繼電保護(hù)光纖通道的分析探討

【摘 要】隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，居民用電量的迅速增加，電力運(yùn)行和控制系統(tǒng)都在尋求技術(shù)上的創(chuàng)新和改革，以便更好的滿足電力系統(tǒng)的運(yùn)行需要。下文中筆者將主要就繼電保護(hù)的信號(hào)傳輸新技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行探討，談?wù)劺^電保護(hù)的光纖通道相關(guān)事宜。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)；光纖；保護(hù)

1、光纖通道與接口

隨著光纖技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于通訊行業(yè)中，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)也迎來(lái)了信號(hào)傳輸方式的創(chuàng)新，目前我國(guó)繼電保護(hù)中已經(jīng)廣泛的采用了光纖、光接收器以及光發(fā)送器作為新的繼電保護(hù)裝置。

1.1光發(fā)送器

所謂光發(fā)送器，就是將繼電保護(hù)中所涉及的各種信號(hào)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣獾男问?，進(jìn)行傳輸?shù)膬x器。目前市面上常見(jiàn)的光發(fā)送器主要是由鋁石釹榴石激光器以及砷鎵鋁發(fā)光二極管構(gòu)成的，因?yàn)槎O管具有使用壽命長(zhǎng)和體積小等特點(diǎn)，本日廣泛的應(yīng)用于光傳輸器的研發(fā)中。

1.2光接收器

所謂光接收器，就是同光發(fā)送器相對(duì)應(yīng)的信號(hào)接收工具，其主要的元件也是主光電二極管。

1.3光纖

所謂光纖，就是利用光的傳播特點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的傳送和接收。一般來(lái)說(shuō)，光纖的材料為石英絲，因?yàn)榭招牡氖⒔z具有高容量的特點(diǎn)，所以是光纖的首選材料。而其他金屬材料雖然具有較強(qiáng)的導(dǎo)電性，但是其容量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及石英絲，且在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，金屬材料還有一個(gè)非常大的缺點(diǎn)就是容易被腐蝕，這在很大程度上降低了其使用中的可靠性。如果必須采用金屬導(dǎo)線的話，則需要配備中繼器等輔助設(shè)備來(lái)幫助其功能更好的實(shí)現(xiàn)。

隨著我國(guó)人們生活水平的提高，居民用電量的顯著增加，對(duì)我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行的提出了更高的要求，我們必須不斷的研發(fā)和改進(jìn)現(xiàn)有的電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)，光纖通道的這種高容量的特性正符合現(xiàn)代電網(wǎng)通訊的要求。

1.4工作可靠

我們都知道，電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的電磁干擾，而這些干擾因素也是導(dǎo)致繼電保護(hù)出現(xiàn)運(yùn)行故障的最重要的原因之一，所以，如果能夠克服或者減少電磁干擾，將會(huì)很大程度上提高繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性。除此之外，繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行過(guò)程中信號(hào)的傳輸還易受到各種極端天氣的影響，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致信號(hào)衰弱至無(wú)法識(shí)別。而光纖通道技術(shù)的應(yīng)用完全克服了上述缺點(diǎn)，首先，光纖通道受電磁波的影響很小，具有很強(qiáng)的運(yùn)行的穩(wěn)定性，其次，光纖通道的運(yùn)行不易受到各種惡劣天氣的影響，這兩個(gè)特點(diǎn)使其具備了傳統(tǒng)信號(hào)傳輸設(shè)備所無(wú)法比擬的工作可靠性。

所謂光纖保護(hù)，就是指基于光纖運(yùn)行原理的各種系統(tǒng)保護(hù)裝置，主要有光纖電流差動(dòng)保護(hù)、光纖距離保護(hù)、光纖方向保護(hù)以及光纖命令傳輸?shù)?。在光纖技術(shù)引入到繼電保護(hù)中后，以往的通道模式也隨之發(fā)生變化。對(duì)于邏輯命令信號(hào)來(lái)說(shuō)，其不對(duì)稱性對(duì)于光纖信號(hào)傳輸?shù)挠绊懖淮?，即無(wú)論是光纖距離還是方向保護(hù)都不會(huì)受到信息不對(duì)稱的干擾，可以正常的運(yùn)行。而電流相量的相關(guān)信息的傳遞和接收則必須要通過(guò)光纖電流差動(dòng)保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以，對(duì)于電流相量進(jìn)行控制時(shí)，要實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，否則就會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)誤差。

