光纖技術(shù)在電力保護(hù)中應(yīng)用

劉升輝

社會(huì)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得光纖技術(shù)更加成熟，并被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，從而為社會(huì)更好的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)?；诖?，本文以光纖技術(shù)為主要研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)光纖技術(shù)簡(jiǎn)單的介紹，進(jìn)而從繼電保護(hù)與電流差動(dòng)保護(hù)兩個(gè)方面，對(duì)光纖技術(shù)在電力保護(hù)中的應(yīng)用展開(kāi)了深入的探討，并通過(guò)國(guó)投小三峽公司大峽和小峽兩個(gè)電站線路保護(hù)的應(yīng)用實(shí)例闡述了光纖技術(shù)在電力保護(hù)中應(yīng)該用的優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】光纖技術(shù) 電力保護(hù) 繼電保護(hù) 電流差動(dòng)保護(hù)

電力系統(tǒng)作為社會(huì)發(fā)展的基石，確保其穩(wěn)定的運(yùn)行，可以為社會(huì)提供充足的能源，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)快速、穩(wěn)定的發(fā)展。電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，需要對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，使電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。在傳統(tǒng)的電力保護(hù)中，常常受到外界環(huán)境、電流等多種因素的影響，導(dǎo)致保護(hù)的效果較差。因此，對(duì)光纖技術(shù)在電力保護(hù)中應(yīng)用進(jìn)行研究具有重要意義，為我國(guó)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行奠定良好基礎(chǔ)。

1 光纖技術(shù)介紹

科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，使得光導(dǎo)纖維更加完善與成熟，并被廣泛的應(yīng)用到電力、電子等多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，從而促進(jìn)社會(huì)更好的發(fā)展。在光導(dǎo)纖維應(yīng)用程度提升的同時(shí)，催生出了全新的光纖技術(shù)。光纖技術(shù)指的是在發(fā)射終端位置上，安裝相應(yīng)的半導(dǎo)體激光二極管，通過(guò)該二極管將電能轉(zhuǎn)為為激光，并從光纖中傳遞。當(dāng)激光進(jìn)入到接收終端后，利用太陽(yáng)能電池將其接收，同時(shí)將激光轉(zhuǎn)化成電能，從而達(dá)到了信息傳輸?shù)哪康摹?/p>

2 光纖技術(shù)在電力保護(hù)中的應(yīng)用

2.1 光纖技術(shù)與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的配合使用

2.1.1 專用通道光纖保護(hù)

光纖縱聯(lián)保護(hù)當(dāng)中，由光纖與縱聯(lián)保護(hù)連部分構(gòu)成，并通過(guò)允許式的方法，在光纖內(nèi)傳遞允許信號(hào)與直跳信號(hào)。對(duì)該方法進(jìn)行應(yīng)用時(shí)。不需要在整個(gè)電力保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)，增加新的光纖接口，只需要對(duì)專業(yè)的光芯進(jìn)行應(yīng)用即可。采用該方法對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，可以使保護(hù)系統(tǒng)獨(dú)立出來(lái)，形成單獨(dú)的模塊，不會(huì)產(chǎn)生一些不必要的傳輸流程，進(jìn)而提升了電力保護(hù)的安全性與可靠性。但使用該方法時(shí)，也存在一定的缺陷，即光芯的應(yīng)用效率不高，需要投入較高的成本。同時(shí)，存在帶路操作時(shí)，應(yīng)根據(jù)電力保護(hù)的實(shí)際情況，及時(shí)的對(duì)本路保護(hù)與帶路保護(hù)的光芯進(jìn)行切換，從而為整個(gè)電力保護(hù)的進(jìn)行帶來(lái)了一定難度。此外，電力保護(hù)時(shí)，接頭還需要進(jìn)行重復(fù)的插入與拔出，使接頭出現(xiàn)損傷。因此，該保護(hù)方式正逐漸被社會(huì)所淘汰。

2.1.2 復(fù)用通道光纖保護(hù)

