光纤通信在电力系统继电保护中的应用

［ 关敬欢吨 力 系统继 电保护现状与发展探 讨 １ ］ 现代 商贸工业，０ ９ １ ） ２ ０ （８ ． 囝张 国 ． 雄 继电保护技术分析口 中小企业管理与 ｌ 科技 （ 旬刊 ）２ ０ （０ ． 上 ，０ ９ １ ）
视和维修决策辅助决策系统的基础上 ， 具有 开展 设备状态监视 、 喇 、 健 价 － 寿命砰估 、 故障诊断和 预测 、 设备风险评价等功能 ， 能与企 业实时或历 史数据 管理 系统 、Ｒ／Ａ ／ＭＭ 等集 成 的技 Ｅ Ｐ ＭＣ Ｓ Ｅ 术支持平台相配套技术的研究与开发。 ５ ３实施 目 标 技术支持平台具有设备状态监视 、健康评价 、 寿 命评估、 故障诊断和预测和设备风险评价等功能； 吸收国际相关标准和有关系统 的长处； 陛好 ， 开放 通过二次开发， 能与外围系统进行数据交换 活 性高 ， 通过用户 自行配置 ， 能满足各类设备状 态
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。
６结语
光纤通信有 两大优点 ：一是抗 干扰性能强 ： 二是传输 容量大 。将第一个优点应用 于继 电保 护， 可以提高装 置的安全 、 可靠性 ； 发挥它的第二 个优点 ， 发展新的保护方式 ， 的保护原理将 对 新 起到促进作用 。
摘 要 ： 文主要 对光 纤通 道 与接 口、 电保 护 的 高压测 量 、 电保 护 的信 号通 道和 光 纤通 信 系统 的 复 用在 继 电保 护 中的 应 用作 了 本 继 继 重要 的分析 和 阐述 。 关键词 ： 电保 护 ； 继 光纤 ； 护 ； 号 保 信 １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。 １ ． 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。 １ ． 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， 常采用光 电二极管 通 构成。 １ ． 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 １０２０ｍ ０－０ｕ 。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 ， 受外 不 界电磁 干扰 ， 可以构成无电磁感应和很可靠的通
线。
将光纤应用于这些继 电保护通道中， 不仅有 效地提高通道的抗干扰能力， 并能够使信号传输 更加准确 。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。 ５光纤通信 系统的复用在继 电保护 中的应
何形式 的光纤 自 愈环网中。 ２光纤通道与光纤保护装置的配合方式 ｚ 专用光纤保护 １ 光纤与纵联保护（ ＷＸ 一 、Ｆ－０Ａ 如： Ｂ １ＣＬ Ｐ９ １ ） １ 配合构成专用光纤纵联保护。采用允许式 ， 在光 纤通道 上传输 允｛信号和直跳信号。此种方式 ， 午 需要专用光纤 接 口（ ：Ｏ －０ ， 用单 独的专 如 Ｆ Ｘ－ ） ４ 使 用光芯 。 优点是 ： 了与其他装置的联系（ 避免 包括
待进一步的研究和开发。
参 考 文 献
【 许 华， １ 进 】 吴玉红． 电力设备状态检修 的必要性 科 技情报开发与经济， １． ２ ０． ０ ２ ｆ陈平， ２ １ 曹小龙． 变电设备最佳联 合状 态检修的探
讨 与 实施 Ｉ－ Ｊ电气试 验 ，０ ９１ １ ２ ０ ．．
翻张士然， 李风海－ 变电站高压设备状 态检修技术
器。
光纤作为继 电保护 的信号通道 ， 前在以下 目
几个方面已得到应用 ：
４ ． １电流纵差保护 中的导引线 。 ４ － ２继电保护装置 的联络线； 如高频保护中 ． 继 电保护载波机 与控制 室 ： 微波保 护中 ， 保护 置与发射塔 之问几十至几 百米距离 的联络线。 ４ ． ３变电站或控制室内的继 电保护信号传输 线。 如计算机多机综合保护 中， 微机之间 ， 以及微 机与测量 、 、 、 自动 远动 终端设备之间的数据传输
２ ． ２复用光纤保护 光 纤 与 纵 联 保 护 （ ：Ｓ ３ 、 如 ７ Ｌ ２ＷＸＨ— １ ｌ、 Ｃ Ｌ ０ 、 Ｈ １Ｃ保护 ）配合构成 复用光纤纵 Ｓ １１ ＷＸ 一 １ 联保护 。采用允许式 ， 保护装置发 出的允许信号
道。但不足的是 ， 通信距离不够长 ， 于长距离 用 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
参 考 文献
