繼電保護(hù)下光纖通信技術(shù)應(yīng)用

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【摘要】經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步增加了用電需求，促進(jìn)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(dāng)前，科技的發(fā)展使得許多新技術(shù)不斷地被運(yùn)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(hù)和光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了光纖技術(shù)應(yīng)用在繼電保護(hù)中的各種優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而分析了繼電保護(hù)中光纖通信技術(shù)應(yīng)用及存在的相關(guān)問題。

【關(guān)鍵詞】光纖通信；繼電保護(hù)；應(yīng)用分析

在電力系統(tǒng)中可以把電力等級(jí)分為許多種，而在我國(guó)，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(jí)高是這些通道的主要特點(diǎn)。但是在傳輸過程中一旦發(fā)生事故就會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損害，最后影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，危及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，通常的做法是采用繼電保護(hù)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(hù)在整個(gè)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(hù)裝置保護(hù)信號(hào)的物理傳輸通道，所以繼電保護(hù)中光纖通信技術(shù)的應(yīng)用尤為必要。

1繼電保護(hù)中光纖通信技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)分析

當(dāng)前，我國(guó)電力的巨大需求使得電力企業(yè)必須不斷采用新技術(shù)來提高電力系統(tǒng)的效率，尤其是對(duì)于電力系統(tǒng)中起到重要作用的繼電保護(hù)而言，新技術(shù)的運(yùn)用能夠提高其效率和安全性，在實(shí)際的繼電保護(hù)中，已經(jīng)廣泛的運(yùn)用了光纖通信技術(shù)，這主要是因?yàn)榘压饫w通信技術(shù)應(yīng)用在繼電保護(hù)中具有信息傳輸量大、抗干擾性強(qiáng)、傳輸質(zhì)量高等方面的主要優(yōu)點(diǎn)，具體如下。

1.1信息傳輸量大

對(duì)于遠(yuǎn)距離通信傳輸而言，運(yùn)用的主要技術(shù)就是光纖通信技術(shù)，這得益于光纖通信技術(shù)傳輸頻帶寬、信息傳輸量大的主要優(yōu)點(diǎn)。在電力系統(tǒng)中，普遍使用的載波頻率一般較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)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(hù)中廣泛使用光纖通信技術(shù)一方面能夠滿足日益增長(zhǎng)的電力需求對(duì)繼電保護(hù)的更高要求，另一方面還能對(duì)繼電保護(hù)的可靠性和精確性起到一個(gè)很高的提升作用。

1.2抗干擾性能強(qiáng)

為了保證高壓設(shè)備或者是運(yùn)輸線路在光纖線路中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)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(hù)中應(yīng)用光纖能夠?qū)Σ槐匾母蓴_進(jìn)行很好的避免，這是光纖通信技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)。此外，光纖還具有適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)保性能優(yōu)良、輕便、尺寸小等諸多優(yōu)點(diǎn)。電網(wǎng)運(yùn)行狀況的良好與否對(duì)光纖縱聯(lián)保護(hù)通道的影響不大。隨著電力用戶對(duì)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(jí)，光纖通信技術(shù)因其諸多優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，并且在使用之后取得了一系列良好的成效。

1.3傳輸質(zhì)量高

在光纖通信技術(shù)中，其不可忽視的優(yōu)點(diǎn)就是保密性能良好、信號(hào)干擾性小、光纖傳輸質(zhì)量高，而電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)速動(dòng)性的基本要求正好是需要光纖通信技術(shù)這些特點(diǎn)。原因是如果繼電保護(hù)系統(tǒng)通過發(fā)信端口把相關(guān)信息發(fā)出以后，相關(guān)信息會(huì)通過光纖傳輸通道傳輸?shù)嚼^電保護(hù)系統(tǒng)中的相關(guān)接口端，光纖通信傳輸技術(shù)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?、穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

