摘要：光纤通信技术在电力系统继电保护领域中的应用也越来越广泛，用光纤通道也成为信息传输的主要通道和手段，具有运行可靠性高、抗电磁干扰能力强、传输容量大等诸多特点。本文首先探讨了光纤通道与光纤保护装置的配合方式，同时，就光纤保护实际应用中存在的问题展开了深入的探讨，具有一定的参考价值。
关键词：继电保护；光纤通信；通道异常
引言
光纤传输优势在于带宽，量大，抗干扰强，以及质量好。因此在继电保护中经常用到，可以提高保护措施的质量。利用光纤进行继电保护主要有：（1）电气参数的传递；（2）故障位置信息传递。基于光纤的继电保护的基本要求是无错误操作，以及拒动频率尽量低。现在的光纤通信还不能做到零失误，并且光纤运用的越多，时间越长，许多问题也开始慢慢显露出来，需要引起重视，尽快研究出相应的解决措施。
1 电力系统继电保护对光纤通信通道的基本要求
1.1 光纤保护的分类和主要内容
光纤通信运用在电力系统继电保护中主要分为以下两类。第一，光纤保护主要就是为传送电气物理量信息的一种光纤纵联差动保护装置。第二，主要用来传送故障元件的信息的一种纵联方向保护与纵联距离保护装置。线路的纵联距离保护装置主要传送的是线路故障方向和地址码，且都是逻辑信号，内容较为单一。而纵差保护装置则是传送三相电流相量、地址码以及通信时标。
1.2 继电保护对于光纤通道延迟的要求
对于电力系统的继电保护来说，相关的标准对于继电保护动作发生的具体时间有一定的要求。继电保护的“四性”给出了各种保护方案中传递信息的最大允许时间，其中纵联保护对故障发生时的位置判断只与电气信号的值有关，时间长短与光纤通道的延迟无关。但在对故障发生地点的判断上是基于本侧的电气信息进行分析的，当得出故障发生在本侧时还要分析故障的方向。其次，纵联保护是根据相关的信息来分析故障发生在对侧的方向，只有保障两条分析都在同一方向时，才能确定故障发生的区域。由此可见，电力系统的继电保护时间就纵联保护来说是有叠加现象的。而就纵差保护来说，光纤延迟对继电保护的相应时间也分为两个因素。一方面，在继电保护系统对电气信息进行分析和计算的过程中，当发现电流并不等于两侧电流的总和时，实际上接收到的是对边电流与同一时刻本侧电流的和。另一方面，在本侧发生保护动作前，不仅需要本侧的差动数据满足，更需要对侧的数据保障，以避免突然断线引起的错误动作，从而影响电力系统运行。
1.3 专用光纤通信方式
对于电力系统来说，利用光纤通信需要为继电保护装置敷设专用的光纤通道，并且在此通道中只允许传输继电保护信息。因光的收、发接口工作距离限制和敷设的光缆成本的限制，用于继电保护装置的通信距离通常在100km以内。专用通道由光缆中断箱直接接入继电保护设备的光收发口，省去了复杂的中间环节，不需要其他的专业设备，就能实现简单、可靠的信息传输，管理起来也比较方便，因此被逐渐运用到了电力系统继电保护系统中。
2 光纤通信技术在继电保护中的应用优势
2.1 抗干扰能力强
光信号的特点之一，就是可以在系统有故障时避免电磁方面出现的干扰，有很好的防止雷电效果，所以，光纤通道通常使用在继电保护通道当中。
2.2 误码率低
由于传输质量很高，所以误码率低，通常在10%以下。通道一般所要求的“透明度”是继电保护常要求的，而这种特点让光纤通道十分好的满足。就是由发端保护装置来发送信息，然后经过通道传输之后送到收端，使发端的原始发送信息与收端的保护装置所见的信息完全相同，任何东西都不增不减。
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2.3 传输的信息量大
光的频率高，所以频带宽，传输的信息量大。此特点让线路两端保护装置交换的信息量增大，因此让继电保护动作的可靠和正确性性大大提高。电力常用光缆一般是ADSS和OPGW。ADSS虽然施工方便，但是存在电腐蚀的问题，挂点选择困难，防火性能差，OPGW光缆虽然造价较高，可以兼作继电保护通道。
