淺談光纖通信在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用

劉天宇 董曉

摘 要 隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，也有越來越多的電力系統(tǒng)開始應(yīng)用光纖通信。現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)的規(guī)模逐漸擴大，越來越多的地區(qū)被電力資源所覆蓋，而電力部門的服務(wù)范圍也日益擴大，對繼電保護的要求也會隨之提高。

關(guān)鍵詞 光纖通信；電力系統(tǒng)；繼電保護

引言

對于220kV或以上的電力系統(tǒng)主干傳輸通道的輸電線路來說，他們的電壓等級較高，傳輸容量大，如果發(fā)生任何的故障都會帶來嚴重的影響，甚至?xí){到整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，影響到人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此，都會采用繼電保護裝置來避免高壓電力線路發(fā)生故障。繼電保護裝置中的保護信號是物理傳輸，通道方式的選擇具有多樣性，其中包括有電力線載波、光纖、微波等。其中光纖通道不會受到超高壓和雷電電磁的干擾、可靠性較強高、傳輸容量大、損害率低等，是目前大多數(shù)電力系統(tǒng)首選的傳輸方式[1]。

1 光纖通信在電力系統(tǒng)繼電保護中應(yīng)用的原理

光纖通信在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用優(yōu)勢在于，其通信良好，信息傳輸性能較強，如果電力系統(tǒng)在運行的過程中，有部分電力元件出現(xiàn)故障，不會對電力系統(tǒng)的正常運行造成太大的影響，并且還能及時地將警告信息發(fā)送至值班人員處，或者直接觸動斷路器從而切斷電路，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

光纖通信的信息傳輸方式所采用的技術(shù)主要包括有波分復(fù)用技術(shù)、頻分復(fù)用技術(shù)，而波分復(fù)用技術(shù)的原理就是在一根光纖中傳輸多個波長不同的信號，從而增加光纖的通信容量，充分、全面的利用光纖通道資源，特別是對于大容量、長距離傳輸?shù)墓庑盘杺鬟f，采用光纖通信能夠減少電力系統(tǒng)的繼電保護成本。頻分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用原理就是將傳輸信道總帶寬細分為多個子頻帶，在子頻帶中傳輸信號。在頻分復(fù)用技術(shù)中，信號是以并行的方式進行傳遞，不會出現(xiàn)信號傳輸延時的情況，從而增加了頻分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用次數(shù)[2]。

2 光纖通信在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用方式

2.1 光纖通信應(yīng)用于繼電保護中的高壓測量

每套繼電保護系統(tǒng)都要具備TA、TV設(shè)施，在完成了輸電線路的電壓和電流測量后，才能開始應(yīng)用。在輸電線路上，光纖通信設(shè)備的測量方式就是通過光纖將TA、TV設(shè)備和保護裝置聯(lián)系起來，利用光纖測量設(shè)備進行測量能夠避免外界的電磁干擾對信號造成的影響，確保測量數(shù)據(jù)的精確性以及設(shè)備的安全運行。光纖在輸電線路的測量中還能發(fā)揮其他作用，就是通過光纖變流器取代電磁式TA和TV設(shè)備。這種測量方式不會出現(xiàn)飽和的情況，即使輸電線路發(fā)生了故障，也能準確反映出其電壓的情況以及電流量。采用這種措施有助于計算機的保護，由于這種測量方式能夠直接將光纖變流器所測量的數(shù)值及信息傳遞到計算機保護中，避免了A/D和D/A兩種模式間的切換所造成的偏差，從而節(jié)約了設(shè)備測量所花費的時長，并且提升了測量和計算的準確性。

