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淺談光纖在繼電保護中的應用工學論文
論文關鍵詞：光纖通道；光纖保護；應用
論文摘要：介紹了光纖通道的特點和工作原理，以及目前在電力光纖網(wǎng)絡中光纖保護裝置與光纖通道的連接方式和主要特點，討論了光纖保護在實際應用中可能遇到的問題及其解決辦法。
隨著通信技術的發(fā)展，在縱聯(lián)保護通道的使用上，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，使它與繼電保護的結合，在電網(wǎng)中會得到越來越廣泛的應用。
1光纖通道作為縱聯(lián)保護通道的優(yōu)勢
光纖通道首先在通信技術中得到廣泛的應用，它是基于用光導纖維作為傳輸介質的一種通信手段。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：
1.1傳輸質量高，誤碼率低，一般在10-10以下。這種特點使得光纖通道很容易滿足繼電保護對通道所要求的"透明度"。即發(fā)端保護裝置發(fā)送的信息，經(jīng)通道傳輸后到達收端，使收端保護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裝置盡可能多的交換信息，從而可以大大加強繼電保護動作的正確性和可靠性。
1.3抗干擾能力強。由于光信號的特點，可以有效的防止雷電、系統(tǒng)故障時產(chǎn)生的電磁方面的干擾，因此，光纖通道最適合應用于繼電保護通道。
以上光纖通道的三個特點，是繼電保護所采用的常規(guī)通道形式所無法比擬的。在通道選擇上應為首選。但是由于光纜的特點，抗外力破壞能力較差，當采用直埋或空中架設時，易于受到外力破壞，造成機械損傷。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裝置的配合方式
目前，縱聯(lián)保護采用光纖通道的方式，得到了越來越廣泛的應用，在現(xiàn)場運行設備中，主要有以下幾種方式：
2.1專用光纖保護：
光纖與縱聯(lián)保護（如：WXB-11C、LFP-901A）配合構成專用光纖縱聯(lián)保護。采用允許式，在光纖通道上傳輸允許信號和直跳信號。此種方式，需要專用光纖接口（如：FOX-40），使用單獨的專用光芯。優(yōu)點是：避免了與其他裝置的聯(lián)系（包括通信專業(yè)的設備），減少了信號的傳輸環(huán)節(jié)，增加了使用的可靠性。缺點是：光芯利用率降低（與復用比較），保護人員維護通道設備沒有優(yōu)勢。而且，在帶路操作時，需進行本路保護與帶路保護光芯的切換，操作不便，而且光接頭經(jīng)多次的拔插，易造成損壞。
2.2復用光纖保護：
光纖與縱聯(lián)保護（如：7SL32、WXH-11、CSL101、WXH-11C保護）配合構成復用光纖縱聯(lián)保護。采用允許式，保護裝置發(fā)出的允許信號和直跳信號需要經(jīng)音頻接口傳送給復用設備，然后經(jīng)復用設備上光纖通道。優(yōu)點是：接線簡單，利于運行維護。帶路進行電信號切換，利于實施。提高了光芯的利用率。缺點是：中間環(huán)節(jié)增加，而且?guī)非袚Q設備在通信室，不利于運行人員巡視檢查，通信設備有問題要影響保護裝置的運行。
2.3光纖縱聯(lián)電流差動保護：
光纖電流差動保護是在電流差動保護的基礎上演化而來的，基本保護原理也是基于克希霍夫基本電流定律，它能夠理想地使保護實現(xiàn)單元化，原理簡單，不受運行方式變化的影響，而且由于兩側的保護裝置沒有電聯(lián)系，提高了運行的可靠性。目前電流差動保護在電力系統(tǒng)的主變壓器、線路和母線上大量使用，其靈敏度高、動作簡單可靠快速、能適應電力系統(tǒng)震蕩、非全相運行等優(yōu)點是其他保護形式所無法比擬的。光纖電流差動保護在繼承了電流差動保護的這些優(yōu)點的同時，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。時間同步和誤碼校驗問題是光纖電流差動保護面臨的主要技術問題。在復用通道的光纖保護上，保護與復用裝置時間同步的問題對于光纖電流差動保護的正確運行起到關鍵的作用，因此目前光纖差動電流保護都采用主從方式，以保證時鐘的同步；由于目前光纖均采用64Kbit數(shù)字通道，電流差動保護通道中既要傳送電流的幅值，又要傳送時間同步信號，通道資源緊張，要求數(shù)據(jù)的誤碼校驗位不能過長，這樣就影響了誤碼校驗的精度。目前部分廠家推出的2Mbit數(shù)字接口的光纖電流差動保護能很好地解決誤碼校驗精度的問題。 3光纖保護實際應用中存在的問題
3.1施工工藝問題
光纖保護是超高壓線路的主保護，通道的安全可靠對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行起到重要的作用。由于光纜傳輸需要經(jīng)過轉接端子箱、光纜機、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雜、施工質量要求高，因此如果在保護裝置投入運行前的施工、測試中存在誤差，則會導致保護裝置的誤動作，進而影響全網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
3.2通道雙重化問題
光纖保護用于220kV及以上電網(wǎng)時，按照220kV及以上線路主保護雙重化原則的要求，縱聯(lián)保護的信號通道也要求雙重化，高頻保護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套光纖保護作為線路的主保護，通道雙重化的問題則一直限制著光纖保護的大規(guī)模推廣應用。
3.3光纖保護管理界面的劃分問題
隨著保護與通信銜接的日益緊密，繼電保護專業(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的可靠運行。對于獨立纖芯的保護，通信專業(yè)與繼電保護專業(yè)管理的分界點在通信機房的光纖配線架上。配線架以上包括保護裝置的那段尾纖，屬于繼電保護專業(yè)維護，這就要求繼電保護專業(yè)人員具備一定的光纖校驗維護技能。
3.4光纖保護在旁路代路上的問題
線路光纖保護在旁路代路時不方便操作，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現(xiàn)光纖通道的切換。對于電網(wǎng)中沒有單獨的旁路保護，旁路代路時是切換交流回路，因此不存在通道切換問題，但對電網(wǎng)有獨立的旁路保護，對于光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護暫時可以采用切換二次回路的方式，但對于光纖差動電流保護則無法代路，目前都是采取旁路保護單獨增設一套光纖差動保護的方法解決。已有部分廠家在謀求解決光纖保護切換問題的辦法，如使用光開關來實現(xiàn)光纖通道切換。
結束語
盡管目前光纖保護在長距離和超高壓輸電線路上的應用還有一定的局限性，在施工和管理應用上仍存在不足，但是從長遠看，隨著光纖網(wǎng)絡的逐步完善、施工工藝和保護產(chǎn)品技術的不斷提高，光纖保護將占據(jù)線路保護的主導地位。
參考文獻
[1]賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理[M].北京：中國電力出版社.
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