光纖技術與電力繼電保護融合實踐分析

摘 要：針對光纖技術和電力繼電保護之間的融合進行分析，總結出光纖通信技術的優勢所在。結合這些內容，闡述了光纖通道與繼電保護配合的方式，其中主要包括專用光纖保護、復用光纖保護以及光纖縱聯電流差動保護等。另外，光纖縱聯電流差動保護應用中應注意的問題為：保護之間的連接問題、同步問題等。通過對這些內容的分析，希望為業內人士提供一定的理論依據。

關鍵詞：光纖技術；繼電保護；復用光纖；專用光纖

近幾年，我國電力工業快速發展，對繼電保護提出了更高的要求。在通信技術上，光纖技術得到了廣泛應用，利用光纖技術解決繼電保護的通信問題。這樣既能使傳統通道對電磁的干擾被解決，同時也能直接對通信技術發展的成熟技術進行借鑒，進而節約開發成本。對光纖技術在繼電保護中的應用問題進行研究意義深遠。

1 光纖通信技術的優勢

和傳統通信傳輸技術相比，光纖通信技術具有較為突出的優勢。這方面的具體表現為具有較強大的抗干擾能力、較高的信號傳輸質量、超大的信息傳輸規模。

第一方面，超強的抗干擾能力。因為光纖通信技術主要是通過光信號進行傳輸，因此當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。將其用在繼電保護中，系統如果出現故障，雷電和故障本身便不能對光信號起作用[1]。因此電力繼電保護和光纖技術之間的融合，極大的提升了電力系統的安全運行。

第二方面，較高的信號傳輸質量。光纖通信技術在信號傳輸上具備著較高的質量，通常情況下，光纖通道所產生的誤碼率僅為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，因為其具備較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，因為其具備較慢的速度和較低的靈敏度。所以要求誤碼率在103-105左右。總體來說，光纖通信通道所具備的誤碼率可以極大的滿足繼電保護通道誤碼要求。利用光纖通信技術，對信息傳輸之后所產生的信號經過光纖通道之后得出的信號接收端。這一信號傳輸的過程中，所發出的信號和接收的信號之間可以達到完全統一，從而使繼電保護對信號通道的“透明度”要求得到滿足，進而使繼電器的保護功能得到滿足。

第三方面，超大的信息傳輸規模。由于信號具備較高的頻率，因此和傳統電信號相比，帶寬有著較高的優勢。其中一次信息的傳輸要比傳統的通信方式更為明顯。超大的信息傳輸規模可以使電力線路兩邊的保護裝置之間進行輕松地信息交換。并且不用擔心通道的堵塞問題。其中電力繼電保護存在的可能性與其動作的確定性均得到了強有力的保障。

2 光纖通道與繼電保護配合的方式

當下，對縱聯進行保護主要是采用通道的方式，進而使其得到越來越廣泛的應用，在現場所運行的設備當中，主要采取以下幾種方式：

2.1 專用光纖保護

光纖和縱聯保護相互配合從而形成專用型光纖縱聯保護[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，并采用單獨的專用光芯。其優點是：防止其和其他裝置之間的聯系，減少了信號傳輸的環節，并提升了使用的可靠性。其缺點是：對光芯的利用率較低，在維護通道的設備上存在著優勢。同時，在帶路操作過程中，需要對本路保護和帶路保護光芯進行切換，如果操作不便，并且光接頭經過了較多次的拔插，從而造成損壞。

2.2 復用光纖保護

光纖和縱聯保護相互配合，從而形成一種復用光纖縱聯保護。同樣采用允許式，對裝置發出的允許信號以及直跳信號通過音頻接口向復用設備處傳送，然后經過復用設備上的光纖通道。其具備的優點是：接線較為簡單，采用運行維護。通過帶路對電信號做出科學切換，便于實施，使光芯的利用率得到提升。其缺點是：中間環節有所增加，將帶路切換設備保留在通信室，阻礙了運行人員的檢查，通信設備出現問題對保護裝置具有一定的影響。

