繼電保護下光纖通信技術應用

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【摘要】經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步增加了用電需求，促進了電力的發(fā)展，也面臨著巨大的供電壓力，并使電力系統(tǒng)受到極大的挑戰(zhàn)。當前，科技的發(fā)展使得許多新技術不斷地被運用到電力系統(tǒng)中來保證供電和輸電的安全。本文首先介紹了繼電保護和光纖通信技術現(xiàn)狀，并在此基礎上詳細分析了光纖技術應用在繼電保護中的各種優(yōu)勢，進而分析了繼電保護中光纖通信技術應用及存在的相關問題。

【關鍵詞】光纖通信；繼電保護；應用分析

在電力系統(tǒng)中可以把電力等級分為許多種，而在我國，220kV及以上的輸電線路還是最為主要的電力傳輸通道。傳輸容量大、電壓等級高是這些通道的主要特點。但是在傳輸過程中一旦發(fā)生事故就會對整個電力系統(tǒng)造成嚴重的損害，最后影響到整個電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行，危及人民的生命財產(chǎn)安全。因此，通常的做法是采用繼電保護裝置來快速切除高壓電力線路中發(fā)生的各種故障。由于繼電保護在整個電力系統(tǒng)中所起的重大作用，所以一般是采用具有傳輸容量大、可靠性高等光纖通道來作為繼電保護裝置保護信號的物理傳輸通道，所以繼電保護中光纖通信技術的應用尤為必要。

1繼電保護中光纖通信技術應用的優(yōu)勢分析

當前，我國電力的巨大需求使得電力企業(yè)必須不斷采用新技術來提高電力系統(tǒng)的效率，尤其是對于電力系統(tǒng)中起到重要作用的繼電保護而言，新技術的運用能夠提高其效率和安全性，在實際的繼電保護中，已經(jīng)廣泛的運用了光纖通信技術，這主要是因為把光纖通信技術應用在繼電保護中具有信息傳輸量大、抗干擾性強、傳輸質量高等方面的主要優(yōu)點，具體如下。

1.1信息傳輸量大

對于遠距離通信傳輸而言，運用的主要技術就是光纖通信技術，這得益于光纖通信技術傳輸頻帶寬、信息傳輸量大的主要優(yōu)點。在電力系統(tǒng)中，普遍使用的載波頻率一般較低，遠遠不能滿足日益增長的電力需求，而光纖所使用的載波頻率至少是普通使用的載波頻率的一百倍。因此，在繼電保護中廣泛使用光纖通信技術一方面能夠滿足日益增長的電力需求對繼電保護的更高要求，另一方面還能對繼電保護的可靠性和精確性起到一個很高的提升作用。

1.2抗干擾性能強

為了保證高壓設備或者是運輸線路在光纖線路中不會產(chǎn)生感應磁場干擾，主要是使用絕緣性能好的石英作為光纖所使用的基本材料。在繼電保護中應用光纖能夠對不必要的干擾進行很好的避免，這是光纖通信技術的一大優(yōu)點。此外，光纖還具有適應性強、環(huán)保性能優(yōu)良、輕便、尺寸小等諸多優(yōu)點。電網(wǎng)運行狀況的良好與否對光纖縱聯(lián)保護通道的影響不大。隨著電力用戶對于電力系統(tǒng)越來越高的穩(wěn)定性需求以及不斷提高的系統(tǒng)電壓等級，光纖通信技術因其諸多優(yōu)點而得到了廣泛的應用，并且在使用之后取得了一系列良好的成效。

1.3傳輸質量高

在光纖通信技術中，其不可忽視的優(yōu)點就是保密性能良好、信號干擾性小、光纖傳輸質量高，而電力系統(tǒng)對繼電保護速動性的基本要求正好是需要光纖通信技術這些特點。原因是如果繼電保護系統(tǒng)通過發(fā)信端口把相關信息發(fā)出以后，相關信息會通過光纖傳輸通道傳輸?shù)嚼^電保護系統(tǒng)中的相關接口端，光纖通信傳輸技術能夠保證發(fā)行端口與接收端口的信息一致，這樣就保障了線路傳輸?shù)恼！⒎€(wěn)定和準確。

