)下，對縱聯(lián)進(jìn)行保護(hù)主要是采用通道的方式，進(jìn)而使其得到越來越廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)場所運(yùn)行的設(shè)備當(dāng)中，主要采取以下幾種方式：

2.1 專用光纖保護(hù)

光纖和縱聯(lián)保護(hù)相互配合從而形成專用型光纖縱聯(lián)保護(hù)[2]。采用允許方式，在光纖通道上對與允許信號和直跳信號進(jìn)行傳送。采用這樣的方式，需要利用專用的光纖接口，并采用單獨(dú)的專用光芯。其優(yōu)點(diǎn)是：防止其和其他裝置之間的聯(lián)系，減少了信號傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)，并提升了使用的可靠性。其缺點(diǎn)是：對光芯的利用率較低，在維護(hù)通道的設(shè)備上存在著優(yōu)勢。同時，在帶路操作過程中，需要對本路保護(hù)和帶路保護(hù)光芯進(jìn)行切換，如果操作不便，并且光接頭經(jīng)過了較多次的拔插，從而造成損壞。

2.2 復(fù)用光纖保護(hù)

光纖和縱聯(lián)保護(hù)相互配合，從而形成一種復(fù)用光纖縱聯(lián)保護(hù)。同樣采用允許式，對裝置發(fā)出的允許信號以及直跳信號通過音頻接口向復(fù)用設(shè)備處傳送，然后經(jīng)過復(fù)用設(shè)備上的光纖通道。其具備的優(yōu)點(diǎn)是：接線較為簡單，采用運(yùn)行維護(hù)。通過帶路對電信號做出科學(xué)切換，便于實(shí)施，使光芯的利用率得到提升。其缺點(diǎn)是：中間環(huán)節(jié)有所增加，將帶路切換設(shè)備保留在通信室，阻礙了運(yùn)行人員的檢查，通信設(shè)備出現(xiàn)問題對保護(hù)裝置具有一定的影響。

2.3 光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)

光纖通道具備一定的大容量和較高的抗干擾能力。推動了縱聯(lián)電流差動的應(yīng)用效率，伴隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代電網(wǎng)一般采用數(shù)字化電流差動。利用通道方式，其中主要有復(fù)用光纖方式和專用光纖方式。

復(fù)用光纖方式和專用光纖方式之間的區(qū)別主要在于不同的通道形式，構(gòu)成縱聯(lián)的原理以及常規(guī)保護(hù)之間不存在任何區(qū)別。因此，不需要再進(jìn)行進(jìn)一步分析。因?yàn)楣饫w縱聯(lián)電流差動保護(hù)原理十分簡單，其應(yīng)用前景較為廣泛，因此不具備較強(qiáng)的通道依賴性。

3 光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個問題

3.1 保護(hù)之間的連接問題

縱聯(lián)電流差動保護(hù)和通信設(shè)備之間的鏈接具有其自身的特點(diǎn)，因此其和常規(guī)的不一樣。常規(guī)保護(hù)中，允許信號和直跳信號傳輸屬于命令，屬于開關(guān)量。但是縱聯(lián)電流差動保護(hù)和傳輸主要屬于數(shù)字量。其是將本側(cè)三相電流中所具備的采樣值向?qū)?cè)傳送，從而對兩者進(jìn)行同步比較，進(jìn)而對電流差值進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過相應(yīng)的邏輯分析后，進(jìn)行是否跳閘的選擇。針對這一方面的特點(diǎn)，對縱聯(lián)電流的保護(hù)一定要利用特殊的連接方式和特殊的設(shè)備，只有這樣，才能達(dá)到目的。其一共可以分為兩種方式：（1）保護(hù)裝置中具備相應(yīng)的光接口，通過光纖直接對保護(hù)和保護(hù)的連接，這種方式的可靠性極高。應(yīng)當(dāng)采用850nm波長的光纖設(shè)和多模光纖進(jìn)行配合，其具備經(jīng)濟(jì)性好以及容易發(fā)現(xiàn)的特點(diǎn)。但是，因?yàn)楣饫w的損耗較大，傳輸過程中產(chǎn)生的距離僅在10km以內(nèi)，因此經(jīng)常在幾公里短線路上采用。（2）保護(hù)裝置中的光接口主要是通過光纖和電光轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行連接，然后再使轉(zhuǎn)換設(shè)備和通信設(shè)備之間相互鏈接。因?yàn)楣庑盘柧邆漭^強(qiáng)的抗干擾能力，可以將其運(yùn)用在變電站的保護(hù)室和通信室之間的連接上。并且在帶路過程中可以對電信號進(jìn)行切換。因此，這種方式被廣泛應(yīng)用。

3.2 同步問題

對復(fù)用接口和通信設(shè)備進(jìn)行連接的過程中，部分接口均對G703同向方式提供支持[3]。為了使64kbps數(shù)據(jù)通道收發(fā)數(shù)據(jù)同步復(fù)接的要求得到滿足，一定要對主從時鐘方式進(jìn)行運(yùn)用。否則，便會因?yàn)闀r鐘的不同步出現(xiàn)滑碼。保護(hù)裝置中所反映出來的是CRC校驗(yàn)碼的告警。在某些保護(hù)裝置中，如果沒有對接口提出要求，必須將時鐘設(shè)置成主從方式，因?yàn)檫M(jìn)行兩端保護(hù)裝置的差流設(shè)計(jì)時，一定要保證其的同步，否則會導(dǎo)致差流出現(xiàn)誤差。

某些縱聯(lián)電流差動保護(hù)的內(nèi)部，具有多種通道連接方式。例如：光纖直連方式、經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換進(jìn)64kbps接口的方式等。這些方式一般利用跳線進(jìn)行切換，不然就會導(dǎo)致兩側(cè)保護(hù)計(jì)算差流發(fā)生不同步現(xiàn)象?？v聯(lián)電流差動保護(hù)所涉及的范圍較為廣泛，其主要包括通道設(shè)備、通信設(shè)備等，在運(yùn)行的過程中具有專用的光纖保護(hù)、復(fù)用光纖保護(hù)以及復(fù)用微波保護(hù)等。這些保護(hù)一般情況下，其和只傳輸命令信號允許式復(fù)用以及專用保護(hù)的要求不相同。其需要對通道方式提出一定的要求。例如：對光纖直連或者微波、通信主設(shè)備做出規(guī)定。正因?yàn)橥ǖ郎暇邆漭^多的技術(shù)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致通道告警后，難以分辨是保護(hù)存在的問題還是通信出現(xiàn)的問題。因此，對于現(xiàn)場維護(hù)人員而言，要想使繼電保護(hù)工作得到加強(qiáng)，就一定要保護(hù)專業(yè)和通信兩者之間的知識融合。

4 結(jié)束語

光纖通信在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用十分重要，電力系統(tǒng)在繼電保護(hù)設(shè)施運(yùn)行過程中，需要使光纖通信技術(shù)所具備的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，其中的抗干擾能力可以極大地提升輸電設(shè)施運(yùn)行的安全性和可靠性。伴隨著光線通信技術(shù)和工藝的不斷發(fā)展，光纖通信技術(shù)在繼電保護(hù)中發(fā)揮著越來越重要的作用，進(jìn)而使繼電保護(hù)系統(tǒng)向著智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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