沈衛(wèi)剛++王清++吳疆

摘 要：光纖技術(shù)的日益成熟，DSP技術(shù)及通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及繼電保護(hù)要求的提高，使光纖通道得到廣泛的應(yīng)用。本文主要闡述了光纖通道的結(jié)構(gòu)配置及使用情況，同時(shí)也剖析了光纖通道的缺點(diǎn)，表明了光纖通道在繼電保護(hù)發(fā)展的必然性。

關(guān)鍵詞：光纖；通道；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP336 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0157-01

以往變電站的信息傳輸主要靠二次電纜的模擬量結(jié)合網(wǎng)絡(luò)線的數(shù)字量，實(shí)現(xiàn)功能靈敏度高，動(dòng)作速度快，相對(duì)功耗略小，發(fā)展前景廣闊。但是，隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)逐漸將光纖通道技術(shù)應(yīng)用于變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。近年來(lái)，光纖技術(shù)、DSP技術(shù)、通信技術(shù)的迅速發(fā)展為光纖通道的應(yīng)用提供了機(jī)遇。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，在縱聯(lián)保護(hù)通道的使用上，采用光纖作為通道，同時(shí)在數(shù)字化變電站推廣中，光纖通道已起到主導(dǎo)作用。

1 光纖通道的結(jié)構(gòu)

1.1 光纖保護(hù)通道

高壓線路縱聯(lián)保護(hù)主要是依賴于通道，使線路兩端的保護(hù)裝置進(jìn)行故障信息的交換，進(jìn)而判別出是本線故障，還是區(qū)外故障。兩側(cè)數(shù)據(jù)的交換采用數(shù)字通信，在每個(gè)單位時(shí)間里傳遞的信息量是由兩者之間通道的通信速率決定的。在這種通道下，線路兩側(cè)的保護(hù)裝置上都具有同步通信功能的插件和光電轉(zhuǎn)換器件，在裝置上實(shí)現(xiàn)了通信功能和光電轉(zhuǎn)換。當(dāng)被保護(hù)線路長(zhǎng)度不長(zhǎng)時(shí)，兩側(cè)光纖保護(hù)裝置可以通過(guò)專用光纖直接連接，當(dāng)被保護(hù)線路長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，為了補(bǔ)償光功率損耗，兩側(cè)光纖保護(hù)裝置需要把光信號(hào)傳入繼電保護(hù)信號(hào)數(shù)字復(fù)接接口裝置再轉(zhuǎn)換為信號(hào)通過(guò)通訊設(shè)備傳輸至對(duì)側(cè)[1]。

1.2 數(shù)字化變電站光纖通道

數(shù)字化變電站是智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。一次設(shè)備數(shù)字化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化是其特征，整個(gè)變電站的裝置全部基于標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，也就是說(shuō)，用以太網(wǎng)的總線代替二次連接的導(dǎo)線，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)IEC61850通信協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)變電站信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程的全部數(shù)字化。智能化變電站與傳統(tǒng)變電站相比，主要需對(duì)過(guò)程層和間隔層設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，將一次系統(tǒng)的模擬量和開(kāi)關(guān)量就地?cái)?shù)字化，用光纖代替原來(lái)的電纜連接，實(shí)現(xiàn)過(guò)程層設(shè)備與間隔層設(shè)備之間的通信。