2光纖通信技術在繼電保護中的應用分析

2.1繼電保護與光纖通道之間的通信方式分析

光纖通道與繼電保護之間的通信方式主要有專用光纖通信方式和復用光纖通信方式兩種，每一種通信方式都有其特點和適用情形，在使用過程中應該根據(jù)實際情況來進行方式的選擇。具體如下。（1）專用光纖通信方式專用通信方式只傳輸繼電保護信息，而不傳輸其他信息，這主要是因為專用通信方式是專門為繼電保護而進行建立的專用光纖通道。專用通信方式的通信距離一般在100km之內，這主要受到了光及發(fā)出和接收距離等各方面因素的影響和制約所致。專用通道方式是光纜的纖芯經(jīng)過融纖后，由光纜終端箱直接接入到繼電保護設備的接口，整個接入過程中沒有中間環(huán)節(jié)和其它設備的介入。因此其主要優(yōu)點就是傳輸可靠性高、傳輸方式簡單、便于管理。所以，專用光纖通信方式是當前用于短距離網(wǎng)線繼電保護的重要方式，對于重要線路的保護方面作用重大。（2）復用光纖通信方式復用光纖保護主要是由縱聯(lián)保護中各個光纖進行配合組成。繼電保護裝置在允許方式之下會發(fā)出允許信號與直跳信號，接下來經(jīng)過音頻接口信號就會傳輸?shù)较嚓P的復用設備之中，然后傳輸?shù)焦饫w通道之中。接線簡單是這種傳輸方式的一個較大優(yōu)點，對于電路系統(tǒng)的維護和運行有著重要的促進作用。但缺點就是因為眾多的中間傳輸環(huán)節(jié)而給檢查和巡視帶來了極大的不變。復用光纖通信方式在長距離線路保護中應用的比較廣泛。

2.2光纖通信技術在繼電保護中的應用分析

由于光纖通道擁有諸多優(yōu)點在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用極為廣泛，在當前應用的220kV以上的系統(tǒng)之中，由于光纖信息傳輸?shù)娜萘看蠛皖l帶寬的特點，傳統(tǒng)的高頻差動保護已經(jīng)逐漸被光纖差動保護所取代。此外，目前，所應用的差動保護是以SDH同步數(shù)字原理的時分為基礎是由于光纖網(wǎng)絡傳輸?shù)男阅芊€(wěn)定和適應能力強的特點。但是這種保護方式不能適用于電網(wǎng)高速擴容的情況時及復雜的拓撲結構，為了避免此種缺陷，增強信道的傳輸容量，一種新的波分復用技術在研究和應用過程中都取得了良好的發(fā)展，其主要優(yōu)勢就是信道的利用率高，在長距離傳輸時能夠大幅度降低傳輸成本，同時對于電力網(wǎng)路的建設成本也能起到極大的節(jié)省作用，增強了信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。光纖通信技術運用被廣泛的應用在電力系統(tǒng)的繼電保護中。

3光纖通信技術在繼電保護中的應用過程中的問題分析

光纖通信技術在繼電保護中的應用過程中的問題主要體現(xiàn)在施工工藝、光纖保護管理界面的劃分等相關方面，具體如下。

3.1施工工藝問題

因為高壓線路保護的主要方式是光纖保護，所以，通道安全性能會對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定及安全性能產(chǎn)生很大的影響。不過，光纖傳輸需要比較復雜的連接環(huán)節(jié)，因而在具體的施工過程中，對施工的質量要求也相對較高，并且施工工藝比較復雜。大多數(shù)施工過程中，由于保護裝置在使用前調試不當存在一定的缺陷，導致保護裝置出現(xiàn)錯誤，繼而影響到整個網(wǎng)路的穩(wěn)定性和安全性。

3.2光纖保護管理界面的劃分問題

因為通信技術與繼電保護之間的聯(lián)系越來越緊密，繼電保護專業(yè)和通信專業(yè)的管理界面劃分已經(jīng)變得越來越模糊，這就要求從事繼電保護施工的人員具有更高的知識水平和更為專業(yè)的技術能力。所以，僅僅只從制度方面考慮，會嚴重影響光纖的穩(wěn)定性和安全性。通信專業(yè)和繼電保護專業(yè)界面的分界線應當處于通信機房內的光纖配線架上。保護裝置及配線架以上的尾纖，需要繼電保護專業(yè)人員定期進行維修，因此，繼電保護專業(yè)人員應當具備光纖校驗技術及光纖維護技能。

3.3其它方面的問題

另外，隨著社會的發(fā)展和科技的進步，可變路徑或自愈環(huán)網(wǎng)的光纖通道也越來越多，在光纖通道中繼電保護、安全自動裝置的應用也出現(xiàn)了很多新的問題，例如光纖通道中的通道倒換雖然提高了光纖通道可靠性，但是也使在單纖中斷時導致通道雙向路由不一致，致使收、發(fā)信息不一致等一系列問題的出現(xiàn)，繼而導致發(fā)生區(qū)內故障時保護裝置反應不靈敏，區(qū)外故障引起誤動等問題。

4結語

在電力系統(tǒng)的繼電保護中，光纖通信技術已經(jīng)得到了廣泛的運用。但是在實際的應用過程中仍然存在一定的問題需要解決，因此為了更好的保障電力系統(tǒng)及繼電保護的穩(wěn)定和安全運行，對于電力電力工作者而言，應該認真分析光纖通信技術應用在繼電保護中可能存在的問題，并針對這些問題提出和研究相應的解決辦法，不斷保障光纖通信技術在機繼電保護中所起的重要作用。

參考文獻

[1]李鵬，衛(wèi)星，郭利軍，張巧霞，陳哲，李永照.智能變電站繼電保護運維防誤技術研究及應用[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2017（19）：1~6.

[2]王湛雄.探討光纖通信在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用[J].通訊世界，2016（22）：125~126.

作者:范磊 單位:河南送變電工程公司