摘 要：光纖通信技術(shù)以其高效可靠的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用在電力行業(yè)中，成為電力通信不可替代的技術(shù)支持。光纖通信系統(tǒng)在電網(wǎng)繼電保護(hù)、監(jiān)控及調(diào)度自動(dòng)化方面扮演著越來越重要的角色。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；光纖通信系統(tǒng)；高壓電網(wǎng)

1 光纖通信在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用

1.1 光纖通道在繼電保護(hù)中的應(yīng)用。光纖通道在電力系統(tǒng)中構(gòu)成的保護(hù)稱為光纖繼電保護(hù)。光纖通道由光纖、光發(fā)送器和光接收器等構(gòu)成的。

1.1.1 光發(fā)送器。光發(fā)送器的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)輸出，用于控制待提供給光調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅的原件。光發(fā)送器包括：光檢測(cè)單元，是由檢測(cè)所述光調(diào)制器的輸出光信號(hào)，并且獲得有關(guān)的光信號(hào)的強(qiáng)度的信息和振幅調(diào)節(jié)單元組成，其根據(jù)所述關(guān)于光信號(hào)的強(qiáng)度的信息，調(diào)節(jié)待提供給所述光調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅。

1.1.2 光接收器。主要是通過光電效應(yīng)把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的一種設(shè)備。在光通信系統(tǒng)中，對(duì)于光電探測(cè)器的要求：響應(yīng)快、靈敏度高、噪聲小、可靠性高和成本低。光電在檢測(cè)過程中的基本原理是光的吸收。在接收端，接收天線的作用是將空間傳播的光場(chǎng)能收集并匯聚到探測(cè)器表面。

1.1.3 光纖。光纖是用來傳遞光信號(hào)的，同時(shí)也是一種傳輸介質(zhì)，是通過光的全反射的原理制造的。光纖是一種通過把訊息從一端傳送到另一端的媒介，是一條用玻璃或塑膠纖維制造而成，作為讓訊息流通的傳輸媒介。纖芯的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，一般是由石英玻璃制成。它由于易斷裂和質(zhì)地脆，，因此需要在外加一保護(hù)層作為保護(hù)。

1.2 光纖應(yīng)用于繼電保護(hù)的高壓測(cè)量

繼電保護(hù)裝置是通過在TA、TV上測(cè)量輸電線路上的電壓、電流。應(yīng)用光纖繼電保護(hù)測(cè)量高壓的一種方法通過光纖將TA、TV與保護(hù)裝置聯(lián)接起來，這種測(cè)量方法有效的避免強(qiáng)電磁干擾對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響，提高測(cè)量精度和設(shè)備的可靠性。而另一種方法是用光纖變流器取代電磁式的TA、TV。這種測(cè)量既無飽和現(xiàn)象，又可以準(zhǔn)確地反映故障情況下的電壓量和電流量。

1.3 光纖作為繼電保護(hù)的信號(hào)通道是利用光纖作為傳輸媒質(zhì)，實(shí)現(xiàn)光的遠(yuǎn)距離傳送。光纖通信系統(tǒng)在長(zhǎng)距離傳輸信息時(shí)，為增加傳送的距離，每隔一段距離需增設(shè)一個(gè)中繼器。這就是傳統(tǒng)的光-電-光中繼器。繼電保護(hù)的信號(hào)通道用光纖作為煤質(zhì)，目前在以下幾個(gè)方面已得到應(yīng)用：

1.3.1 電流縱差保護(hù)中的導(dǎo)引線。原理簡(jiǎn)單，就是參照基爾霍夫定律為依據(jù)的。電流縱差保護(hù)中的導(dǎo)引線具有弱電源，保護(hù)自動(dòng)投入，自適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式；天然的選相功能，同桿雙回線跨線故障；不受TV斷線影響，具有很好的方向保護(hù)；不受振蕩影響，在任何故障發(fā)生時(shí)，快速動(dòng)作；耐受過度電阻能力強(qiáng)；不受功率倒向影響；適用于短線路和適應(yīng)于串補(bǔ)線路中。

1.3.2 繼電保護(hù)裝置。光纖保護(hù)裝置的一種原理是，通過光纖通道將閉鎖或開放信號(hào)從線路的一端傳輸?shù)搅硪欢?，可瞬時(shí)切除被保護(hù)線路上的任何一點(diǎn)的故障；而另一種是通過光纖通道傳遞光脈沖信號(hào)將線路兩端的測(cè)量電量進(jìn)行差動(dòng)比較。光纖是通過目前高頻閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)的基礎(chǔ)上演化成閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)，以穩(wěn)定性高和可靠性高的光纖通道代替高頻通道，從而使保護(hù)動(dòng)作的可靠性提高，以基爾霍夫電流定律為依據(jù)，瞬時(shí)切除區(qū)內(nèi)故障。

