光纖在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

摘要：介紹了光纖通道的特點和工作原理，以及目前在電力光纖網(wǎng)絡(luò)中光纖保護(hù)裝置與光纖通道的連接方式和主要特點，討論了光纖保護(hù)在實際應(yīng)用中可能遇到的問題及其解決辦法。

關(guān)鍵詞：光纖通道；光纖保護(hù)；應(yīng)用

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，在縱聯(lián)保護(hù)通道的使用上，已經(jīng)由原來的單一的載波通道變?yōu)楝F(xiàn)在的載波、微波、光纖等多種通道方式。由于光纖通道所具有的先天優(yōu)勢，使它與繼電保護(hù)的結(jié)合，在電網(wǎng)中會得到越來越廣泛的應(yīng)用。

1光纖通道作為縱聯(lián)保護(hù)通道的優(yōu)勢

光纖通道首先在通信技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，它是基于用光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)的一種通信手段。光纖通道相對于其他傳統(tǒng)通道（如：電纜、微波等）具有如下特點：

1.1 傳輸質(zhì)量高，誤碼率低，一般在10-10以下。這種特點使得光纖通道很容易滿足繼電保護(hù)對通道所要求的\"透明度\"。即發(fā)端保護(hù)裝置發(fā)送的信息，經(jīng)通道傳輸后到達(dá)收端，使收端保護(hù)裝置所看到的信息與發(fā)端原始發(fā)送信息完全一致，沒有增加或減少任何細(xì)節(jié)。

1.2 光的頻率高，所以頻帶寬，傳輸?shù)男畔⒘看?。這樣可以使線路兩端保護(hù)裝置盡可能多的交換信息，從而可以大大加強(qiáng)繼電保護(hù)動作的正確性和可靠性。

1.3 抗干擾能力強(qiáng)。由于光信號的特點，可以有效的防止雷電、系統(tǒng)故障時產(chǎn)生的電磁方面的干擾，因此，光纖通道最適合應(yīng)用于繼電保護(hù)通道。

以上光纖通道的三個特點，是繼電保護(hù)所采用的常規(guī)通道形式所無法比擬的。在通道選擇上應(yīng)為首選。但是由于光纜的特點，抗外力破壞能力較差，當(dāng)采用直埋或空中架設(shè)時，易于受到外力破壞，造成機(jī)械損傷。若采用OPGW，則可以有效的防止類似事件的發(fā)生。

2 光纖通道與光纖保護(hù)裝置的配合方式

目前，縱聯(lián)保護(hù)采用光纖通道的方式，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)場運行設(shè)備中，主要有以下幾種方式：

2.1專用光纖保護(hù)：

光纖與縱聯(lián)保護(hù)（如：WXB-11C、LFP-901A）配合構(gòu)成專用光纖縱聯(lián)保護(hù)。采用允許式，在光纖通道上傳輸允許信號和直跳信號。此種方式，需要專用光纖接口（如：FOX-40），使用單獨的專用光芯。優(yōu)點是：避免了與其他裝置的聯(lián)系（包括通信專業(yè)的設(shè)備），減少了信號的傳輸環(huán)節(jié)，增加了使用的可靠性。缺點是：光芯利用率降低（與復(fù)用比較），保護(hù)人員維護(hù)通道設(shè)備沒有優(yōu)勢。而且，在帶路操作時，需進(jìn)行本路保護(hù)與帶路保護(hù)光芯的切換，操作不便，而且光接頭經(jīng)多次的拔插，易造成損壞。

2.2 復(fù)用光纖保護(hù)：

光纖與縱聯(lián)保護(hù)（如：7SL32、WXH-11、CSL101、WXH-11C保護(hù)）配合構(gòu)成復(fù)用光纖縱聯(lián)保護(hù)。采用允許式，保護(hù)裝置發(fā)出的允許信號和直跳信號需要經(jīng)音頻接口傳送給復(fù)用設(shè)備，然后經(jīng)復(fù)用設(shè)備上光纖通道。優(yōu)點是：接線簡單，利于運行維護(hù)。帶路進(jìn)行電信號切換，利于實施。提高了光芯的利用率。缺點是：中間環(huán)節(jié)增加，而且?guī)非袚Q設(shè)備在通信室，不利于運行人員巡視檢查，通信設(shè)備有問題要影響保護(hù)裝置的運行。

