摘要：随着我国电网规模的不断扩大，电网结构日趋复杂，这对继电保护提出了更高的要求。当系统发生故障时，必须保证快速可靠切除故障，因此全线速动的纵联保护尤为重要。纵联保护的关键技术之一在于保护通道的应用，光纤作为继电保护的通道介质，具有传输容量大、频带宽、衰耗小、对地绝缘、抗干扰能力强等明显优势，且取材方便，配套设备技术成熟，已逐渐成为继电首选保护通信方式。基于此，本文就光纤通信技术在继电保护中的应用展开了探讨。
关键词：光纤通信技术；继电保护；应用
1光纤通信在继电保护中的应用原理
在日常环境中，由于温度变化、湿度增加、台风地震暴雨等不可控因索，极易发生电力元件受损的问题，对相关部门生产工作的开展及居民的日常生活等造成不便。因此，为了减少或避免该类故障的发生，将光纤通信技术应用到继电保护中，一旦电子元件出现故障，光纤会将警告通过光缆传到值班部门，或根据提前设置的步骤直接跳闸切断电路，保障整个电力系统的平稳运行。光纤通信信息传输主要依靠波分复用技术和频分复用技术，频分复技术和波分复技术可根据不同的使用目的、使用环境进行有序使用，能够最大程度的解决信号传输信号问题，提高信息传输质量，提升光纤传播的使用率。波分复用技术：一根光纤可以传输多种信号，每个信号之间波长不同，这种大容量低能耗的传输方式即是波分复用光纤传输。这种传输方式能够有效节约能源、降低能耗，最大程度地提升信息传输能力，增加传输内容；该类技术适合长距传输，能够有效降低运行维护的成本，提高企业部门的利润，减少工作量；频分复用技术：将传输信道总代宽不断划分，分出几个子频带，每个子频带之间进行不同的信号传输，这种传输方式能够确保不同信息同时传送，而不需要考虑不同信号之间是否会有延迟现象。
2光纤通信技术在继电保护中的应用优势
当前，我国电力的巨大需求使得电力企业必须不断采用新技术来提高电力系统的效率，尤其是对于电力系统中起到重要作用的继电保护而言，新技术的运用能够提高其效率和安全性，在实际的继电保护中，已经广泛的运用了光纤通信技术，这主要是因为把光纤通信技术应用在继电保护中具有信息传输量大、抗干扰性强、传输质量高等方面的主要优点，具体如下。
2.1传输质量高
通常情况下，光纤通信传输的质量相对来说比较高、并且误码率相对比较低。这些特征使得光纤通道比较容易满足继电保护通道中有关透明度的要求。也就是说，发端保护装置发送的信息在经过通道传输之后就会到达收端，保证收端的保护装置看到的信息和发端发送的信息完成一样，不存在减少或者增加任何细节的现象。
2.2信息传输量大
对于远距离通信传输而言，运用的主要技术就是光纤通信技术，这得益于光纤通信技术传输频带宽、信息传输量大的主要优点。在电力系统中，普遍使用的载波频率一般较低，远远不能满足日益增长的电力需求，而光纤所使用的载波频率至少是普通使用的载波频率的一百倍。因此，在继电保护中广泛使用光纤通信技术一方面能够满足日益增长的电力需求对继电保护的更高要求，另一方面还能对继电保护的可靠性和精确性起到一个很高的提升作用。
2.3抗干扰性能强
为了保证高压设备或者是运输线路在光纤线路中不会产生感应磁场干扰，主要是使用绝缘性能好的石英作为光纤所使用的基本材料。在继电保护中应用光纤能够对不必要的干扰进行很好的避免，这是光纤通信技术的一大优点。此外，光纤还具有适应性强、环保性能优良、轻便、尺寸小等诸多优点。电网运行状况的良好与否对光纤纵联保护通道的影响不大。随着电力用户对于电力系统越来越高的稳定性需求以及不断提高的系统电压等级，光纤通信技术因其诸多优点而得到了广泛的应用，并且在使用之后取得了一系列良好的成效。
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3光纤通信技术在继电保护中的应用
3.1光纤通道与继电保护之间的通信方式
