淺談光纖在繼電保護(hù)中的應(yīng)用工學(xué)論文
論文關(guān)鍵詞：光纖通道；光纖保護(hù)；應(yīng)用
論文摘要：介紹了光纖通道的特點(diǎn)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(diǎn)，討論了光纖保護(hù)在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的問題及其解決辦法。
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(huì)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(diǎn)：
1.1傳輸質(zhì)量高，誤碼率低，一般在10-10以下。這種特點(diǎn)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(dòng)作的正確性和可靠性。
1.3抗干擾能力強(qiáng)。由于光信號(hào)的特點(diǎn)，可以有效的防止雷電、系統(tǒng)故障時(shí)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(gè)特點(diǎn)，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(diǎn)，抗外力破壞能力較差，當(dāng)采用直埋或空中架設(shè)時(shí)，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(yùn)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(hào)和直跳信號(hào)。此種方式，需要專用光纖接口（如：FOX-40），使用單獨(dú)的專用光芯。優(yōu)點(diǎn)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(hào)的傳輸環(huán)節(jié)，增加了使用的可靠性。缺點(diǎn)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(shí)，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(hào)和直跳信號(hào)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(diǎn)是：接線簡單，利于運(yùn)行維護(hù)。帶路進(jìn)行電信號(hào)切換，利于實(shí)施。提高了光芯的利用率。缺點(diǎn)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(yùn)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(yùn)行。
2.3光纖縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)：
光纖電流差動(dòng)保護(hù)是在電流差動(dòng)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(shí)現(xiàn)單元化，原理簡單，不受運(yùn)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(yùn)行的可靠性。目前電流差動(dòng)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(dòng)作簡單可靠快速、能適應(yīng)電力系統(tǒng)震蕩、非全相運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)是其他保護(hù)形式所無法比擬的。光纖電流差動(dòng)保護(hù)在繼承了電流差動(dòng)保護(hù)的這些優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，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(shí)間同步和誤碼校驗(yàn)問題是光纖電流差動(dòng)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(shí)間同步的問題對于光纖電流差動(dòng)保護(hù)的正確運(yùn)行起到關(guān)鍵的作用，因此目前光纖差動(dòng)電流保護(hù)都采用主從方式，以保證時(shí)鐘的同步；由于目前光纖均采用64Kbit數(shù)字通道，電流差動(dòng)保護(hù)通道中既要傳送電流的幅值，又要傳送時(shí)間同步信號(hào)，通道資源緊張，要求數(shù)據(jù)的誤碼校驗(yàn)位不能過長，這樣就影響了誤碼校驗(yàn)的精度。目前部分廠家推出的2Mbit數(shù)字接口的光纖電流差動(dòng)保護(hù)能很好地解決誤碼校驗(yàn)精度的問題。 3光纖保護(hù)實(shí)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(yùn)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(yùn)行前的施工、測試中存在誤差，則會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，進(jìn)而影響全網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
3.2通道雙重化問題
光纖保護(hù)用于220kV及以上電網(wǎng)時(shí)，按照220kV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(hào)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(yùn)行。對于獨(dú)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(diǎn)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(yàn)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(shí)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(shí)現(xiàn)光纖通道的切換。對于電網(wǎng)中沒有單獨(dú)的旁路保護(hù)，旁路代路時(shí)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(dú)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(shí)可以采用切換二次回路的方式，但對于光纖差動(dòng)電流保護(hù)則無法代路，目前都是采取旁路保護(hù)單獨(dú)增設(shè)一套光纖差動(dòng)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(shí)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。
參考文獻(xiàn)
[1]賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京：中國電力出版社.
[2]鐘惠霞.數(shù)字光纖通信概述[J].
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