内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海电业局 内蒙古自治区乌海市 016000
摘要：随着我国电网规模的不断扩大和电网结构的日益复杂，对继电保护提出了更高的要求。当系统发生故障时，必须确保快速可靠地排除故障，因此对整条线路的快速纵向保护尤为重要。纵向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、带宽宽、衰减低、接地绝缘、抗干扰能力强等显著优点。此外，凭借方便的材料和成熟的配套设备技术，它逐渐成为继电保护通信方式的首选。目前，电压等级在220kv及以上的双线主保护通道基本上采用光纤负载波组合或光纤加光纤组合。
关键词：继电保护；专用通道；复用通道；通道故障
导言：在中国电网不断扩大和电网结构日益复杂的背景下，中国采取了各种有效措施或技术手段加强对电力系统的保护，形成了一系列成熟可靠的电力系统保护系统。光纤通信技术具有网络安全、容量大、速度快、传输损耗低等特点，在通信和其他服务行业得到了广泛的应用。在电力发展领域，光纤通信技术的合理提出对构建稳定高效的电力保护系统具有重要意义。同时，它对促进电力资源的充分利用和提高电力系统的服务水平也起到了积极的作用。因此，电力部门应该高度重视这项技术的开发和应用。
1、继电保护中光纤通信技术的优势
光纤通信技术用于继电保护，主要通过光纤通道的建设，来完成继电保护的通信任务。具体优势如下。
1.1信息传递量大
与传统信息通道相比，基于光纤通信技术的光纤通道具有更大的信息传输能力，主要是因为光纤通信技术具有频带宽度的特点，适合长距离信息传输，光纤通道的载频远远高于传统信息通道，能够满足电力系统的基本需求，促进继电保护传输的数据信息更加准确有效。
1.2更强的抗干扰能力
光纤通道的主要选择是绝缘性能高的石英，这使得通信通道可以有效减少外部干扰，从而避免相关设备和线路对继电保护传输信息的不利影响，使光纤通信传输的信息更加准确。此外，光纤通道主要选择光纤通信技术，能够适应继电保护的基本要求，并建立光纤通道来满足通信的基本要求。光纤通信具有较强的抗干扰能力，使得继电保护信息传输更加稳定。它可以成功地完成信息传输，同时避免外部干扰。光纤通信技术具有良好的可升级性，能够有效满足电力升级需求。
1.3更低的误码率
光纤通信技术的应用使得继电保护的信息传输质量更高，干扰更低，使得继电保护的信息传输具有更低的误码率特性。通过相关统计分析，光纤通信的误码率<10%可以满足机电保护信息传输的要求。
2、光纤通信在继电保护中的应用原理
在电力系统继电保护中，光纤通信的优势主要表现为:传输速率高、速度快、信息和数据损失小、传输稳定、受天气和温度影响小等。它适应了电力保护系统的要求和发展。在日常环境中，由于温度变化、湿度增加、台风、地震、暴雨等不可控因素，容易发生电气元件损坏的问题，给相关部门的生产工作发展和居民的日常生活带来不便。因此，为了减少或避免这种故障的发生，光纤通信技术被应用于电力系统的继电保护。一旦电子元件出现故障，光纤将通过光纤电缆向值班部门发出警告，或者按照预先设定的步骤直接跳闸并切断电路，以确保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：
2.1波分复用技术
光纤可以传输多种信号，每种信号之间的波长不同。这种大容量、低能耗的传输方法是波分复用光纤传输。这种传输方法可以有效地节约能源，降低能耗，最大化信息传输容量，增加传输内容。这种技术适用于长距离传输，可以有效降低运营和维护成本，提高企业部门的利润，减少工作量。
2.2频分复用技术
传输信道的总生成宽度被连续划分成几个子带，并且在每个子带之间执行不同的信号传输。这种传输模式可以确保同时传输不同的信息，而不考虑不同信号之间是否会有任何延迟。频分复用技术和波分复用技术可以根据不同的用途和环境依次使用，可以最大限度地解决信号传输问题，提高信息传输质量，提高光纤传输的利用率。
3、光纤通信技术在继电保护中的应用分析
