光纖通信應(yīng)用于繼電保護(hù)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(hù)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(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，闡釋了光纖在繼電保護(hù)中的連接方式、主要特點(diǎn)以及優(yōu)勢(shì)和不足。

關(guān)鍵詞：光纖通信；繼電保護(hù)；配合

0　概述

近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，電力系統(tǒng)也正朝著現(xiàn)代化、高電壓和大機(jī)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(guó)輸電的主干線。我國(guó)地域廣闊，經(jīng)濟(jì)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(duì)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(hù)信號(hào)的傳輸通道，具有很強(qiáng)穩(wěn)定性、長(zhǎng)距離輸送和強(qiáng)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(hù)信息的通道”。《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》（GB14285）

1　光纖應(yīng)用于繼電保護(hù)的優(yōu)勢(shì)

光纖作為繼電保護(hù)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(shì)。

1.1抗干擾性強(qiáng)

普通的載波通道經(jīng)常會(huì)遇到因雷電或電力系統(tǒng)操作而產(chǎn)生的電磁干擾，信號(hào)的衰耗經(jīng)常會(huì)受到外在因素的影響較大，遇到惡劣天氣偶爾還會(huì)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(qiáng)的抗腐蝕性，也不會(huì)受到外界電磁的干擾，具有很強(qiáng)的抗干擾性。

1.2傳輸容量大

隨著用電需求的不斷增加，對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)和遠(yuǎn)程控制都提出了更高要求，也越來(lái)越需要強(qiáng)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(zhǎng)段時(shí)，其通信容量可以達(dá)到7680路。繼電保護(hù)中使用單模光纖，光纖通道其波長(zhǎng)甚至可以達(dá)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(qiáng)

所謂光纖自愈保護(hù)能力是指光纖通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，不需要人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)可以在非常短的時(shí)間里就能夠?qū)σ恍┚植康氖Ч收线M(jìn)行自動(dòng)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(jìn)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(qiáng)大地保護(hù)恢復(fù)能力和固定時(shí)延性能。

2　光纖在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

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

2.1光纖電流差動(dòng)保護(hù)

光纖電流差動(dòng)保護(hù)的運(yùn)行原理是基于克希霍夫基本電流定律，在電流差動(dòng)保護(hù)的基礎(chǔ)上逐漸演化而來(lái)，運(yùn)行可靠，目前電流差動(dòng)保護(hù)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(hù)具有很好的靈敏性、可靠、非全相運(yùn)行，耐受過(guò)度電阻能力強(qiáng)，不會(huì)受到功率倒向的影響，而且還適用于短線路或串補(bǔ)線路等諸多優(yōu)點(diǎn)。其不足之處就是對(duì)光纖的通道依賴較強(qiáng)，通道不能中斷，而且對(duì)于不同光纖的差動(dòng)保護(hù)也需要不同的通道予以保障，要保證整套主保護(hù)通常也只能和同型號(hào)的光纖差動(dòng)構(gòu)成。解決這些問(wèn)題，可以采用引入兩組TV的電流方式予以解決。時(shí)間同步和誤碼校驗(yàn)問(wèn)題是目前光纖電流差動(dòng)保護(hù)所面臨的主要技術(shù)性問(wèn)題，而要解決這一技術(shù)性問(wèn)題，則主要采用“主—主”方式，保證時(shí)鐘同步，而針對(duì)誤碼校驗(yàn)問(wèn)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(hù)

光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)是在目前高頻閉瑣式、允許式縱聯(lián)保護(hù)的基礎(chǔ)上逐漸演化而來(lái)，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(shì)，與光纖電流縱差保護(hù)相比，這種保護(hù)不受負(fù)荷電流的影響，不受兩端TA特性是否一致的影響，也不會(huì)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(jī)就可以接入到目前所使用的高頻保護(hù)中來(lái)，因此，改造也十分方便。

3　光纖通道與光纖保護(hù)裝置的配合方式

光纖在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，其中縱聯(lián)保護(hù)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(hù)按其通道的模式來(lái)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(hù)配合而構(gòu)成的，采用允許式，會(huì)在光纖通道上傳輸允許信號(hào)和直跳信號(hào)。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(shí)中人們常用到的FOX-40，這是一款使用單獨(dú)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(hào)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(hù)較為繁瑣，不易維護(hù)，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(hù)配合而構(gòu)成的一種保護(hù)裝置。該裝置在允許式中，能夠保證保護(hù)裝置所發(fā)出的允許信號(hào)和直接信號(hào)經(jīng)過(guò)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(shì)在于接線簡(jiǎn)單，后期維護(hù)工作量小，便于帶路進(jìn)行電信號(hào)切換。由于光信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，可以用于變電站內(nèi)保護(hù)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(duì)于運(yùn)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(hù)通道具有諸多優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)電力事業(yè)的快速發(fā)展，光纖通信勢(shì)必在繼電保護(hù)應(yīng)用中更加廣泛，其優(yōu)勢(shì)也將進(jìn)一步凸顯。雖然光纖通信在長(zhǎng)距離和超高壓輸電線路上還有一些需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)的地方，在具體的施工和管理中也存在一些問(wèn)題，但隨著光纖網(wǎng)絡(luò)逐步得到完善、施工工藝和保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)的不斷提高，光纖保護(hù)將占據(jù)線路保護(hù)的主導(dǎo)地位[3]。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]張向明.對(duì)光纖通道繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)的分析[J].廣東科技,2008(07):127-128.

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

作者簡(jiǎn)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(hù)研究。