3.1.1专用光纤通信方式
专用通道方式需为保护敷设专用的独立光纤通道，每两根纤芯构成一个保护通道，在光纤通道中只传输继电保护信息。该方式下，线路两侧的保护装置直接通过光纤连接，中间不经任何复接设备。采用该方式的优点是传输环节少，系统构成简单，缺点是纤芯的利用率低。由于光发收功率和光纤衰耗的限制，连接站点的传输距离不宜过长，一旦出现光纤中断时，保护信号会全部中断，无替代传输路由。一般对于传输距离不大于100km的线路，采用专用光纤方式。以某换流站500kV双线为例，线路保护为ABB公司的REL561，它与专用光纤通道构成允许式光纤电流差动保护，线路两侧每隔5ms交换一次三相电流相位及幅值等信息，并分别计算差动电流。为防止误动，差动出口跳闸回路采用四取三逻辑，即在连续进行的四次测量中，若有三次满足跳闸条件，方可跳闸。
3.1.2复用光纤通信方式
这类通信方式主要借助同步数字体系（SDH）光纤通信网络作为载体，以实现对保护信号的高效、及时传输，该方式适用于传输距离长、纤芯整体利用低的保护线路中。保护可以采用同向64Kbit/s速率编码数据链通信技术，并将数据的传递与转化在PCM终端内完成，以某500kV光纤纵差保护为例，在复用光纤保护通道中，同步数字体系光纤通信网络是其最为复杂的部分，在实际应用中同步数字体系光纤通信网络主要以环网为核心，具备同步传输、设计自动化、设计自愈等功能，一旦保护通道失效，同步数字体系通信系统可自动实现主通道与备用迂回通道之间的切换，使备用迂回通道替代主通道完成相应的保护工作。同时，利用500kV继电保护同步数字体系所具备的自愈功能，可实现主备通道向继电保护装置的自动切换。
3.2光纤通信在继电保护中的应用前景
随着时代的发展与科技的进步，未来我国的继电保护将面向信息化、网络化与智能化发展，而这就对继电保护的相工作提出了更高的要求和更严峻的挑战。一方面要将相关的标准不断进行完善，以保障继电保护相关工作的开展能够有据可依；另一方面，在注重信号的传输过程中要不断提升其质量以及速率，即意味着光纤通信可与电力系统的管理结合起来，可以保障管理相关人员实时掌握电力系统运用动向，有效缩短故障排除时间。另外，光纤通信技术在继电保护中的应用水平提升，增加了相关维护人员的工作强度，这就会使得管理界面划分不够清晰，要求相关专业的人员需具备更高的技术水平和专业知识，以有效的完成对继电保护的相关维护和管理。同时，针对光纤通信技术在电力系统继电保护运用中存在的问题，均可利用先进理念及科学依据进行解决，这就要求相关工作人员善于从光纤通信技术变化中把握规律，促使继电保护应用的智能化、科学化、高效化、合理化发展。
4结束语
总的来说，光纤保护是继电保护结合通信技术重要应用，光纤网络可以为继电保护提供高性能的通道硬件基础，同时，继电保护也对光纤通道技术提出了新的课题。如今在智能化变电站中光缆有逐步取代传统信号电缆的趋势，如何有效应用光纤通信技术为继电保护更好服务，这需要工程设计、运行、维护、通信、保护各专业之间的协调、沟通。总之，光纤通道在以后继电保护中的应用会越来越广泛，也会有许多新问题有待发现和解决。
参考文献：
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[3]探讨光纤通信在电力系统继电保护中的应用[J].王湛雄.通讯世界.2016（22）
[4]探讨光纤通信技术在电力系统中的应用[J].李新杰.通讯世界.2017（07）
论文作者:关绍洋第一作者,王志强,官鑫,王安龙,吴奇泽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/2
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