2.3 光纖縱聯電流差動保護

光纖通道具備一定的大容量和較高的抗干擾能力。推動了縱聯電流差動的應用效率，伴隨著技術的不斷發展，現代電網一般采用數字化電流差動。利用通道方式，其中主要有復用光纖方式和專用光纖方式。

復用光纖方式和專用光纖方式之間的區別主要在于不同的通道形式，構成縱聯的原理以及常規保護之間不存在任何區別。因此，不需要再進行進一步分析。因為光纖縱聯電流差動保護原理十分簡單，其應用前景較為廣泛，因此不具備較強的通道依賴性。

3 光纖縱聯電流差動保護應用中應注意的幾個問題

3.1 保護之間的連接問題

縱聯電流差動保護和通信設備之間的鏈接具有其自身的特點，因此其和常規的不一樣。常規保護中，允許信號和直跳信號傳輸屬于命令，屬于開關量。但是縱聯電流差動保護和傳輸主要屬于數字量。其是將本側三相電流中所具備的采樣值向對側傳送，從而對兩者進行同步比較，進而對電流差值進行計算。經過相應的邏輯分析后，進行是否跳閘的選擇。針對這一方面的特點，對縱聯電流的保護一定要利用特殊的連接方式和特殊的設備，只有這樣，才能達到目的。其一共可以分為兩種方式：（1）保護裝置中具備相應的光接口，通過光纖直接對保護和保護的連接，這種方式的可靠性極高。應當采用850nm波長的光纖設和多模光纖進行配合，其具備經濟性好以及容易發現的特點。但是，因為光纖的損耗較大，傳輸過程中產生的距離僅在10km以內，因此經常在幾公里短線路上采用。（2）保護裝置中的光接口主要是通過光纖和電光轉換設備進行連接，然后再使轉換設備和通信設備之間相互鏈接。因為光信號具備較強的抗干擾能力，可以將其運用在變電站的保護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行切換。因此，這種方式被廣泛應用。

3.2 同步問題

對復用接口和通信設備進行連接的過程中，部分接口均對G703同向方式提供支持[3]。為了使64kbps數據通道收發數據同步復接的要求得到滿足，一定要對主從時鐘方式進行運用。否則，便會因為時鐘的不同步出現滑碼。保護裝置中所反映出來的是CRC校驗碼的告警。在某些保護裝置中，如果沒有對接口提出要求，必須將時鐘設置成主從方式，因為進行兩端保護裝置的差流設計時，一定要保證其的同步，否則會導致差流出現誤差。

某些縱聯電流差動保護的內部，具有多種通道連接方式。例如：光纖直連方式、經過光電轉換進64kbps接口的方式等。這些方式一般利用跳線進行切換，不然就會導致兩側保護計算差流發生不同步現象。縱聯電流差動保護所涉及的范圍較為廣泛，其主要包括通道設備、通信設備等，在運行的過程中具有專用的光纖保護、復用光纖保護以及復用微波保護等。這些保護一般情況下，其和只傳輸命令信號允許式復用以及專用保護的要求不相同。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、通信主設備做出規定。正因為通道上具備較多的技術環節，導致通道告警后，難以分辨是保護存在的問題還是通信出現的問題。因此，對于現場維護人員而言，要想使繼電保護工作得到加強，就一定要保護專業和通信兩者之間的知識融合。

4 結束語

光纖通信在電力系統繼電保護中的應用十分重要，電力系統在繼電保護設施運行過程中，需要使光纖通信技術所具備的優勢得到充分發揮，其中的抗干擾能力可以極大地提升輸電設施運行的安全性和可靠性。伴隨著光線通信技術和工藝的不斷發展，光纖通信技術在繼電保護中發揮著越來越重要的作用，進而使繼電保護系統向著智能化和網絡化方向發展。

參考文獻

[1]曾志強.繼電保護中光纖通信技術應用[J].通訊世界，2014，19：8-9. [2]馬金玲.繼電保護與電力專用光纖網絡問題分析[J].民營科技，2013，

5：66.

[3]王浩，周怡彤.淺談電力繼電保護技術現狀和發展趨勢[J].民營科技，2012，9：61.