摘要：随着我国电力系统的不断发展，居民用电量的迅速增加，电力运行和控制系统都在寻求技术上的创新和改革，以便更好的满足电力系统的运行需要。下文中笔者将主要就继电保护的信号传输新技术的发展进行探讨，谈谈继电保护的光纤通道相关事宜。
关键词：继电保护；光纤通道；
1 引言
伴随着经济的发展，高压输电需求量不断增加，高压输电线路方面也需要更高的技术要求。目前应用于继电保护的通道技术主要包括专用光纤通道、专用载波通道、复用微波、复用光纤及复用载波等技术，其中光纤通道技术是在载波通道技术应用基础上进行的技术改进，能够有效避免载波通道技术应用中的保护误动故障。光纤通道技术在保护系统应用中以其独特的优势，广泛应用于电力系统安全自动化装置与继电保护装置中，取得了一系列的应用成就。
2 光纤通道与接口
光纤通道现在已在继电保护中应用。由光纤通道构成的保护称为光纤继电保护。它由光发送器，光纤和光接收器等部分构成。
2.1光发送器。光发送器的作用是将电信号转变为光信号输出，一般由砷化镓或砷镓铝发光二极管或铝石钕榴石激光器构成。发光二极管的寿命可达百万小时，它是一种简单而又很可靠的电光转换元件。
2.2光接收器。光接收器的作用是将接收的光信号转换为电信号输出，通常采用光电二极管构成。
2.3光纤。光纤用来传递光信号，光在光纤中传播。它是一种很细的空心石英丝或玻璃丝，直径仅为 100-200um。光在光纤中传播。光纤通道容量大，可以节约大量有色金属材料，敷设方便，抗腐蚀不受潮，不怕雷击，不受外界电磁干扰，可以构成无电磁感应和很可靠
的通道。但不足的是，通信距离不够长，用于长距离时，需要用中继器及其附加设备。随着电力系统保护、控制、远动技术的发展，需要愈来愈大的通信容量。微波通道的通信容量一般只有 960 路，而用光缆构成的光纤通道当用 0.85um 短波长时通信容量可达 1920 路，当用 1.55um长波长时通信容量可达 7680 路。
2.4工作可靠。载波通道受雷电和电力系统操作产生的电磁干扰很大，信号衰耗受天气变化的影响很大，有时甚至不能工作。微波通道受电磁干扰较小，但在恶劣天气条件下信号衰落很大。光纤通道不受电磁干扰，基本上不受天气变化的影响，因此工作可靠性远高于载波和微波通道。这对于电力系统特别重要。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，它们对传输通道的要求是不同的。光纤距离保护、光纤方向保护和光纤命令传输装置由于传输的是逻辑命令信号，对传输通道的对称性没有要求。可以工作在任何传输通道，也完全可以工作在任何形式的光纤自愈环网中。光纤电流差动保护传输的是电流的瞬时值以及电流相量的实部和虚部，在求动作电流和制动电流时应该是同一时间的两端电流的相量和和相量差，因此要求两端同步采样。总之，当光纤电流差动保护装置经自愈环或其他通道切换装置传输时，必须保证保护装置的收、发路由在切换前、后都要保持一致；且切换时收、发路由必需同时切换，切换时间应＜50ms，切换时保护装置可能会发通道告警信号。
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3 光纤应用于继电保护的高压测量
TA、TV是测量继电保护装置的电流、电压的首选装备，在光纤通道中也不例外，但是与以往的测量不同的是，可以采用两种方式进行改造：其中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。
4 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。
5 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。
6 结语
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。
参考文献：
[1]谢楚俊.光纤通道在继电保护中的应用[J].大众用电，2011（08）.
[2]李海洋.谈光纤通道在继电保护中的应用[J].企业家天地，2011（18）
[3]张国雄.继电保护技术分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（10）.
[4]包旭东.光纤作为继电保护信号通道的应用分析[J].机电信息，2013（09）.
论文作者:王建增
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/17
标签：光纤论文; 通道论文; 继电保护论文; 电流论文; 信号论文; 载波论文; 测量论文; 《电力设备》2017年第33期论文;