继电保护中光纤通信技术的应用许龙

继电保护中光纤通信技术的应用许龙

(国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐830011)

摘要:在我国电网规模不断扩大和电网结构日趋复杂的背景下,我国采取了多种有效措施或技术手段来加强对电力系统的保护,以形成一系列成熟、可靠的电力系统保护体系。光纤通信技术由于具备网络安全、容量大、速度快、传输损耗低等特点,在通信等服务行业中得到了广泛应用,在电力发展领域中,光纤通信技术的合理提出对构建平稳、高效的电力保护系统具有重要意义,同时对电力资源的充分利用、电力系统服务水平的提升等也起到积极的促进作用,故电力部门应对该技术的发展和应用予以高度重视。

关键词:继电保护;复用通道;专用通道;光纤通信

1简述继电保护

1.1继电保护概念

所谓继电保护就是指通过一些方法和装置来对电力系统进行保护,即当电力系统的某些部分发生故障例如两项短路接地、电机无法正常运转时,相关装置能够做到及时排查并控制,断开电路以免发生危险。它可以保障电力系统的稳定性,将稳定性与地方经济两者紧密地结合起来,消除电气故障所引起的安全事故并最大程度地降低由于电气故障所带来的直接或间接经济损失。

1.2继电保护原理

继电保护要求在电力系统出现故障时,相关设备能够立即检测电路并准确定位故障点,从而通过信号向工作人员下达维修的指令,从而使电力系统及时恢复运转。这种保护装置所根的原理是:

(1)当电路中的电流骤增时进行控制与保护;当某个元件两端的电压过低时进行低压保护;当电流的相位、频率等参数有反常显示时给予方向保护;对压敏电阻等元件的敏感度进行保护等。

(2)继电保护可以对电路进行自动控制,它借助相关监控设备所发出的危险信号,对电路进行数字模拟再判断是否需要启动继电保护程序,进而做出断路等继电保护措施。例如,湿度、荷载、温度等的变化可能会使电磁继电器等装置做出限流保护。

继电保护技术是保障电力系统安全稳定运行的基础,一旦供电网络出现任何故障,继电保护装置就能迅速反应,切除故障,并将故障信息上传,通知相关检修人员在了解故障的基础上解决问题,有效提高了对电网的保护水平,同时也提升了故障处理效率,并能够在最短时间内恢复供电。因此继电保护技术有效保障了我国供电网络的安全运行,降低了电网故障导致的经济损失。

2继电保护中光纤通信技术的应用分析

2.1继电保护与光纤通道间的通信方式

结合现阶段继电保护的基本情况,可以将继电保护和光纤通道间的通信方式,分为专用光纤通信和复用光纤通信。

(1)专用光纤通道

这类通信方式,主要借助光纤通信技术单独构建继电保护的专用通道,这一通道仅负责继电保护的信息传递,且选择专用光纤通信的方式,具体的通信距离<100km,可以满足电力企业的基本需求。这类方式具有传播效率高、方式简单、没有中间环节和设备等特点,可以切实有效的应用与短距离继电保护信息传递。

(2)复用光纤通道

这类通信方式主要借助同步数字体系(SDH)光纤通信网络作为载体,以实现对保护信号的高效、及时传输,该方式适用于传输距离长、纤芯整体利用低的保护线路中。保护可以采用同向64Kbit/s速率编码数据链通信技术,并将数据的传递与转化在PCM终端内完成,以某500kV光纤纵差保护为例,其通道接线图如图1所示。在复用光纤保护通道中,同步数字体系光纤通信网络是其最为复杂的部分,在实际应用中同步数字体系光纤通信网络主要以环网为核心,具备同步传输、设计自动化、设计自愈等功能,一旦保护通道失效,同步数字体系通信系统可自动实现主通道与备用迂回通道之间的切换,使备用迂回通道替代主通道完成相应的保护工作。同时,利用500kV继电保护同步数字体系所具备的自愈功能,可实现主备通道向继电保护装置的自动切换。

2.2通信性能影响因素

继电保护中光纤通信技术具有较高的应用价值,对提升继电保护信息传递效率和质量具有积极的作用。现阶段,220kV及其以上系统中,光纤通信技术逐渐取代了传统的高频差动保护。在具体的光纤通信技术应用中,光纤通道的通信性能会受到一些因素的影响,具体包括:

(1)时钟方式。2Mb/s的复用下,主时钟选择的对通信性能影响明显。主要是由于复用设备的连接形式差异,接口和光收的数据时钟基准存在差异,因此,具体的光纤通信技术应用时,需要合理的对主时钟和从时钟进行选择,若复用接口直接与PDH连接,则需要将一端设置为主,另一端设置为从;若复用接口与SDH连接,则两端均设置为主;

(2)屏蔽要求。在具体的应用中,2Mb/s复用较比64Mb/s具有较好的冰壁性能,达到防护电磁干扰的目的;

(3)匹配问题。这类问题主要体现在时钟匹配和阻抗匹配等问题上,其中时钟匹配问题主要体现在通信接口的发送时钟与RDH/SDH设备的匹配上。

3光纤通信在继电保护中的应用前景

随着时代的发展与科技的进步,未来我国的继电保护将面向信息化、网络化与智能化发展,而这就对继电保护的相工作提出了更高的要求和更严峻的挑战。一方面要将相关的标准不断进行完善,以保障继电保护相关工作的开展能够有据可依;另一方面,在注重信号的传输过程中要不断提升其质量以及速率,即意味着光纤通信可与电力系统的管理结合起来,可以保障管理相关人员实时掌握电力系统运用动向,有效缩短故障排除时间。另外,光纤通信技术在继电保护中的应用水平提升,增加了相关维护人员的工作强度,这就会使得管理界面划分不够清晰,要求相关专业的人员需具备更高的技术水平和专业知识,以有效的完成对继电保护的相关维护和管理。同时,针对光纤通信技术在电力系统继电保护运用中存在的问题,均可利用先进理念及科学依据进行解决,这就要求相关工作人员善于从光纤通信技术变化中把握规律,促使继电保护应用的智能化、科学化、高效化、合理化发展。

4结语

继电保护是电力系统中的重要组成部分,完成对相关重要设备的保护和管理任务。为了保障继电保护通信的有效性和可靠性,光纤通信技术的合理应用,可以顺利提升继电保护的功能性和安全性,从而顺利满足电力企业的基本需求,完成对相关线路的保护,推动电力系统的安全性与稳定。

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