2 光纖通道技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 光纖保護(hù)通道應(yīng)用

鑒于光纖縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)原理簡(jiǎn)單，應(yīng)用前景廣泛，對(duì)通道依賴性強(qiáng) 。蘇州供電公司某變電站，線路兩側(cè)保護(hù)裝置設(shè)有分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)繼電器全線速跳功能。利用雙端數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)距。通道自動(dòng)監(jiān)測(cè)，通信誤碼率在線顯示，通道故障自動(dòng)閉鎖差動(dòng)保護(hù)。高壓線路分相電流差動(dòng)保護(hù)投運(yùn)前的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，一直是困擾技術(shù)人員的一個(gè)問(wèn)題，由于線路兩端距離的限制，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)不能象實(shí)驗(yàn)室那樣方便。因此在試驗(yàn)前，首先需要將保護(hù)控制字設(shè)成自環(huán)方式，接著將連接至對(duì)側(cè)的光纖拔下，最后用一根實(shí)驗(yàn)用的短光纖將保護(hù)發(fā)送端和接收端短接，使保護(hù)構(gòu)成自循環(huán)，保護(hù)裝置通道異常燈應(yīng)不亮，無(wú)通道異常信號(hào)。在進(jìn)行零漂檢查后進(jìn)行精度檢驗(yàn)，保護(hù)裝置三相分別加入1A電流，在保護(hù)裝置菜單中查看保護(hù)采樣值，本側(cè)電流為1A，對(duì)側(cè)電流也是1A，保護(hù)裝置采樣正確，投入差動(dòng)壓板，直接進(jìn)入縱差保護(hù)檢驗(yàn)[2]。

光纖保護(hù)在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中，由于受到設(shè)備的限制，常用的通道試驗(yàn)方法是采用保護(hù)自發(fā)自收來(lái)檢驗(yàn)光纖通道。保護(hù)在自循環(huán)方式下檢驗(yàn)保護(hù)自身收發(fā)是否正常，保護(hù)裝置采用光功率機(jī)，在波長(zhǎng)為1310nm檔位測(cè)得保護(hù)裝置的發(fā)光功率為-15.4dbm，在允許范圍內(nèi)。然后用光功率計(jì)檢查由對(duì)側(cè)來(lái)的光纖收信功率，校驗(yàn)收信裕度。對(duì)側(cè)也可以采用相同方法測(cè)試，應(yīng)保證收信功率裕度在6dB以上。假如合格，那么這兩套保護(hù)可以正常使用。在線路正常負(fù)荷情況下，核對(duì)雙方電流值及時(shí)間，完全吻合，通道也沒(méi)有異常告警，說(shuō)明通道正常并且也沒(méi)有同步問(wèn)題，兩側(cè)保護(hù)裝置投入運(yùn)行。

2.2 數(shù)字化變電站的光纖通道應(yīng)用

以交換式以太網(wǎng)和光纜組成網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)替代了常規(guī)的二次連接電纜和回路，配合GOOSE光纖星型網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字通訊，取消了信號(hào)硬接線。

3 光纖通道技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題

光纖通道的安全可靠對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行起到重要的作用。但在實(shí)際應(yīng)用中還存在著一些問(wèn)題，這也將影響光纖技術(shù)的發(fā)展。光電信號(hào)的傳輸需要經(jīng)過(guò)保護(hù)裝置、光端機(jī)、光纖等通道，之間還要經(jīng)過(guò)許多接口環(huán)節(jié)，因此將存在一定的衰耗。因此，在光纖保護(hù)第一次投運(yùn)前，一定要進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試；平時(shí)也要定期測(cè)試，觀察發(fā)/收功率是否有異常變化。光纖電纜一般要求不大于40km，否側(cè)損耗會(huì)過(guò)大，引起保護(hù)異常。對(duì)于數(shù)字化變電站，對(duì)于信息采集的時(shí)延問(wèn)題，顯得格外重要，他將直接影響保護(hù)的動(dòng)作準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)可以選擇的通道類型越來(lái)越多。當(dāng)前，光纖網(wǎng)絡(luò)的形成，就為繼電保護(hù)采用高性能的通道提供了硬件基礎(chǔ)。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和光纖技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。其發(fā)展由數(shù)字時(shí)代跨入信息化時(shí)代，發(fā)展到一個(gè)新的水平，光纖保護(hù)技術(shù)將在這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)中首當(dāng)其沖，發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)，這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了更高的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]毛錦慶.電力系統(tǒng)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)電力出版社，2000.

[2]張國(guó)珠.光纖電流縱差保護(hù)有關(guān)問(wèn)題的探討[J].北京：中國(guó)電力出版社，2006.