1.3.3 變電站或控制室內(nèi)的繼電保護(hù)信號(hào)傳輸線。例如用在于計(jì)算機(jī)和微機(jī)多機(jī)綜合保護(hù)中，微機(jī)和計(jì)算機(jī)之間和微機(jī)與遠(yuǎn)動(dòng)、測(cè)量、自動(dòng)、終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸線。把光纖應(yīng)用在這些繼電保護(hù)通道中，不僅使通道的抗干擾能力有效地提高，又能夠提高信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。應(yīng)用在短線電流縱差保護(hù)中更為特殊，因?yàn)槎叹€電流縱差保護(hù)對(duì)光纖通道的依賴性強(qiáng)，要求通道不中斷和誤碼率要低。不同的通道具有不同的光纖差動(dòng)保護(hù)，只能和同型號(hào)的光纖差動(dòng)構(gòu)成整套主保護(hù)，用旁路斷路器和帶線路斷路器時(shí)不易配合；一個(gè)半接線方式，TV飽和，在原理上存在缺陷。解決辦法：引入兩組TV的電流。

1.4 光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)

目前高頻閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)的基礎(chǔ)上演化而成的閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)，以穩(wěn)定性高和可靠性高的光纖通道代替高頻通道，從而使保護(hù)動(dòng)作的可靠性提高。光纖閉鎖保護(hù)的信號(hào)在光纖保護(hù)通道中能起到很好的監(jiān)視作用，這比目前高頻閉鎖保護(hù)需要值班人員定時(shí)交換信號(hào)，以鑒定通道正?？煽颗c否靈敏了許多，同時(shí)也使閉鎖式保護(hù)的動(dòng)作可靠性提高了。此外由于光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)在原理上與目前大量運(yùn)行的高頻保護(hù)類似的，在完成光纖通道的敷設(shè)后，只需更換光收發(fā)訊機(jī)即可接入目前使用的高頻保護(hù)上，因此具有改造方便的特點(diǎn)。與光纖電流縱差保護(hù)比較，光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)不受負(fù)荷電流的影響，不受線路分布電容電流的影響，不受兩端TA特性是否一致的影響。

2 光纖通信系統(tǒng)在電網(wǎng)監(jiān)控及調(diào)度自動(dòng)化方面的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)的快速發(fā)展前提下，配電網(wǎng)絡(luò)也開始形成相當(dāng)規(guī)模的智能電網(wǎng)構(gòu)架，在電網(wǎng)絡(luò)管理自動(dòng)化水平的不斷提高下，大量應(yīng)用于電力運(yùn)行、生產(chǎn)、管理的各種信息，需要迅速、穩(wěn)定、可靠地進(jìn)行傳輸，這給了電力系統(tǒng)通信更高 的要求，光纖通信技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)、可靠、先進(jìn)的通信技術(shù)，同時(shí)其也得到越來越廣泛的應(yīng)用，電力通信網(wǎng)絡(luò)融入這一技術(shù)并得到很好的應(yīng)用，從而構(gòu)建承載綜合業(yè)務(wù)的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)已經(jīng)開始成為電力系統(tǒng)發(fā)展建設(shè)的必然選擇。

2.1 光纖傳輸技術(shù)在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)上的應(yīng)用

電力系統(tǒng)中的光纖通信是為電力的生產(chǎn)、輸調(diào)度和管理等服務(wù)的，保證了電力系統(tǒng)安全、可靠地發(fā)電供電。光纖通信系統(tǒng)特別是對(duì)于高壓電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)、調(diào)度管理、分層控制等方面，光纖通信更有最為突出的職能。然而面對(duì)繼電保護(hù)的要求也越來越高的這種情形下，對(duì)動(dòng)作的可信賴性也越來越高。在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求必須快速切除，避免發(fā)生繼電保護(hù)拒動(dòng)的事故。

2.2 光纖通信系統(tǒng)在高壓電網(wǎng)中的應(yīng)用

光纖通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是為電力的管理、生產(chǎn)和輸調(diào)度等服務(wù)的，同時(shí)也使電力系統(tǒng)安全得到保證，更好的可靠地發(fā)電供電。具體任務(wù)表現(xiàn)為：負(fù)責(zé)將有關(guān)層次采集到的相關(guān)信息，通過光纖通信系統(tǒng)逐級(jí)傳送上報(bào)；然后把相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，以及各層次所轄電網(wǎng)運(yùn)行情況的監(jiān)視信息等逐級(jí)傳送上報(bào)；最后將有關(guān)層次電網(wǎng)的請(qǐng)求支援信息及時(shí)逐級(jí)地傳送上報(bào)，同時(shí)也將相關(guān)的調(diào)度命令及時(shí)的逐級(jí)傳遞下達(dá)；在有關(guān)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息，逐級(jí)傳送上報(bào)和下達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)快速、自動(dòng)化的控制。因?yàn)樵诟邏弘娋W(wǎng)中傳送的信息主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式，所以相應(yīng)的光纖通信系統(tǒng)也采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式。此外，由于所需傳送的信息數(shù)量大和內(nèi)容多，而采用密集波分復(fù)用技術(shù)是一種最好的方法。

3 結(jié)束語

電力部門的首要任務(wù)是如何保證電力系統(tǒng)安全和穩(wěn)定的運(yùn)行。在全國聯(lián)網(wǎng)不斷擴(kuò)大的電網(wǎng)規(guī)模情形下，電網(wǎng)可靠的管理和運(yùn)行越來越復(fù)雜。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)融入調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，這不僅保障了網(wǎng)絡(luò)安全，而且保證了電力系統(tǒng)安全的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]關(guān)敬歡.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)現(xiàn)狀與發(fā)展探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009（18）.

[2]李強(qiáng)，代志勇，劉永智.光纖放大器在無線光通信的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2009（15）.