繼電保護與光纖通信論文

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1電力系統繼電保護對光纖通信通道的基本要求

1.1光纖保護的分類和主要內容光纖通信運用在電力系統繼電保護中主要分為以下兩類。第一，光纖保護主要就是為傳送電氣物理量信息的一種光纖縱聯差動保護裝置。第二，主要用來傳送故障元件的信息的一種縱聯方向保護與縱聯距離保護裝置。線路的縱聯距離保護裝置主要傳送的是線路故障方向和地址碼，且都是邏輯信號，內容較為單一。而縱差保護裝置則是傳送三相電流相量、地址碼以及通信時標。

1.2繼電保護對于光纖通道延遲的要求對于電力系統的繼電保護來說，相關的標準對于繼電保護動作發生的具體時間有一定的要求。繼電保護的“四性”給出了各種保護方案中傳遞信息的最大允許時間，其中縱聯保護對故障發生時的位置判斷只與電氣信號的值有關，時間長短與光纖通道的延遲無關。但在對故障發生地點的判斷上是基于本側的電氣信息進行分析的，當得出故障發生在本側時還要分析故障的方向。其次，縱聯保護是根據相關的信息來分析故障發生在對側的方向，只有保障兩條分析都在同一方向時，才能確定故障發生的區域。由此可見，電力系統的繼電保護時間就縱聯保護來說是有疊加現象的。而就縱差保護來說，光纖延遲對繼電保護的相應時間也分為兩個因素。一方面，在繼電保護系統對電氣信息進行分析和計算的過程中，當發現電流并不等于兩側電流的總和時，實際上接收到的是對邊電流與同一時刻本側電流的和。另一方面，在本側發生保護動作前，不僅需要本側的差動數據滿足，更需要對側的數據保障，以避免突然斷線引起的錯誤動作，從而影響電力系統運行。

1.3專用光纖通信方式對于電力系統來說，利用光纖通信需要為繼電保護裝置敷設專用的光纖通道，并且在此通道中只允許傳輸繼電保護信息。因光的收、發接口工作距離限制和敷設的光纜成本的限制，用于繼電保護裝置的通信距離通常在100km以內。專用通道由光纜中斷箱直接接入繼電保護設備的光收發口，省去了復雜的中間環節，不需要其他的專業設備，就能實現簡單、可靠的信息傳輸，管理起來也比較方便，因此被逐漸運用到了電力系統繼電保護系統中。

2光纖通信通道異常對機電保護的影響

2.1線路交互錯位影響在實際的電力系統運行過程中，如果出現光纖線路非致命性的故障時，線路自身擁有功能能夠進行自動檢查與修復，這也就是常說的可自愈網絡。通過線路交互錯位的方式，當系統的主線路出現了故障需要進行及時檢修時，系統將會自動把負荷調整到備用的線路上，再通過備用的線路將數據傳輸到調度中心，等到主線路的故障得到修復并調整至原來的狀態后即可恢復。

2.2M線路時限參數選擇影響在電力系統運行的過程中，輸送線路或者相應中斷的異常運行很可能給SDH輸送網絡造成影響。通常，這種影響主要表現在線路交互錯位、線路錯誤率變高兩個層面，而如果不及時針對存在的異常進行處理，很有可能導致整個線路無法正常運行。由上述可知，SDH輸送網絡相較于傳統的相比擁有無法超越的優勢，但在實際的運用過程中，不能完全按照該種網絡系統中的PDH分支線路輸出信號來調整時限。因分支線路中一旦出現VC信號極易導致輸出信號過大波動而難以精準對故障進行定位，其實，進行時限調整的目的就是為了將即時網絡時間信息與數據信息統一傳送至分支線路中。具體可參考圖1所示。就我國目前的形式來看，繼電保護裝置就是為了實現線路進出信息的一致性，一般通過在PHD分支線路上附上實現控制設備來實現。對于這種情況，線路出口與入口上起到保護作用的PCM需要保持一致的高度，否則將會影響到保護裝置的正常使用。為了保證線路保護時限的一致性，通過更改時間記錄、校正記錄信息以及更正系統時間等方式來進行操作，保證線路兩端的響應一直。更改事件記錄的方式需要通過限流信息時差和線路兩端時間記錄時差的對比，并根據對比的結果進行分析，以修正輔助裝置的操作時間。

2.3誤碼產生的影響相較于電力線路或者微波通道來說，光纖通信通道不僅傳輸的質量高、誤碼率低，且頻帶寬、傳輸信息的容量較大、抗電磁干擾能力強。事實上，光纖通信通道技術也會因長時間持續工作或者其他原因影響下，有一定的誤碼情況。包括各種噪聲源的印象、色散引起的碼間干擾、定位抖動產生的誤碼以及復用器、較差連接設備等設備都有可能引起誤碼。而具體來說，通道對于保護判據產生的影響有三個方面。第一，誤碼會導致報文內容或CRC校驗值的某一個值發生錯誤，最終導致報文不能通過校驗。第二，誤碼可能使得報文頭或尾部的某一個值發生錯誤，對報文的完整性進行破壞，導致通信控制芯片出現“報文出錯”現象。此外，一般來說報文的比特位數應是8的整數倍，如果出現通道滑碼，可能導致比特位數的增加或者丟失，從而導致通信控制芯片出現“非完整報文”的現象。在電力系統的縱差保護中，一旦檢測出非完整報文等問題，則必須重新對通道時延進行檢測，以保證兩側裝置采集的數據實現同步。一方面對于單個的隨機誤碼而言，因其可能影響報文的完整性，從而使得線路的縱差保護沒有發生變化，也需要重新啟動新的同步過程。另一方面，線路的縱聯距離與方向保護則需要交換數據，這種數據只需要允許信號而不會有通道時延一致上的要求，且不必要同步兩側裝置的采樣時刻。誤碼可能對當前的通信報文正確性產生了一定的影響，但也不會影響后續通信報文的使用。

3結論

綜上所述，光纖通信通道憑借極高的傳輸率，較低的誤碼率和穩定的傳送等優勢，廣泛運用于電力系統繼電保護中。在應用光纖通信通道的過程中，通過采取相應的措施，解決延時問題、線路交互錯位問題及誤碼等，同時結合電力系統的實際情況，不斷提高繼電保護系統的穩定性、可靠性，進一步實現價值管理的目標。

作者:胡素俊單位:國網山西省電力公司晉中供電公司