3、通信异常对继电保护的影响
输送电线或响应终端异常运行，会给SDH输送网络的正常工作带来不同程度的影响，通常表现为线路交互错位和线路错误率提高两个方面。要想避免上述不良影响发生，有必要对线路进行整改。下文分别从线路交互错位、误码和2M线路时限三个方式入手探讨线路的合理设置。
3.1 线路交互错位的影响
当光线线路出现非致命性故障时，线路可以根据自身所具有的功能进行检查并修复，通常我们把这种网络叫做可自愈网络。采用线路交互错位方式的情况下，当主线路发生故障需要检修时，系统会自动将负荷调整至备用线路上，由备用线路负责数据的传输，待主线路修复完毕后再重新调整至原始状态。双向线路自动调整示意图如图1所示。
3.2 M线路时限参数选择的影响
正如前文所述，SDH输送网络具有很多其他网络所无法比拟的优势，但在实际应用中不能参照该网络系统中PDH分支线路的输出信号调整时限。这是因为当分支线路中出现VC信号时会导致其输出信号发生过大波动从而难以精确定位。时限调整的目的是将即时网络时间信息和数据信息统一起来，一起传送至所需分支，其原理结构如图2所示。
就当前国内形势而言，保护装置为了实现保护线路进出信息一致，通常是采用在PDH分支终端上附上时限控制设备。在这种情况下，出口和入口上起保护作用的PCM需要与此保持高度一致性，不然就会影响保护装置的正常使用。目前，实现线路保护时限一致的方式主要有更改时间记录、校正记录信息和更正系统时间三种，它们都要求线路两端响应一致。其中更改事件记录法主要是通过线路信息时差与线路两端时间记录时差作对比，根据对比结果分析修正辅助装置操作时间。
3.3 误码的影响
光纤之所以被广泛应用在各行各业，其主要优势就是传送效率极高、误码率极低、传送极稳定等。通常情况下，只有发生码内扰动或者关键设备异常等少见现象才会导致光纤网络误码。线路误码将会对线路保护辨别带来一些影响，主要有3个方面：（1）可能造成所接收的数据主要内容出现乱码，从而导致其不能正常通过CRC检验；（2）可能造成所接收的数据始端跟末端信息错位，从而导致信息不完整；（3）可能造成所接收的数据的8进制位数发生变化，从而导致检验不通过，提示信息有缺。如果线路已经采用时差保护，遇到上述三种情况时，系统则会自动返回到时差校核阶段对其进行适当的调整，直至问题得以解决。
结束语
光纤通信通道凭借极高的传输率，较低的误码率和稳定的传送等优势，广泛运用于电力系统继电保护中。在应用光纤通信通道的过程中，通过采取相应的措施，解决延时问题、线路交互错位问题及误码等，同时结合电力系统的实际情况，不断提高继电保护系统的稳定性、可靠性，进一步实现价值管理的目标。
参考文献：
[1]于新梅.光纤通道故障处理方法及运行维护问题探讨[J].新疆电力技术，2008（02）.
[2]武春雷.光纤保护现场运行若干问题探讨[J].科技情报开发与经济，2008（29）.
[3]朱玉兰.光纤通道在线路纵联保护中的应用及管理[J].山东电力技术，2008（01）：27-29.
[4]林建华.继电保护信号在光纤通信网中的传输[J].电力系统通信，2006（02）：11-13.
[5]刘佩琪.关于继电保护中光纤通信通道异常的分析[J].数字技术与应用，2012，10：52.
[6]蔡晓兰.继电保护传输通道干扰分析及解决方案[D].华北电力大学，2012.
论文作者:汪冬亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
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