2.3 光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)：

光纖電流差動保護(hù)是在電流差動保護(hù)的基礎(chǔ)上演化而來的，基本保護(hù)原理也是基于克?；舴蚧倦娏鞫?，它能夠理想地使保護(hù)實現(xiàn)單元化，原理簡單，不受運行方式變化的影響，而且由于兩側(cè)的保護(hù)裝置沒有電聯(lián)系，提高了運行的可靠性。目前電流差動保護(hù)在電力系統(tǒng)的主變壓器、線路和母線上大量使用，其靈敏度高、動作簡單可靠快速、能適應(yīng)電力系統(tǒng)震蕩、非全相運行等優(yōu)點是其他保護(hù)形式所無法比擬的。光纖電流差動保護(hù)在繼承了電流差動保護(hù)的這些優(yōu)點的同時，以其可靠穩(wěn)定的光纖傳輸通道保證了傳送電流的幅值和相位正確可靠地傳送到對側(cè)。時間同步和誤碼校驗問題是光纖電流差動保護(hù)面臨的主要技術(shù)問題。在復(fù)用通道的光纖保護(hù)上，保護(hù)與復(fù)用裝置時間同步的問題對于光纖電流差動保護(hù)的正確運行起到關(guān)鍵的作用，因此目前光纖差動電流保護(hù)都采用主從方式，以保證時鐘的同步；由于目前光纖均采用64 Kbit數(shù)字通道，電流差動保護(hù)通道中既要傳送電流的幅值，又要傳送時間同步信號，通道資源緊張，要求數(shù)據(jù)的誤碼校驗位不能過長，這樣就影響了誤碼校驗的精度。目前部分廠家推出的2 Mbit數(shù)字接口的光纖電流差動保護(hù)能很好地解決誤碼校驗精度的問題。

3光纖保護(hù)實際應(yīng)用中存在的問題

3.1施工工藝問題

光纖保護(hù)是超高壓線路的主保護(hù)，通道的安全可靠對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行起到重要的作用。由于光纜傳輸需要經(jīng)過轉(zhuǎn)接端子箱、光纜機(jī)、電纜層和高壓線路等連接環(huán)節(jié)，并且光纖的施工工藝復(fù)雜、施工質(zhì)量要求高，因此如果在保護(hù)裝置投入運行前的施工、測試中存在誤差，則會導(dǎo)致保護(hù)裝置的誤動作，進(jìn)而影響全網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

3.2通道雙重化問題

光纖保護(hù)用于220 kV及以上電網(wǎng)時，按照220 kV及以上線路主保護(hù)雙重化原則的要求，縱聯(lián)保護(hù)的信號通道也要求雙重化，高頻保護(hù)由于是在不同的相別上耦合，因此能滿足雙通道的要求，如果使用2套光纖保護(hù)作為線路的主保護(hù)，通道雙重化的問題則一直限制著光纖保護(hù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

3.3光纖保護(hù)管理界面的劃分問題

隨著保護(hù)與通信銜接的日益緊密，繼電保護(hù)專業(yè)與通信專業(yè)管理界面日益難以區(qū)分，如不從制度上解決這一問題，將直接影響到光纖保護(hù)的可靠運行。對于獨立纖芯的保護(hù)，通信專業(yè)與繼電保護(hù)專業(yè)管理的分界點在通信機(jī)房的光纖配線架上。配線架以上包括保護(hù)裝置的那段尾纖，屬于繼電保護(hù)專業(yè)維護(hù)，這就要求繼電保護(hù)專業(yè)人員具備一定的光纖校驗維護(hù)技能。

3.4光纖保護(hù)在旁路代路上的問題

線路光纖保護(hù)在旁路代路時不方便操作，由于光纖活接頭不能隨便拔插，每次拔插都需要重新作衰耗測試，而且經(jīng)常性拔插也容易造成活接頭的損壞，因此不宜使用拔插活接頭的辦法實現(xiàn)光纖通道的切換。對于電網(wǎng)中沒有單獨的旁路保護(hù)，旁路代路時是切換交流回路，因此不存在通道切換問題，但對電網(wǎng)有獨立的旁路保護(hù)，對于光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)暫時可以采用切換二次回路的方式，但對于光纖差動電流保護(hù)則無法代路，目前都是采取旁路保護(hù)單獨增設(shè)一套光纖差動保護(hù)的方法解決。已有部分廠家在謀求解決光纖保護(hù)切換問題的辦法，如使用光開關(guān)來實現(xiàn)光纖通道切換。

結(jié)束語

盡管目前光纖保護(hù)在長距離和超高壓輸電線路上的應(yīng)用還有一定的局限性，在施工和管理應(yīng)用上仍存在不足，但是從長遠(yuǎn)看，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)的逐步完善、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。

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