３光纤应用于继电保护的高压测量 任何一套继电保护装置都要用 Ｔ 、ｖ 量 Ａ 测 ｒ 输 电线路上的电流 、 电压 。 应用光纤测量的一种 简单方法是用光纤将 Ｔ 、Ｖ与保护装置联 接起 ＡＴ 来， 这种测没方法能够避免强 电磁干扰对测量信 评价导则 的要求． 技术和平台构架先进 ， 采用先进 的系统分析 、 计、 设 开发、 测试方法和工具。 ６结束语 “ 事后检修（ 事故检修 ） 一定期检修一状态检 修” 这一 规律或趋势是科学发展的必然 。变 电设 备状态检修 ， 在技术方面主要涉及到状态监测和 故障诊断 、 设备寿命管理和预测 、 信息 管理与决 策以及电力设备可靠 陛技术； 应用方面主要涉及 到变电所 的重要一 次设备 ，ｌ ￣： ｔ变压器 、 器、 电抗 断 路器 、 避雷器 电流互感器和 电压互感器等 。从经 济、 成本和可靠性考虑设备状态检修管理系统有
和直跳信号需要经音频接 口 传送 给复用设备 ， 然 后经复用设备 Ｅ 光纤通道。 优点是 ： 接线简单 ， 利 于运行维护。 带路进行电信号切换 ， 利于实施。 提 高了光芯的利用率。缺点是 ： 中间环节增加， 而且 带路切换设备在通信室 ， 于运行人员巡视检 不利 查， 通信设备有问题要影响保护装置的运行。 ３光纤纵联 电流差动保护 光纤 电流差动保护是在 电流差动保护 的基 础上演化而来的 ， 基本保护原理也是基于克希霍 夫基本 电流定律 ， 它能够理想地使保护实现单元 化， 原理简单 ， 不受运行方式变化 的影响 ， 而且由 于两侧的保护装置没有 电联系 ， 了运行的可 提高 靠 性。 目前电流差动保护在电力系统 的主变压 器、 线路和母 线上大量使用 ， 其灵敏度高 、 动作简 单 可靠 快速 、 能适应电力系统震荡 、 非全相 运行 等优 是其他保护形式所无法比拟的。 光纤 电流 差 动保 护在继承 了电流差动保护的这些优 点的 同时， 以其可靠稳定 的光纤传输通道保证了传送 电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧 。 时间 同步和误码校验问题是光纤电流差动保护 面临 的主要技术问题 。在复用通道 的光纤保护上 ， 保 护 与复用装置时间同步的问题对于光纤 电流差 动保护的正确运行 起到关键的作用 ， 因此 目 前光 纤差动电流保护都采用主从方式 ， 证时钟的 以保 同步 ； 由于目前光纤均采用 ６ ｂ 数字通道 ， ４Ｋ ｉ ｔ 电 流差动保护通道 中既要传送电流 的幅值 ， 又要传 送 时间同步信号 ， 道资源紧张 ， 通 要求数据 的误 码校验位不能过长， 这样就影响 了误码 校验 的精 度 。目前部 分厂家推出的 ２ ｂ 数字接口的光纤 Ｍｉ ｔ 电流差 动保 护能很好地解决误码校验精度 的问
题ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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 Ｔ 、 ｖ Ａ 。 ｒ 这种测量无饱和现象 ， 可以准确地反映故障 隋况 下的电流 、 电 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 ＡＤ和 ＩＡ变换 ， 会 ／ ） ／ 将 大大提高动作时间和ｉ ｌｌ 度。 ｔ ￣ｔ Ｊ＇ Ｆ ｆ ４光纤作为继电保护的信号通道 利用光纤作为传输媒 质， 实现光的远距离传 送 。在长距离的光纤通信 系统 中， 每隔一段距离 需增设一个中继器 。 这就是传统的光一 光中继 电－
通信专业 的设备 ） ， 减少了信号 的传输环节 ， 增加 了使用的可靠性 。 缺点是 ： 光芯利用率降低（ 与复 用比较 ） 保护人员维护通道设备没有优势 。而 。 且， 在带路操 作时 ， 需进行本路保护 与带路保 护 光芯的切换 ， 操作不便 ， 而且光接头经 多次 的拔 插， 易造成损坏。
般只有 ９ ０ ， ６ 路 而用光缆构成的光纤通道 当用 ０ ５ ｍ短波 长时通信容 量可达 １ ２ 路 ，当用 ．ｕ ８ ９０ １ ５ ｒ 长波长时通信容量可达 ７ ８ 路 。 ．ｕ ５ ｎ ６０ １ 工作可靠 。载波通道受雷电和电力系统 ４ ＿ 操作产生 的电磁干扰很大 ， 号衰耗受天气变化 信 的影响很大 ， 有时甚至不能工作 。微波通道受电
简夼 华 北 电力技 术 ，０ ９１ ２ ０ ．＿
Ｉ杨玉菲， ４ ｝ 谷茂庆． 变电设备状态检修的研 究与实 施 ． 内江科技 ，０ ９ ． ２ ０ ． ４
中国新技术新产品
一４ — １１
一
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
工 业技 术
Ｃｎ ｅＴｈｌｅｎＰ ｕ 瞄国团图 团邑Ｉ ｈ ｗｅｎｇ￣ ｒｃ■ ■ Ⅱ ■ ■ ■ ｉＮ ｏｉ ｄｏ ｔ 瞳 篮 墨 叫 ■ ａ ｃ ｏｓ ｓ ｄ ａ
光纤通信在 电力系统继 电保护 中的应用
任 亮
（ 化供 电公 司 ， 黄 青海 尖扎 ８ １ ０ ） １２ ０