继电保护光纤通道的分析与保护探讨

黄远东

广东电网惠州龙门供电局，广东惠州 516800

继电保护光纤通道的分析与保护探讨

黄远东

广东电网惠州龙门供电局，广东惠州 516800

本文以光纤通道为切入点，对继电保护的高压测量进行了介绍，对在继电保护中应用光纤作为信号传输的通道进行了探讨。

.继电保护；光纤；保护

1 光纤通道与接口

当前的继电保护中已经广泛的采用光纤通道，采取这种方式的继电保护的组成部分包括：光纤、光接收器以及光发送器，被称为光纤继电保护。

1.1 光发送器

光发送器往往由铝石钕榴石激光器或者是砷镓铝发光二极管组成，它能够让电信号通过光发送器时转化为光信号，然后才能进行输出。作为一种比较常见的电光转换元件，发光二极管具有技术成熟，使用寿命长德特点，因而其使用十分的广泛。

1.2 光接收器

主要由光电二极管构成的光接收器具有十分重要的作用，光信号通过它转变成为电信号，然后才能够进行输出。

1.3 光纤

光纤是通过光的传播来进行相应信号的传输。光纤一般由空心的石英丝构成，其直径很细，其作为光传输的介质具有其他信号传递方式所不具有的高容量，与传统的金属导线相比，光纤的主要材料为石英，能够节省大量的金属材料，具有很强的耐腐蚀性，防潮效果好，抗干扰性较其他介质的要强很多，其铺设也十分的简单，因此作为信号传递的通道具有很强的可靠性。但是它也有一些缺点，那就是通信距离不够理想，在进行长距离通信中，往往需要一些辅助设备，如中继器等。

随着电网系统对于整个国民经济的重要作用，电网通信的容量也随着不断的增加。一般的微波通信容量远远的不能满足要求，而光纤通道的通信容量在用0.85um短波时，高达微波通信容量的两倍之多，当采用长波通信时，其通信容量的优势将会进一步的显现出来。

1.4 工作可靠

电力系统操作会产生较大的电磁干扰，而雷电对于载波通道的影响也不容忽视，由于各种恶劣的天气，往往造成通信信号的衰减，很多时候甚至导致通信的中断。虽然电磁干扰对于微波的影响比较小，但是微波通道在复杂的天气环境下容易出现信号衰减。天气环境对于光纤通道的影响微乎其微，而光纤不受电磁干扰的影响。从上面可以看出，与载波和微波通道相比，光纤具有十分明显的优势，其可靠性非常理想，这对于维护电力系统的安全可靠运行具有十分重要的意义。

光纤保护包括光纤电流差动保护、光纤距离保护、光纤方向保护、光纤命令传输等装置，传输通道随着光纤保护的不同类型而不断的转变。一般来说逻辑命令信号的传输通道对通道对称性的要求不是特别的高，或是根本就没有要求，如光纤距离、方向保护等，在所有的光纤自愈环网以及传输通道之中都可以进行正常的工作。电流相量的实部和虚部以及瞬时值都是靠光纤电流差动保护来进行相应的传输，在两端的采样要实现同步，从而保证两端电流的相量和和相量差是在同一时间之内的，从而保证动作电流和制动电流计算结果的准确。

综上所述，利用自愈环或其他通道切换装置对光纤电流差动保护装置进行传输的时候，应该确保无论是切换之前还是切换之后的收发路由的一致性，且收发理由的切换要保证同步进行，它们之间时间的延迟应该低于50ms。一般通道警报会在切换的时候出现。

2 光纤应用于继电保护的高压测量

任何一套继电保护装置都要用TA、TV测量输电线路上的电流、电压。应用光纤测量的一种简单方法是用光纤将TA、TV与保护装置联接起来，这种测没方法能够避免强电磁干扰对测量信号的影响，提高测量精度和设备的安全性。另一种方法时应用光纤变流器取代电磁式的TA、TV。这种测量无饱和现象，可以准确地反映故障情况下的电流、电压量。应用于计算机保护更为有利，可以把经光纤变流器测量后的数字量直接输入计算机保护，而不用进行A/D和D/A变换，将会大大提高动作时间和计算精度。

3 光纤作为继电保护的信号通道

在信号的远距离传输中，如果利用光纤作为信号传递的介质，那么在整条传输线路中每到一定的间隔必须设置一个中继器，也就是常说的光-电-光中继器。继电保护中光纤作为信号传送的通道，在很多方面都被广泛的采用，主要表现在以下几个方面：

1）电流纵差保护中的导引线；

2）继电保护装置的联络线

高频保护中对控制室以及载波机的保护往往用到光纤作为联络线。除此之外，光纤还作为微波保护中发射塔和保护装置之间的联络线；

3）变电站或控制室内的继电保护信号传输线

光纤在对计算机多机进行保护的时候，连接微机之间以及各种测量或者其他终端设备，从而保证这些数据之间的数据传输。

在继电保护通道中以光纤作为传输介质具有十分明显的优势，可以最大限度的避免外部环境对于通道的干扰，从而保证信号传输的通畅、精确。特别是应用于短线电流纵差保护，对由于感应电压或故障电流大而引起的过电压造成对通道和设备的危害是一个最有效的解决方法。因此，研究光纤通信在继电保护中的应用，国内外的研究方向首先是针对短线纵差保护。另外，在短线上应用光纤纵差保护避免了距离保护由于距离短存在的超范围误动和弧光电阻造成的拒动问题。

4 光纤通信系统的复用在继电保护中的应用

对于短线电流纵差保护中的光纤通道，应该研究和应用信号各路传输的复用技术，传输各相电流及其他保护信号，做到分相传输、分相比较、分相眺闸，使继电保护性能得到提高。随着光纤在电力通信中的推广运用，使继电保护应用光纤以数字或模拟形式传输多路电流、电压信号，并在较长输电线路上采用分相电流纵差保护成为可能，而电流差动保护原理的优越性能更非其他原理所能比拟。

5 结论

综上所述，光纤通信与其他介质为基础的通信相比具有十分明显的优点，第一，对来自外部环境的各种干扰几乎可以无视。第二，具有很大的容量。以上两个优势使得光纤在继电保护中的应用具有更高的可靠性和安全性，从而对保证整个电力系统的安全稳定的运行具有十分重要的意义。

[1]徐驰.继电保护设备管理信息系统的开发与应用[J].电力系统自动化，2004(12)..

TM77

A

.1674-6708（2011）52-0026-02