继电保护光纤通道的分析与应用

李瑾璐

摘要：随着电子技术、计算机技术和通信技术的飞速发展，人工智能技术，如人工神经网络、遗传算法、进化规模、模糊逻辑等相继在继电保护领域中得到研究应用，使继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。本文通过分析光纤通道接口、高压测量和继电保护、信号通道及光纤信号通信系统在继电保护中的应用做了阐述分析，给予同行业作为参考。

关键词：继电保护  信号保护  光纤

中图分类号：TM77   文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）09-0034-01

1 光纤通道及接口

在继电保护中现已应用光纤通道，通过光纤的继电保护我们称之为光纤继电保护。是由光纤、发送器以及接收器组成。

1.1 光的发送器

其作用是通过光信号来代替以往电缆的电信号作为输出，光纤发送器常采用砷化镓以及砷镓铝二极管或者铝石钕榴石激光器构成。发光二极管使用的时间能够达到百万小时，所以它是可靠且简单的光电转换部件。

1.2 光接收器

其作用是将光信号接受并转换成电信号并输出，采用的是光电二极管。

1.3 光纤

其作用是传递信号，光传播，它的构造是内部由石英丝或者玻璃丝构成。光纤的特点是通道的容量很大，节约了很多有色金属，抗腐蚀并且耐潮，也不怕遭受雷击，对外界的干扰敏感度低，可以无电磁感应，通道可靠。缺点是通信的距离不是很长，如果应用在长距离的时候，必须增加继电器或者其他附加设备才能正常工作。根据目前电力系统运行的技术标准，为了保护电力系统的正常运行，需要增大通信容量，一般情况下微波的通道容量为960路左右，光缆光纤的通道如果使用0.85um则短驳通信的容量则可相应增加到1920路，如果波长达到1.55um，则通道的通信容量就可以达到7680路。

1.4 工作可靠

载波通道和电力系统的操作容易遭受雷电的干扰，因天气的变化信号的衰耗也受到很大的影响，严重的时候将导致不能工作。微波通道在天气变化的时候干扰也非常大，在电磁的干扰下不是很受影响。光纤通道既不受电磁干扰也不受恶劣天气的影响，可见，光纤通道的稳定性和可靠性要远远超过载波和微波通道，这也对电力系统保护起到非常重要的作用。光纤保护包含光纤的距离保护，光纤的方向保护、光纤的电流差动保护、光纤命令的传输，这些对传输的通道要求不同。光线距离的保护和光线方向的保护以及命令传输装置是命令逻辑信号，所有的通信传输没有对称性的要求，在任何的通信通道都可以进行工作，所以就完全可以在适应任何的光纤自愈环网。光纤电流的差动保护输出是瞬时的电流数值和电流向量的虚部以及实部，在求制动电流和动作电流时应在同一时间的两端电流的向量和向量差，这就要求两端采样要同步。

总之，当自动保护装置在自愈环或者另外的通道切换中传输时，必须确保收发路由在切换时前后保持一致，在切换时，发路由要同时切换，时间小于50ms，切换装置保护时候会发出通道警告信号。

2 光纤应用于继电保护的高压测量

继电保护装置需要测量电路的电压和电流，使用TA、TV测量。光纤的测量实际上是简单的将光纤和TA、TV连接保护装置，这样的测量可以最为有效的降低电磁波的干扰，避免测量信号发生偏差，保护设备的安全稳定运行。另外，在使用光线的变流器来代替电磁的TV、TA时，这种测量就没有饱和现象的发生，可以更为准确的反应出发生故障时的电压和电流，对于计算机控制系统更为有益，可以将大量的测量信息反馈到计算机进行A/D，D/A的交换。其好处是提高计算精度和精准度。

3 光纤作为继电保护的信号通道

在长距离的光纤传输中，通过光线作为传输的介质，实现光的传递，在适当的距离加装继电保护装置，成为传统的光-电-光中继器。光纤在目前是继电保护中作为信号的通道，已经有如下的应用：

（1）电流纵差保护中的导引线;（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，保护装置与发射塔之间几十至几百米距离的联络线。（3）变电站或控制室内的继电保护信号传输线。计算机之间的综合保护，微机之间的测量与信息传输，还有各种自动化设备，终端之间的数据信息传输。将光纤运用到继电保护中，能够提高其抗干扰的能力，而且在信号传输的过程中更加精确，尤其是在短路电流中进行纵插电流保护，因感应电流和故障电压造成的对通道设备的伤害，此方法是一个非常有效的办法。所以，在研究光纤通信的继电保护装置应用中，均是针对短线纵差保护作为研究方向的。另外，在短距离的使用光线纵差保护也避免了在超范围误动和弧光电阻造成的问题。

4 光纤通信系统的复用在继电保护中的应用

在短线的光纤通信中，复用技术的应用让信号之间的传输更加稳定，各种保护电流，信号的传输可以有效地分相比较和传输，跳闸，如果要提高继电保护的稳定性能，随着电力系统光纤信息好的使用，各种基于继电保护设施的光纤通信信号模拟或者数字传输都可以让电压或者电流的传输更加稳定，并且都在长线传输电路上使用分相电流纵差保护技术，这种电流差动保护是其他原理所不及的。

5 结语

光纤通讯的优点在于抗干扰能力强，另外就是传送的速度快容量大。抗干扰可以应用在继电保护装置中，确保设备装置的安全和可靠，传输容量大的优势可以发展其他的保护方式，使新的保护原理发挥作用。

参考文献

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