浅谈光纤通信在电力系统继电保护中的应用

刘天宇 董晓

摘 要 随着社会经济的快速发展，也有越来越多的电力系统开始应用光纤通信。现阶段，电力系统的规模逐渐扩大，越来越多的地区被电力资源所覆盖，而电力部门的服务范围也日益扩大，对继电保护的要求也会随之提高。

关键词 光纤通信；电力系统；继电保护

引言

对于220kV或以上的电力系统主干传输通道的输电线路来说，他们的电压等级较高，传输容量大，如果发生任何的故障都会带来严重的影响，甚至会威胁到整个系统运行的稳定性，影响到人民群众的生命财产安全。因此，都会采用继电保护装置来避免高压电力线路发生故障。继电保护装置中的保护信号是物理传输，通道方式的选择具有多样性，其中包括有电力线载波、光纤、微波等。其中光纤通道不会受到超高压和雷电电磁的干扰、可靠性较强高、传输容量大、损害率低等，是目前大多数电力系统首选的传输方式[1]。

1 光纤通信在电力系统继电保护中应用的原理

光纤通信在电力系统继电保护中的应用优势在于，其通信良好，信息传输性能较强，如果电力系统在运行的过程中，有部分电力元件出现故障，不会对电力系统的正常运行造成太大的影响，并且还能及时地将警告信息发送至值班人员处，或者直接触动断路器从而切断电路，确保电力系统的稳定运行。

光纤通信的信息传输方式所采用的技术主要包括有波分复用技术、频分复用技术，而波分复用技术的原理就是在一根光纤中传输多个波长不同的信号，从而增加光纤的通信容量，充分、全面的利用光纤通道资源，特别是对于大容量、长距离传输的光信号传递，采用光纤通信能够减少电力系统的继电保护成本。频分復用技术的应用原理就是将传输信道总带宽细分为多个子频带，在子频带中传输信号。在频分复用技术中，信号是以并行的方式进行传递，不会出现信号传输延时的情况，从而增加了频分复用技术的应用次数[2]。

2 光纤通信在电力系统继电保护中的应用方式

2.1 光纤通信应用于继电保护中的高压测量

每套继电保护系统都要具备TA、TV设施，在完成了输电线路的电压和电流测量后，才能开始应用。在输电线路上，光纤通信设备的测量方式就是通过光纤将TA、TV设备和保护装置联系起来，利用光纤测量设备进行测量能够避免外界的电磁干扰对信号造成的影响，确保测量数据的精确性以及设备的安全运行。光纤在输电线路的测量中还能发挥其他作用，就是通过光纤变流器取代电磁式TA和TV设备。这种测量方式不会出现饱和的情况，即使输电线路发生了故障，也能准确反映出其电压的情况以及电流量。采用这种措施有助于计算机的保护，由于这种测量方式能够直接将光纤变流器所测量的数值及信息传递到计算机保护中，避免了A/D和D/A两种模式间的切换所造成的偏差，从而节约了设备测量所花费的时长，并且提升了测量和计算的准确性。

2.2 光纤通信在继电保护中的复用

在短距离电流的纵差保护中的光纤通信通道，要结合各项要求来研制出信号传输中的复用技术，并合理应用，从而更好地传输电流以及其他的保护信号，确保能够做到分相眺闸、分相对比和分相传送，增强继电保护的运转性能。就目前的情况看来，电力企业最常采用的终端保护设备就是ITUG703标准的同向数据传输接口，这种设备能够通过PCM复用技术式来保护传输的信号。其次，这种措施也能利用目前电力系统的光纤设施来发挥自愈作用，防止光纤由于意外而断开，造成通讯中断的情况发生，从而增强通道保护的双重性，保证通道的可靠性和稳定性，满足数据传输对连续性的要求。而这种方式的优势在于其性价比较高、安全性强、稳定性好等特点，是电力系统中继电保护的未来发展趋势[3]。

随着光纤通信在继电保护中应用范围的逐渐扩大，采用次数的逐渐增加，通过光纤通信的继电保护来传输数字、模拟形式的多路电流以及电压信号，并且还能在长距离的电流输送线路中，使用分相电流纵差保护的方式，这个方式的优势相较于其他方式的优势更为突出。

2.3 光纤通信用作于继电保护的信号通道

光纤通信中的电缆是电力传输的载体，用于长距离的光电输送。在长距离的光纤通信输送系统中，要在一定的通道距离间设置一个中继器，就是传统的光电——光中继器。光纤通信在电力系统中主要负责扮演继电保护的通道，而现在主要负责电流动差纵联保护中的引导线，还能充当继电保护系统中的联络线。例如，在微波保护中，能够充当距离长达几十米甚至几百米的保护设备以及发射塔的数据传送线；在高频保护中，光纤通信可充当继电保护的控制室和载波机。此外，光纤通信还能作为控制室和变电室中继电保护讯号的传输线使用，例如，在计算机综合保护系统中，充当计算机间的传输线，计算机与测量、自动和终端设施间的输送线。

在继电保护的通道中，使用光纤通信不仅能够保证通道的稳定性和可靠性，还能减少外界造成的不良干扰，增强抗干扰能力。特别是对于短线的电流纵联保护，能够很好地解决由于感应电压和故障电流的过电压所导致通道和设施被损害的问题。因此，对光纤通信在电力系统继电保护中的应用分析，主要的分析和探究要点就在于短线的纵差保护。其次，在短距离的输送上采用光纤纵差保护法，能够减少由于距离保护在短距离传输中造成的误差以及由于弧光电压所造成的拒动障碍[4]。

3 结束语

综上所述，由于光缆的信号传输方式损耗率较低，传输高效、操作方便，传输安全性和稳定性较强。因此在电力系统继电保护中，很受重视，许多电气企业都应用光纤通信，得到了许多行内专业人士的认可。为了能够增强电力系统的监督管理能力，提高电力资源的利用率，就需要电力人员对光纤通信设备进行探究和优化，不断提高设备的各项性能，推动设备在电力中的应用，提升我国电力系统中信号传输和应用管理的水平，为电力系统的传输奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 韩亚男.光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].电子技术与软件工程，2015，（07）：41.

[2] 孙丽红，朱哲然.浅析光纤通信在电力系统中的应用[J].通讯世界，2016，（04）：171-172.

[3] 郑汝波.光纤通信技术在电力系统中的应用[J].科技创新与应用，2013，（02）：117.

[4] 车文华，吴勇，童军，等.光纤通信在电力系统中的应用和维护[J].冶金动力，2016，（09）：51-54.