電力保護(hù)中對(duì)光纖技術(shù)應(yīng)用時(shí)，通過(guò)光纖與縱聯(lián)保護(hù)之間的的結(jié)合，還可以設(shè)計(jì)出復(fù)用光纖縱聯(lián)保護(hù)。該保護(hù)方法當(dāng)中，通過(guò)允許式的手段，將保護(hù)設(shè)備發(fā)出的允許信號(hào)與直跳信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的音頻接口，傳輸至復(fù)用裝置內(nèi)，并利用該裝置內(nèi)的光纖通道，對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳遞，如圖1所示。采用該保護(hù)方式時(shí)，保護(hù)線路較為簡(jiǎn)單，很容易連接出相應(yīng)的保護(hù)線路，為后期的維護(hù)打下良好基礎(chǔ)。同時(shí)，還會(huì)利用帶路，針對(duì)電力保護(hù)的實(shí)際情況，自動(dòng)地對(duì)電信號(hào)進(jìn)行切換，從而使光芯具有較高的使用效率。但該方法也存在一些缺陷，即整個(gè)電力保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)，存在諸多的中間流程，同時(shí)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)時(shí)，將帶來(lái)切換裝置放置在通信室，增加了電力保護(hù)系統(tǒng)維護(hù)與檢修的難度。

2.2 光纖電流差動(dòng)保護(hù)

光纖技術(shù)在電力保護(hù)應(yīng)用中，除了包括上述兩種方法之外，還存在另一種效果良好的保護(hù)方式，即光纖電流差動(dòng)保護(hù)。所謂的光纖電流差動(dòng)保護(hù)，指的是在電流差動(dòng)保護(hù)中融入了光纖技術(shù)，使的該保護(hù)形式的效果得到提升。所以，光纖電流差動(dòng)保護(hù)方法當(dāng)中，主要依據(jù)Kirchhoff定律完成的，其公式為：KCL：∑I=0，KVL：∑U=0。通過(guò)該定律可以得出，采用光纖電流差動(dòng)保護(hù)時(shí)，保護(hù)的原理非常簡(jiǎn)單，并且，在保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，不會(huì)對(duì)電力保護(hù)的效果帶來(lái)干擾。同時(shí)，系統(tǒng)兩側(cè)的保護(hù)設(shè)備之間，不存在任何的電聯(lián)系，從而使整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)具有更強(qiáng)的可靠性。當(dāng)前階段中，電力系統(tǒng)中的很多組成部分都開(kāi)始對(duì)該保護(hù)方法進(jìn)行了應(yīng)用，如輸電線路等。

3 實(shí)例分析

大峽電站220kV線路配置PSL-603GA數(shù)字式線路光纖差動(dòng)保護(hù)裝置，小峽電站110kV峽開(kāi)兩回線路各配置一套R(shí)CS-943A型線路光纖縱差保護(hù)裝置，其參數(shù)如為，機(jī)箱結(jié)構(gòu)尺寸：482mm&；#215；177mm&；#215；291mm。直流電源220V，交流電流5A，頻率50Hz。10倍額定電流，允許10S。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，光纖技術(shù)在電力保護(hù)中應(yīng)用時(shí)，主要存在以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：首先，傳輸效果好。由于光纖在對(duì)波長(zhǎng)為1.0～1.7μm的光進(jìn)行傳輸時(shí)，損耗量在1dB/km以下，使得光纖技術(shù)在電力保護(hù)中應(yīng)有具有良好的傳輸效果，并降低了誤碼率。這一優(yōu)勢(shì)的存在，使得信息傳遞的整個(gè)過(guò)程中，不會(huì)出現(xiàn)變化，為信息的真實(shí)、準(zhǔn)確打下了良好基礎(chǔ)；其次，傳輸信息量大。由于光的頻率較高，使得光纖內(nèi)的頻帶非常寬，并提升了傳遞信息的數(shù)量。由于這一優(yōu)勢(shì)的存在，可以加強(qiáng)電力保護(hù)之間的信息流通，電力保護(hù)可以通過(guò)獲取的信息，做出最準(zhǔn)確的判斷，從而提升使電力保護(hù)效果更強(qiáng)；最后，抗干擾能力強(qiáng)。由于光纖材料的主要成分為石英，受到外界電磁場(chǎng)、雷電等因素的干擾較小，進(jìn)而提升電力保護(hù)的效果。

4 總結(jié)

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的情況下，使得光纖技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到電力保護(hù)當(dāng)中，通過(guò)光纖技術(shù)進(jìn)一步強(qiáng)化電力保護(hù)的效果。而在實(shí)際當(dāng)中，利用光纖技術(shù)研發(fā)出了多種電力保護(hù)方法，這些電力保護(hù)方法各自具有各自的優(yōu)勢(shì)與缺陷，只有針對(duì)電力系用運(yùn)行的實(shí)際情況，選擇出最佳的電力保護(hù)方法，才會(huì)確保整個(gè)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]高明亮.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中電力光纖技術(shù)的應(yīng)用[J].低碳地產(chǎn)，2016，02（19）：69.

作者單位

國(guó)投甘肅小三峽發(fā)電有限公司 甘肅省蘭州市 730050