3.1继电保护与光纤通道之间的通信方式分析
光纤通道与继电保护之间的通信方式主要包括专用光纤通信方式和多路光纤通信方式。每种通信模式都有自己的特点和适用情况。在使用过程中，应根据实际情况选择模式。详情如下。
3.1.1专用光纤通信方式
特殊通信模式仅传输继电保护信息，而不传输其他信息，主要是因为特殊通信模式是专门为继电保护而建立的特殊光纤通道。特殊通信方式的通信距离一般在100km以内，主要受光、发送和接收距离等多种因素的影响和制约。特殊的通道模式是光缆的纤芯熔化后通过光缆终端盒直接连接到继电保护设备的接口，在整个连接过程中没有中间环节和其他设备。因此，它的主要优点是传输可靠性高，传输方式简单，易于管理。因此，特殊的光纤通信模式是目前短距离网络电缆继电保护的重要模式，在重要线路的保护中发挥着重要作用。
3.1.2复用光纤通信方式
多路光纤保护主要由纵向保护中的所有光纤组成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在许可模式下，继电保护装置将发出许可信号和直接跳转信号，然后该信号将通过音频接口传输到相关复用设备，然后传输到光纤通道。简单的布线是这种传输方法的一大优势，它在促进电路系统的维护和运行方面发挥着重要作用。然而，缺点是由于大量的中间传输环节，检查和巡逻带来了巨大的变化。多路复用光纤通信广泛应用于长距离线路保护。
3.2光纤通信技术在继电保护中的应用分析
由于光纤通道具有许多优点，并广泛应用于电力系统继电保护，在当前220kv以上的系统中，由于光纤信息传输的大容量和宽频带，传统的高频差动保护逐渐被光纤差动保护取代。此外，由于光纤网络传输性能稳定，适应性强，目前应用的差动保护基于SDH同步数字原理。然而，这种保护方法不适用于电网高速扩展和复杂拓扑结构的情况。为了避免这一缺陷，提高信道的传输容量，一种新的波分复用技术在研究和应用过程中取得了良好的发展。其主要优点是信道利用率高，可以大大降低长距离传输的传输成本。同时，它还可以大大节约电网建设成本，提高信息传输的稳定性和可靠性。光纤通信技术在电力系统继电保护中的应用越来越广泛。
4、光纤纵联电流差动保护应用中应注意的几个问题
4.1保护之间的连接问题
纵向电流差动保护和通信设备之间的链路有其自身的特点，因此不同于传统的链路。在常规保护中，允许信号和直接跳跃信号传输属于命令，属于切换值。然而，纵向电流差动保护和传输主要是数字量。其将本地侧的三相电流中的采样值传输到相对侧，以便在两者之间进行同步比较，并进一步计算电流差值。在相应的逻辑分析之后，选择是否跳闸。根据这方面的特点，纵向电流的保护必须使用特殊的连接方法和特殊设备。只有这样，目标才能实现。它可以分为两种方式:第一，保护装置有相应的光学接口，通过光纤直接连接保护和保护。这种方式的可靠性极高。850nm波长的光纤应与多模光纤配合使用，具有经济性好、易于发现的特点。然而，由于光纤损耗很大，传输过程中产生的距离只有10公里以内，因此经常用在几公里的短线路上。其次，保护装置中的光接口主要通过光纤与电光转换装置连接，然后转换装置和通信装置相互连接。因为光信号具有很强的抗干扰能力，所以它可以用于变电站的保护室和通信室之间的连接。并且电信号可以在引导的过程中被切换。因此，这种方法被广泛使用。
4.2同步问题
在连接多路复用接口和通信设备的过程中，一些接口支持g703同向模式。为了满足64kbps数据信道同步复用的要求，必须使用主从时钟模式。否则，由于时钟不同步，会有滑动代码。保护装置中反映的是CRC校验码的报警。在一些保护装置中，如果对接口没有要求，时钟必须设置为主从模式，因为在两端设计保护装置的差动电流时，必须确保它们的同步，否则会导致差动电流的误差。一些纵向电流差动保护内部有多个通道连接。例如光纤的直接连接模式和光电转换成64kbps接口的模式等。这些方法通常使用跳线来切换，否则会导致两侧保护计算之间的差动电流出现异步现象。纵向电流差动保护覆盖范围很广，主要包括通道设备和通信设备。它具有特殊的光纤保护、多路光纤保护和多路微波保护。在正常情况下，这些保护不同于只传输命令信号的允许多路复用和特殊保护要求。它需要对信道模式提出某些要求。例如，制定关于光纤直接连接或微波和通信主要设备的规定。正是因为信道上有许多技术环节，所以在信道报警后很难区分保护问题和通信问题。因此，对于现场维护人员来说，如果要加强继电保护工作，有必要整合保护专业和通信之间的知识。