2.2 光纖通信在繼電保護中的復(fù)用

在短距離電流的縱差保護中的光纖通信通道，要結(jié)合各項要求來研制出信號傳輸中的復(fù)用技術(shù)，并合理應(yīng)用，從而更好地傳輸電流以及其他的保護信號，確保能夠做到分相眺閘、分相對比和分相傳送，增強繼電保護的運轉(zhuǎn)性能。就目前的情況看來，電力企業(yè)最常采用的終端保護設(shè)備就是ITUG703標準的同向數(shù)據(jù)傳輸接口，這種設(shè)備能夠通過PCM復(fù)用技術(shù)式來保護傳輸?shù)男盘?。其次，這種措施也能利用目前電力系統(tǒng)的光纖設(shè)施來發(fā)揮自愈作用，防止光纖由于意外而斷開，造成通訊中斷的情況發(fā)生，從而增強通道保護的雙重性，保證通道的可靠性和穩(wěn)定性，滿足數(shù)據(jù)傳輸對連續(xù)性的要求。而這種方式的優(yōu)勢在于其性價比較高、安全性強、穩(wěn)定性好等特點，是電力系統(tǒng)中繼電保護的未來發(fā)展趨勢[3]。

隨著光纖通信在繼電保護中應(yīng)用范圍的逐漸擴大，采用次數(shù)的逐漸增加，通過光纖通信的繼電保護來傳輸數(shù)字、模擬形式的多路電流以及電壓信號，并且還能在長距離的電流輸送線路中，使用分相電流縱差保護的方式，這個方式的優(yōu)勢相較于其他方式的優(yōu)勢更為突出。

2.3 光纖通信用作于繼電保護的信號通道

光纖通信中的電纜是電力傳輸?shù)妮d體，用于長距離的光電輸送。在長距離的光纖通信輸送系統(tǒng)中，要在一定的通道距離間設(shè)置一個中繼器，就是傳統(tǒng)的光電——光中繼器。光纖通信在電力系統(tǒng)中主要負責(zé)扮演繼電保護的通道，而現(xiàn)在主要負責(zé)電流動差縱聯(lián)保護中的引導(dǎo)線，還能充當(dāng)繼電保護系統(tǒng)中的聯(lián)絡(luò)線。例如，在微波保護中，能夠充當(dāng)距離長達幾十米甚至幾百米的保護設(shè)備以及發(fā)射塔的數(shù)據(jù)傳送線；在高頻保護中，光纖通信可充當(dāng)繼電保護的控制室和載波機。此外，光纖通信還能作為控制室和變電室中繼電保護訊號的傳輸線使用，例如，在計算機綜合保護系統(tǒng)中，充當(dāng)計算機間的傳輸線，計算機與測量、自動和終端設(shè)施間的輸送線。

在繼電保護的通道中，使用光纖通信不僅能夠保證通道的穩(wěn)定性和可靠性，還能減少外界造成的不良干擾，增強抗干擾能力。特別是對于短線的電流縱聯(lián)保護，能夠很好地解決由于感應(yīng)電壓和故障電流的過電壓所導(dǎo)致通道和設(shè)施被損害的問題。因此，對光纖通信在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用分析，主要的分析和探究要點就在于短線的縱差保護。其次，在短距離的輸送上采用光纖縱差保護法，能夠減少由于距離保護在短距離傳輸中造成的誤差以及由于弧光電壓所造成的拒動障礙[4]。

3 結(jié)束語

綜上所述，由于光纜的信號傳輸方式損耗率較低，傳輸高效、操作方便，傳輸安全性和穩(wěn)定性較強。因此在電力系統(tǒng)繼電保護中，很受重視，許多電氣企業(yè)都應(yīng)用光纖通信，得到了許多行內(nèi)專業(yè)人士的認可。為了能夠增強電力系統(tǒng)的監(jiān)督管理能力，提高電力資源的利用率，就需要電力人員對光纖通信設(shè)備進行探究和優(yōu)化，不斷提高設(shè)備的各項性能，推動設(shè)備在電力中的應(yīng)用，提升我國電力系統(tǒng)中信號傳輸和應(yīng)用管理的水平，為電力系統(tǒng)的傳輸?shù)於▓詫嵉幕A(chǔ)。

參考文獻

[1] 韓亞男.光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動化中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，（07）：41.

[2] 孫麗紅，朱哲然.淺析光纖通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].通訊世界，2016，（04）：171-172.

[3] 鄭汝波.光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（02）：117.

[4] 車文華，吳勇，童軍，等.光纖通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和維護[J].冶金動力，2016，（09）：51-54.