摘 要：基于繼電保護(hù)中電力光纖技術(shù)的應(yīng)用問題，文章通過對電力光纖技術(shù)應(yīng)用要求、光纜的電網(wǎng)保護(hù)以及解決傳輸通道雙重化的問題進(jìn)行了闡述。并結(jié)合實(shí)際情況，分析了有光時(shí)分復(fù)用電力光線技術(shù)的工作原理。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；電力光線技術(shù)；電網(wǎng)通信；有光時(shí)分復(fù)用

電力系統(tǒng)運(yùn)行安全是保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)穩(wěn)定的重要工作內(nèi)容，隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，采用原有的數(shù)據(jù)信息傳遞方式很難滿足信息高效傳遞以及高信息容量的需求。針對這一問題，相關(guān)研究人員應(yīng)從明確電力光纖技術(shù)應(yīng)用要求、光纜的電網(wǎng)繼電保護(hù)以及解決傳輸通道雙重化問題入手進(jìn)行分析研究，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

1 繼電保護(hù)中電力光纖技術(shù)概述

電力光纖技術(shù)是指，應(yīng)用于電網(wǎng)通信和調(diào)度過程的技術(shù)，它能夠?yàn)樾畔⑼ǖ捞峁┫鄳?yīng)的保護(hù)。而繼電保護(hù)中應(yīng)用的電力光纖技術(shù)是通信光纖，它是由包層和纖芯兩部分內(nèi)容組成。包層是將光控制在纖芯內(nèi)，并通過保護(hù)纖芯來增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度；纖芯則是用來傳輸光信號的介質(zhì)。電力光纖在繼電保護(hù)過程中能夠起到通道傳輸介質(zhì)的作用，它的應(yīng)用使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行具有耐高壓和抗雷電電磁干擾的特點(diǎn)。對于繼電保護(hù)電場的絕緣效果來說，電力光纖技術(shù)的應(yīng)用帶來了頻帶比較寬、傳輸容量比相對較大以及衰耗比較低的特點(diǎn)?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，電力光線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)力度不斷加大，光纖技術(shù)也會(huì)在繼電保護(hù)中完善其保護(hù)措施。

2 繼電保護(hù)中電力光纖技術(shù)的應(yīng)用

2.1 電力光纖技術(shù)應(yīng)用要求

電網(wǎng)繼電保護(hù)的安全運(yùn)行是依靠繼電保護(hù)的應(yīng)用動(dòng)作和應(yīng)用時(shí)間來保證的。因而，必須要對電網(wǎng)通信通道的延時(shí)傳輸進(jìn)行嚴(yán)格。相關(guān)研究結(jié)果表明，基于SDH光纖通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在480km的距離范圍內(nèi)滿足電網(wǎng)繼電保護(hù)的傳輸延時(shí)需求[1]。當(dāng)電網(wǎng)實(shí)際的傳輸需求大于480km時(shí)，電力光纖技術(shù)通過增大中繼的距離或者提高輸出光功率的方法來滿足光信息傳輸?shù)难訒r(shí)要求。目前，隨著電力光纖技術(shù)的快速發(fā)展，光信號的接收機(jī)、光源以及光纖的使用性能都得到了不同程度的提升。具體來說，光信號接收機(jī)的接收機(jī)的靈敏度更高、光源的輸出功率更大以及光纖的無中繼傳輸距離更長，部分光纖的無中繼傳輸距離甚至可以達(dá)到上百公里。這一要求的滿足是電力光纖技術(shù)改善了光信號的放大器以及色散補(bǔ)償器的原因。在具體計(jì)算時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)參數(shù)是以傳輸最差狀態(tài)來進(jìn)行計(jì)算的，這就意味著結(jié)果是存在一定余量的。如果再去掉一些傳輸過程中不必要延時(shí)環(huán)節(jié)，那么電力光纖技術(shù)允許延時(shí)的時(shí)間距離還可以延長。由此可以看出，SDH的光纖通信系統(tǒng)完全可以滿足電力系統(tǒng)傳輸繼電保護(hù)信號的延時(shí)要求和避免傳輸損傷問題的發(fā)生。在這種情況下，電網(wǎng)的繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)了信號的有效傳輸。電力光纖技術(shù)還能夠提高電網(wǎng)信息設(shè)計(jì)、運(yùn)行以及系統(tǒng)維護(hù)的工作效率，保證了電力通信系統(tǒng)傳送的安全性。

2.2 光纜的電網(wǎng)保護(hù)

現(xiàn)階段，繼電保護(hù)中電力光纖網(wǎng)絡(luò)的使用光纜有三種：分別是架空地線復(fù)合（OPGW）光纜、自承式（ADSS）光纜以及普通非金屬光纜。其中雖然架空地線復(fù)合光纜OPGW的使用成本較高，但它在同桿雙回和多回線路以及高電壓等級的使用過程育線路的綜合造價(jià)相比成本較低。與此同時(shí)，架空地線復(fù)合光纜還可以兼作繼電保護(hù)的通道。例如，220kV的電網(wǎng)通信線路，其采用的高頻保護(hù)和光纖保護(hù)的成本價(jià)格相當(dāng)。但當(dāng)高頻保護(hù)在線路兩側(cè)的運(yùn)行過程中，還需要增設(shè)結(jié)合濾波器、阻波器以及耦合電容器等設(shè)備，這就意味著OPGW光纜的使用將更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。此外，架空地線復(fù)合光纜的應(yīng)用還具有較高的運(yùn)行可靠性，且設(shè)備維修費(fèi)用低廉的特點(diǎn)。