4.3管理界面划分问题
光纤通信技术在继电保护中的应用水平提高，相关维护人员的工作强度加大，管理界面划分不够清晰。这就要求相关专业人员具有较高的技术水平和专业知识，否则他们无法有效完成继电保护的相关维护和管理。
4.4施工工艺问题
因为高压线路保护的主要方式是光纤保护，所以通道安全性能将对整个电力系统的稳定性和安全性能产生很大影响。然而，光纤传输需要更复杂的连接环节，因此在具体的施工过程中，对施工质量要求相对较高，施工工艺也相对复杂。在大多数施工过程中，由于保护装置在使用前调试不当存在一些缺陷，保护装置会出现错误，进而影响整个网络的稳定性和安全性。
4.5光纤保护管理界面的划分问题
由于通信技术与继电保护的联系越来越紧密，继电保护专业与通信专业之间的管理界面划分也越来越模糊，这就要求从事继电保护建设的人员具备更高的知识水平和更专业的技术能力。因此，仅从系统角度考虑，它将严重影响光纤的稳定性和安全性。通信专业和继电保护专业接口之间的边界线应该在通信室内的光纤配线架上。配电架上方的保护装置和猪尾需要继电保护专业人员定期维护。因此，继电保护专业人员应该具备光纤校准技术和光纤维护技能。
4.6其它方面的问题
此外，随着社会的发展和科学技术的进步，越来越多的光纤通道采用可变路径或自愈环网，在光纤通道中应用继电保护和安全自动化装置也出现了许多新的问题。例如，虽然光纤信道中的信道切换提高了光纤信道的可靠性，但是它也导致了一系列问题，例如当单根光纤被中断时，信道的双向路由不一致，导致接收和传输信息不一致，这又导致了一系列问题，例如在区域内故障的情况下保护设备的不灵敏响应以及区域外故障导致的误操作。
5、光纤通信在继电保护中的应用前景
随着时代的发展和科学技术的进步，我国继电保护未来将面临信息化、网络化和智能化的发展，这对继电保护的阶段性工作提出了更高的要求和更严峻的挑战。一方面，相关标准应不断完善，以确保继电保护相关工作的发展能够基于证据。另一方面，在关注信号传输的过程中，有必要不断提高其质量和速度，这意味着光纤通信可以与电力系统的管理相结合，这可以确保相关管理人员能够实时掌握电力系统的应用趋势，有效缩短故障排除时间。此外，光纤通信技术在继电保护中的应用水平提高，增加了相关维护人员的工作强度。这将使管理界面的划分不够清晰，要求相关专业人员具有较高的技术水平和专业知识，以有效完成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应用中存在的问题，可以采用先进的理念和科学依据加以解决，这就要求相关人员善于从光纤通信技术的变化中把握规律。促进继电保护应用的智能化、科学化、高效化和合理化发展。
6、结束语
光纤通信在电力系统继电保护中的应用非常重要。在电力系统继电保护装置运行过程中，需要充分发挥光纤通信技术的优势。抗干扰能力可以大大提高输电设施的安全性和可靠性。随着光通信技术的不断发展，光纤通信技术在继电保护中发挥着越来越重要的作用，使得继电保护系统向着智能化和网络化发展。为了保证继电保护通信的有效性和可靠性，合理应用光纤通信技术可以顺利提高继电保护的功能性和安全性，从而顺利满足电力企业的基本需求，完善相关线路的保护，促进电力系统的安全稳定。
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论文作者:魏俊萍
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/28
标签：光纤论文; 继电保护论文; 光纤通信论文; 通信技术论文; 通道论文; 通信论文; 电力系统论文; 《防护工程》2018年第22期论文;