【浅析具有先天优势的新科技】 先天优势
时间：2019-05-11 03:21:30 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：本文着重介绍了光纤通道的特点和工作原理，以及目前在电力光纤网络中光纤保护装置与光纤通道的连接方式和主要特点，讨论了光纤纵差保护的特点。 关键词：光纤通道 纵联保护 光纤保护
随着通信技术的发展，在纵联保护通道的使用上，已经由原来的单一的载波通道变为现在的载波、微波、光纤等多种通道方式。由于光纤通道所具有的先天优势，使它与继电保护的结合，在电网中会得到越来越广泛的应用。
1.光纤通道作为纵联保护通道的优势
光纤通道首先在通信技术中得到广泛的应用，它是基于用光导纤维作为传输介质的一种通信手段。光纤通道相对于其他传统通道（如：电缆、微波等）具有如下特点：
1.1光的频率高，所以频带宽，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。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"透明度"。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，没有增加或减少任何细节。
1.2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方面的干扰，因此，光纤通道最适合应用于继电保护通道。
以上是光纤通道的特点，是继电保护所采用的常规通道形式所无法比拟的。在通道选择上应为首选。但是由于光缆的特点，抗外力破坏能力较差，当采用直埋或空中架设时，易于受到外力破坏，造成机械损伤。
2.光纤通道与光纤保护装置的配合方式
目前，纵联保护采用光纤通道的方式，得到了越来越广泛的应用，在现场运行设备中，主要有以下几种方式：
2.1专用光纤保护
光纤与纵联保护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许信号和直跳信号。此种方式，需要专用光纤接口，使用单独的专用光芯。优点是：避免了与其他装置的联系（包括通信专业的设备），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。
2.2复用光纤保护
光纤与纵联保护配合构成复用光纤纵联保护。采用允许式，保护装置发出的允许信号和直跳信号需要经音频接口传送给复用设备，然后经复用设备上光纤通道。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，不利于运行人员巡视检查，通信设备有问题要影响保护装置的运行。
2.3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，提高了运行的可靠性。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、非全相运行等优点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，以保证时钟的同步；由于目前光纤均采用64 Kbit数字通道，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，通道资源紧张，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。
3.光纤纵差保护的特点
3.1光纤纵差保护装置中应用电流综合量继电器对电流量进行判断比普通电流继电器的灵敏度高。电流综合量继电器在故障时，采用的电流量为I∑N=I1+6I2(I1为正序电流、I2为负序电流)。而普通电流继电器在故障时，采用的电流量为I＝Ig(Ig为故障电流)。在发生三相短路故障时，使用电流综合量的继电器和普通电流继电器具有同等的灵敏度；在发生对于BC两相短路故障由于故障电流往往远大于负荷电流，故可以忽略故障时的负荷电流IA＝0。以A相作为参考，则有IB＝－IC，IA＝0。对于普通的电流继电器：I＝Ig＝IB＝－IC可以看出使用电流综合量继电器灵敏度高。同样道理对于CA、AB两相短路故障由于故障电流往往远大于负荷电流，故而忽略故障时的负荷电流，使用电流综合量继电器灵敏度比常规电流继电器高。对于中低压小电流接地系统的短线路保护，电流继电器可能采用A、C两相星形接线方式，因此对于在AB和BC相间短路时，普通的电流继电器只能有一个电流继电器动作。而对于电流综合量继电器而言却无影响。总体来说，对于两相短路故障，使用电流综合量继电器比普通电流继电器灵敏度提高较多。
3.2作为短距离线路保护优势显著，当输电线长度较短（1～2km甚至几百米）时，整定阻抗小，继电器的动作范围受短路点的弧光电阻影响较大，对躲过渡电阻问题更为敏感，现在我们常用的110KV线路保护配置一般是三段式相间距离保护和三段式零序电流保护，距离保护的阻抗元件一般是方向阻抗继电器或带偏移特性的阻抗继电器，这种圆特性阻抗继电器躲过渡电阻性能较差，对快速切除故障极为不利。这时，光纤纵差保护全线路的快速切除故障；适应电力系统的振荡、非全相运行等各种复杂的运行状态；仅需测量保护各端的线路电流，不受PT断线的影响，动作速度可以做得很快的特点就体现出来了。
4.结束语
尽管目前光纤保护在长距离和超高压输电线路上的应用还有一定的局限性，在施工和管理应用上仍存在不足，但是从长远看，随着光纤网络的逐步完善、施工工艺和保护产品技术的不断提高，光纤保护将占据线路保护的主导地位。
参考文献：
[1]宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社.
[2]黄小月.数字光纤通信概述[J].
作者简介：
王庆东（1983-），学历：本科，工作单位：大庆油田电力集团供电公司中心试验所继电保护室，职称：助理工程师。