2.3 傳輸通道的雙重化問題

在繼電保護(hù)中，當(dāng)電力光纖技術(shù)應(yīng)用于220kV電網(wǎng)以及220kV以上的電網(wǎng)信號傳輸時(shí)，要按照規(guī)定進(jìn)行雙重化的主保護(hù)。除此之外，縱聯(lián)保護(hù)也要實(shí)現(xiàn)線路的雙重化保護(hù)。對于220kV電網(wǎng)以及220kV以上電網(wǎng)信號傳輸?shù)母哳l保護(hù)會(huì)在不同的相別上進(jìn)行耦合，所以就能夠滿足傳輸通道的雙重化要求。在實(shí)際傳輸過程中，如果采用兩套光纖保護(hù)進(jìn)行電網(wǎng)信號線路的主保護(hù)，那么傳輸通道的雙重化問題就會(huì)對光纖保護(hù)的普及造成影響。因而，要在同一光纜的不同纖芯上實(shí)現(xiàn)通道雙重化要根據(jù)光纜的使用型號來進(jìn)行確定。對于光纜型號的選擇，相關(guān)研究表明，按照使用可靠性原則ADSS光纜而后普通不能實(shí)現(xiàn)不同纖芯的雙重化[2]。基于此，只能通過光纜的雙重化傳輸標(biāo)準(zhǔn)來達(dá)到通道雙重化的目的。

2.4 應(yīng)用施工工藝

電力光纖技術(shù)在繼電保護(hù)中的對象是，超高壓線路的傳輸通道運(yùn)行安全，這是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。電力光線技術(shù)的光纜在傳輸數(shù)據(jù)信息式，需要經(jīng)過光纜機(jī)、轉(zhuǎn)接端子箱、高壓線路以及電纜層等環(huán)節(jié)，這就給光纖的施工質(zhì)量和施工工藝操作提出了新的要求。基于此，施工人員應(yīng)在繼電保護(hù)裝置在投入使用前減小其測試誤差。否則，就會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的錯(cuò)誤動(dòng)作，從而對電力網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。

3 繼電保護(hù)中電力光纖技術(shù)的工作原理

3.1 電力光纖技術(shù)的應(yīng)用原理

在電力光纖技術(shù)應(yīng)用于繼電保護(hù)的過程中，光線網(wǎng)絡(luò)起到了穩(wěn)定傳輸性能、提高保護(hù)恢復(fù)能力的作用?，F(xiàn)階段，電網(wǎng)通信系統(tǒng)中廣泛采用的是SDH/SONET同步數(shù)字體系。同步數(shù)字體系的工作原理是以電時(shí)分復(fù)用的方式來進(jìn)行繼電保護(hù)的，它的應(yīng)用使得電網(wǎng)通信系統(tǒng)具有固定的時(shí)延性能和強(qiáng)大的保護(hù)恢復(fù)能力。但在具體的應(yīng)用過程中存在一定的局限性，這就很難滿足電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)的需求?；诖?，應(yīng)把當(dāng)前系統(tǒng)廣泛采用的電復(fù)用方式逐漸向光復(fù)用方式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這是因?yàn)楣鈴?fù)用保護(hù)方式能夠?qū)崿F(xiàn)增大光纖傳輸信息容量的目的。光復(fù)用方式也可以稱為有光時(shí)分復(fù)用，其中主要有兩種保護(hù)方式，分別是頻分復(fù)用技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)。

3.2 波分復(fù)用技術(shù)

對于波分復(fù)用技術(shù)（WDM）在繼電保護(hù)中的應(yīng)用，已經(jīng)進(jìn)入到商用的大規(guī)模使用階段。其具體的工作原理與電時(shí)分復(fù)用技術(shù)的擴(kuò)容潛力低下情況不同，WDM技術(shù)是通過一根光纖來傳送多個(gè)波長的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸[3]。此過程中，WDM技術(shù)使發(fā)送的多個(gè)波長有效繞過了光源信號，這就起到了增加電力光纖的傳輸容量，從而解決了當(dāng)前商用信息爆炸的波長傳輸需求。此外，WDM技術(shù)還將電力光纖的帶寬資源利用了起來，這就使光信號的傳輸容量實(shí)現(xiàn)了幾百倍的提升。而光信號以大容量的方式進(jìn)行長途運(yùn)輸，在一定程度上節(jié)約了光纖設(shè)備和再生器的使用，有效地降低了電網(wǎng)繼電保護(hù)的運(yùn)行成本。

4 結(jié)束語

綜上所述，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)是為電力系統(tǒng)提供安全、可靠以及高效的運(yùn)行方式的技術(shù)，將電力光纖應(yīng)用于其中，能夠?qū)崿F(xiàn)其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，還保證了電網(wǎng)通信的運(yùn)行可靠性。具體來說，在繼電保護(hù)中電力光線技術(shù)的應(yīng)用將電復(fù)用技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)化為了光復(fù)用技術(shù)。該技術(shù)完成了電力設(shè)備的運(yùn)行過程監(jiān)測、數(shù)據(jù)信息采集以及傳輸方式控制等任務(wù)，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)傳輸通道中接收數(shù)據(jù)信息的快速完整傳遞。在此應(yīng)用過程中，如果出現(xiàn)了故障，繼電保護(hù)就可以快速做出反應(yīng)動(dòng)作，從而避免電力系統(tǒng)癱瘓事故的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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