光纤技术与电力继电保护的融合探讨

光纤技术与电力继电保护的融合探讨
一、引言
提高电力系统的安全性以及可靠性是十分重要的人物。

面对当前电网建设范围的不断扩大，电力能源应用趋势的不断扩张，在进行电力系统的建设管理过程中也是变得日益繁杂。

为了有效的提高电力系统运营的安全可靠性，提高电力能源的利用价值，对光纤技术与电力继电保护的融合研究工作就必须予以高度的重视。

二、光纤通道作为纵联保护通道的优势
科学技术的不断发展促进了社会各行业应用设备的换代更新，面对社会发展过程中对电力使用需求的不断扩张，虽然电网建设的覆盖速度在不断的扩大，但是其中存在的各种问题确实影响了人们的生活以及工业的生产，同时对电力能源的应用带来了一定的阻碍。

为了提高电力能源的输送速度，提高输送的质量，对整个电网进行有效的保护，将光纤技术与电力继电保护合理的融合就成为了一种电力保护的发展趋势，以下将对其使用优势进行研究。

2.1传输质量高，误码率低
这种特点使得光纤通道很容易满足继电保护对通道所要求的准确性。

即发端保护装置发送的信息，经通道传输后到达收端，使收端保护装置所看到的信息与发端原始发送信息完全一致。

2.2光波频率高
频带宽，传输的信息量大这样可以使线路两端保护装置尽可能多的交换信息，从而可以大大加强继电保护动作的正确性和可靠性。

2.3抗干扰能力强
由于光信号的特点，可以有效的防止雷电、系统故障时产生的电磁干扰，因此，光纤通道最适合应用于继电保护通道。

三、电力继电保护与光纤技术的融合方式
在进行电力继电保护工作的开展过程中，合理的与光纤技术进行融合将能够有效的发现故障的发生位置，并在第一时间寻找到故障点，及时的排除相关故障。

随着当前科学技术的不断进步，在进行电力继电保护与光纤技术的融合过程中，较为流行的融合方式主要为复用光纤保护方式与专用光纤通道方式，其未来应用价值也是无可限量。

3.1复用光纤保护方式
该种光纤保护方式主要特点是同时应用了光纤通信接口和电信号通信接口。

保护室和保护设备之间的连接同时采用了光纤通信接口和电信号通信接口，而保护室和通信室之间的通信需要经过复用设备和数字复接接口，借助于复用设备的光纤通道完成了繼电保护的光纤通信过程。

复用光纤保护方式的优点与缺点（增加复用设备这一中间环节，可靠性降低）都非常明显。

但是因为复用光纤保护方式有利于提高当前电信号保护能力不强的局面，并月一改造成本降低，所以这一方式还是获得了广泛地认同和应用。

3.2专用光纤通道方式
在传输信号方面，直跳信号和允许信号都直接传输于光纤通道内；在接口方面，保护设备均直接配备了光信号接口，光纤直接将不同保护连接成为一个可以快速通信的整体。

另外，专用光纤通道方式也不否定保护设备对电信号的连接和应用。

相对于复用光纤保护方式而言，专用光纤通道方式的显著优点便是；咸少了光信号传输的中间环节，有效提高了保护动作的可靠性水平；其缺点是就是降低了光芯的利用率，并且线路较多。

对于光纤纵联电流差动保护通道形式而言，依照实际需求情况的差异，同时存在着采用复用光纤保护方式和专用光纤通道方式这两种形式的情况。

需要明确指出的是，不论是复用光纤保护方式还是专用光纤通道方式，它们的区别仅仅限于通道介质的差异，光纤纵联的方向保护和距离保护一般均是应用允许模式，但是传统的高频零序方向与高频闭锁距离采用闭锁模式。

在本质上，光纤纵联保护和常规保护没有差异。

四、继电保护信号的SDH光纤传输传输延时要求
在进行光线技术与电力继电保护的融合过程中，为了能够切实的发挥其潜在的应用价值，确保相关技术融合后效率的发挥，提升电力能源的供应质量，提高电网故障点的排查能力，相关的技术工作人员也应该夜以继日的进行不断的学习，针对技术融合的要点进行研究。

经过长期的使用以及推算后，在进行继电保护信
号的SDH光纤传输过程中，还应该满足一种光线传输传输延时要求，只有基于要求的基础上，才能够有效的达到技术融合的应用目的。

4.1日光纤传输传输延时分析
SDH网络的传输延时几的计算公式为：TC=tc+tp*n+t0
在上述公式中，tc表示SDH设备的传输延时，传输设备及其传输速率的等级密切关系着其数值；tp表示终端设备的延时，取值lms；tr表示中继复用器延时，取值0.1ms；n表示光区间数；t0表示光信号在光纤传输过程中的传输延时，t0=40*n*0. OO5
4.2日光纤传输传输延时要求
继电保护的动作时间直接关系到电网的安全，所以对通道的传输延时要求非常严格，对此各个国家都制定了相应的标准。

我国要求为5ms针对微波和光纤通道，即要求
5ns≥Td=tc+tp+tp*n+t0=0.17+1+0.1n+40n*0.005
由此可计算出满足继电保护信息传输延时的最大传输光区间数和最大传输距离。

最大光区间数：
取正整数n=12，最大传输距离：5=40*n=40*12 a
这一结果表明SDH光纤通信系统在480km距离以内可以满足传输继电保护信息的延时要求。

对于更长距离的输电线路，如超高压直流输电线路，光纤通信系统可采取提高输出光功率、增大中继距离的方法，减少传输延时。

随着光纤技术的发展，光源、光接收机和光纤的性能都有很大的提高，光源的输出功率更大，接收机的灵敏度更高，光纤的无中继传输距离更长，目前己有光纤可达数百公里。

同时，还可以通过在光路上增加光放大器、色散补偿器等方法提高再生中继距离。

另外计算公式中各参数是按照最差情况考虑的，计算中也留有一定余量，如能减少传输过程中各个环节不必要的延时，还可以延长允许延时时间内的传输距离。

根据以上各方面的实验分析和计算，可以得出结论：SDH光纤通信系统完全可以满足电力系统传输继电保护信号传输损伤和时间延迟的要求，可以作为继电保护信号可靠的传输通道。

当然重要的还在于提高设计、施工、维护和管理水平，以保证通信系统能够安全、可靠、迅速地传送各种信息。

五、结束语
综上所述，本文对光纤技术与电力继电保护融合进行了研究，面对电力继电保护中可以实现电力系统安全、可靠、高效运行的目的，以及光纤技术能够高速、准确、传播继电保护信号的效果，二者的融合应用发展趋势已经成为了不可逆的事情。

所以，做好继电保护与光线技术的合理融合，必然能够推动电力事业科学、高效的发展。

参考文献
【1】刘惠清电力继电保护现状及发展的探究广东科技，2011年04期。