值得注意的是，在使用輔助設(shè)備對(duì)光纖通道進(jìn)行切換模式的轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)首先檢查收發(fā)路由的接口是否吻合，其次在切換的過(guò)程中要始終保持二者的同步進(jìn)行，以免發(fā)生通道警報(bào)。

2、光纖應(yīng)用于繼電保護(hù)的高壓測(cè)量

TA、TV是測(cè)量繼電保護(hù)裝置的電流、電壓的首選裝備，在光纖通道中也不例外，但是與以往的測(cè)量不同的是，可以采用兩種方式進(jìn)行改造：其中一種簡(jiǎn)單方法是用光纖將TA、TV與保護(hù)裝置聯(lián)接起來(lái)，這種測(cè)沒(méi)方法能夠避免強(qiáng)電磁干擾對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響，提高測(cè)量精度和設(shè)備的安全性。另一種方法時(shí)應(yīng)用光纖變流器取代電磁式的TA、TV。這種測(cè)量無(wú)飽和現(xiàn)象，可以準(zhǔn)確地反映故障情況下的電流、電壓量。應(yīng)用于計(jì)算機(jī)保護(hù)更為有利，可以把經(jīng)光纖變流器測(cè)量后的數(shù)字量直接輸入計(jì)算機(jī)保護(hù)，而不用進(jìn)行A/D和D/A變換，將會(huì)大大提高動(dòng)作時(shí)間和計(jì)算精度。

3、光纖作為繼電保護(hù)的信號(hào)通道

在信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸中，如果利用光纖作為信號(hào)傳遞的介質(zhì)，那么在整條傳輸線路中每到一定的間隔必須設(shè)置一個(gè)中繼器，也就是常說(shuō)的光-電-光中繼器。繼電保護(hù)中光纖作為信號(hào)傳送的通道，在很多方面都被廣泛的采用，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）電流縱差保護(hù)中的導(dǎo)引線；

2）繼電保護(hù)裝置的聯(lián)絡(luò)線

高頻保護(hù)中對(duì)控制室以及載波機(jī)的保護(hù)往往用到光纖作為聯(lián)絡(luò)線。除此之外，光纖還作為微波保護(hù)中發(fā)射塔和保護(hù)裝置之間的聯(lián)絡(luò)線；

3）變電站或控制室內(nèi)的繼電保護(hù)信號(hào)傳輸線

光纖在對(duì)計(jì)算機(jī)多機(jī)進(jìn)行保護(hù)的時(shí)候，連接微機(jī)之間以及各種測(cè)量或者其他終端設(shè)備，從而保證這些數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

在繼電保護(hù)通道中以光纖作為傳輸介質(zhì)具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，可以最大限度的避免外部環(huán)境對(duì)于通道的干擾，從而保證信號(hào)傳輸?shù)耐〞场⒕_。特別是應(yīng)用于短線電流縱差保護(hù)，對(duì)由于感應(yīng)電壓或故障電流大而引起的過(guò)電壓造成對(duì)通道和設(shè)備的危害是一個(gè)最有效的解決方法。因此，研究光纖通信在繼電保護(hù)中的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外的研究方向首先是針對(duì)短線縱差保護(hù)。另外，在短線上應(yīng)用光纖縱差保護(hù)避免了距離保護(hù)由于距離短存在的超范圍誤動(dòng)和弧光電阻造成的拒動(dòng)問(wèn)題。

4、光纖通信系統(tǒng)的復(fù)用在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

對(duì)于短線電流縱差保護(hù)中的光纖通道，應(yīng)該研究和應(yīng)用信號(hào)各路傳輸?shù)膹?fù)用技術(shù)，傳輸各相電流及其他保護(hù)信號(hào)，做到分相傳輸、分相比較、分相眺閘，使繼電保護(hù)性能得到提高。隨著光纖在電力通信中的推廣運(yùn)用，使繼電保護(hù)應(yīng)用光纖以數(shù)字或模擬形式傳輸多路電流、電壓信號(hào)，并在較長(zhǎng)輸電線路上采用分相電流縱差保護(hù)成為可能，而電流差動(dòng)保護(hù)原理的優(yōu)越性能更非其他原理所能比擬。

5、結(jié)論

綜上所述，光纖通信與其他介質(zhì)為基礎(chǔ)的通信相比具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)，第一，對(duì)來(lái)自外部環(huán)境的各種干擾幾乎可以無(wú)視。第二，具有很大的容量。以上兩個(gè)優(yōu)勢(shì)使得光纖在繼電保護(hù)中的應(yīng)用具有更高的可靠性和安全性，從而對(duì)保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運(yùn)行具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]徐馳.繼電保護(hù)設(shè)備管理信息系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004(12).