2光纖通信技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用分析

2.1繼電保護(hù)與光纖通道之間的通信方式分析

光纖通道與繼電保護(hù)之間的通信方式主要有專用光纖通信方式和復(fù)用光纖通信方式兩種，每一種通信方式都有其特點(diǎn)和適用情形，在使用過程中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)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(hù)信息，而不傳輸其他信息，這主要是因?yàn)閷Ｓ猛ㄐ欧绞绞菍ｉT為繼電保護(hù)而進(jìn)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(nèi)，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(hù)設(shè)備的接口，整個(gè)接入過程中沒有中間環(huán)節(jié)和其它設(shè)備的介入。因此其主要優(yōu)點(diǎn)就是傳輸可靠性高、傳輸方式簡(jiǎn)單、便于管理。所以，專用光纖通信方式是當(dāng)前用于短距離網(wǎng)線繼電保護(hù)的重要方式，對(duì)于重要線路的保護(hù)方面作用重大。（2）復(fù)用光纖通信方式復(fù)用光纖保護(hù)主要是由縱聯(lián)保護(hù)中各個(gè)光纖進(jìn)行配合組成。繼電保護(hù)裝置在允許方式之下會(huì)發(fā)出允許信號(hào)與直跳信號(hào)，接下來經(jīng)過音頻接口信號(hào)就會(huì)傳輸?shù)较嚓P(guān)的復(fù)用設(shè)備之中，然后傳輸?shù)焦饫w通道之中。接線簡(jiǎn)單是這種傳輸方式的一個(gè)較大優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于電路系統(tǒng)的維護(hù)和運(yùn)行有著重要的促進(jìn)作用。但缺點(diǎn)就是因?yàn)楸姸嗟闹虚g傳輸環(huán)節(jié)而給檢查和巡視帶來了極大的不變。復(fù)用光纖通信方式在長(zhǎng)距離線路保護(hù)中應(yīng)用的比較廣泛。

2.2光纖通信技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用分析

由于光纖通道擁有諸多優(yōu)點(diǎn)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用極為廣泛，在當(dāng)前應(yīng)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(diǎn)，傳統(tǒng)的高頻差動(dòng)保護(hù)已經(jīng)逐漸被光纖差動(dòng)保護(hù)所取代。此外，目前，所應(yīng)用的差動(dòng)保護(hù)是以SDH同步數(shù)字原理的時(shí)分為基礎(chǔ)是由于光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男阅芊€(wěn)定和適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。但是這種保護(hù)方式不能適用于電網(wǎng)高速擴(kuò)容的情況時(shí)及復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為了避免此種缺陷，增強(qiáng)信道的傳輸容量，一種新的波分復(fù)用技術(shù)在研究和應(yīng)用過程中都取得了良好的發(fā)展，其主要優(yōu)勢(shì)就是信道的利用率高，在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)能夠大幅度降低傳輸成本，同時(shí)對(duì)于電力網(wǎng)路的建設(shè)成本也能起到極大的節(jié)省作用，增強(qiáng)了信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。光纖通信技術(shù)運(yùn)用被廣泛的應(yīng)用在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中。

3光纖通信技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用過程中的問題分析

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

3.1施工工藝問題

因?yàn)楦邏壕€路保護(hù)的主要方式是光纖保護(hù)，所以，通道安全性能會(huì)對(duì)整個(gè)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(fù)雜的連接環(huán)節(jié)，因而在具體的施工過程中，對(duì)施工的質(zhì)量要求也相對(duì)較高，并且施工工藝比較復(fù)雜。大多數(shù)施工過程中，由于保護(hù)裝置在使用前調(diào)試不當(dāng)存在一定的缺陷，導(dǎo)致保護(hù)裝置出現(xiàn)錯(cuò)誤，繼而影響到整個(gè)網(wǎng)路的穩(wěn)定性和安全性。

3.2光纖保護(hù)管理界面的劃分問題

因?yàn)橥ㄐ偶夹g(shù)與繼電保護(hù)之間的聯(lián)系越來越緊密，繼電保護(hù)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(hù)施工的人員具有更高的知識(shí)水平和更為專業(yè)的技術(shù)能力。所以，僅僅只從制度方面考慮，會(huì)嚴(yán)重影響光纖的穩(wěn)定性和安全性。通信專業(yè)和繼電保護(hù)專業(yè)界面的分界線應(yīng)當(dāng)處于通信機(jī)房?jī)?nèi)的光纖配線架上。保護(hù)裝置及配線架以上的尾纖，需要繼電保護(hù)專業(yè)人員定期進(jìn)行維修，因此，繼電保護(hù)專業(yè)人員應(yīng)當(dāng)具備光纖校驗(yàn)技術(shù)及光纖維護(hù)技能。

3.3其它方面的問題

另外，隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)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(hù)、安全自動(dòng)裝置的應(yīng)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(shí)導(dǎo)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(dǎo)致發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)保護(hù)裝置反應(yīng)不靈敏，區(qū)外故障引起誤動(dòng)等問題。

4結(jié)語

在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中，光纖通信技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用。但是在實(shí)際的應(yīng)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(hù)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行，對(duì)于電力電力工作者而言，應(yīng)該認(rèn)真分析光纖通信技術(shù)應(yīng)用在繼電保護(hù)中可能存在的問題，并針對(duì)這些問題提出和研究相應(yīng)的解決辦法，不斷保障光纖通信技術(shù)在機(jī)繼電保護(hù)中所起的重要作用。

參考文獻(xiàn)

[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(hù)運(yùn)維防誤技術(shù)研究及應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)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(hù)中的應(yīng)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