1、关于通信通道对继电保护的探讨【摘 要】具有自愈保护功能的继电保护通信网络已成为供电业自动保护的重要手段。本文从继电保护对通道时延的要求及光纤用于继电保护的高压测量及应用方面进行了分析。 【关键词】继电保护；光纤；保护 中图分类号：TM65 文献标识码：A 一 .继电保护对通道时延的要求 为充分满足电力系统对继电保护装置的可靠性 、选择性 、灵敏性和速动性要求 ，国家行业标准中对继电保护提出了明确要求。 对继电保护系统的动作时间作出了规定 ，对不同保护方式的最大实际传输时间提出了建议值 ，具体要求为 ：闭锁式 15 ms(模 拟 )10 ms(数字 )，跳 闸式 20 ms(模拟 )10 ms(
2、数 字 )，远方 跳 闸式 40 ms (模拟)10 ms(数 字 )；规定微波通道 (光纤通道参照执行 )传 输主保护信息时传输时延应不大于 5 ms。对于线路纵联距离 (方向)保护，虽然故障方向的判别只是依赖于本侧电气量 ，判别时间与通道时延没有直接关系 ，但由于故障范围的判别取决于 2 个因素 ：一是根据本侧电气量得到相对于本侧装置的故障方向；二是通过通道得到相对于对侧装置的故障方向。只有当相对于两侧保 护装置的故障方向都确认为正方向时，装置才确认本次故障是区内故障 ，主保护才正式动作。因此 ，通道时延对保护装置动作速度的影响是累加的。对于线路纵差保护，通道时延对动作速度的影响主要体现在
3、 2 个方面:首先 ，在根据两侧电气量进行差动计算时，当前计算的差动电流并非本侧当前的电气量和对侧当前的电气量之和，而是当前收到的对侧电气量和对应时刻本侧的电气量之和，即以进行差动判据的电气量 的采集时间为当前时间，再向前推一段通道的时延。 二 光纤作为继电保护的信号通道应用分析 2.1 光纤 1）所谓光纤，就是利用光的传播特点，来实现对信号的传送和接收。一般来说，光纤的材料为石英丝，因为空心的石英丝具有高容量的特点，所以是光纤的首选材料。而其他金属材料虽然具有较强的导电性，但是其容量却远远不及石英丝，且在实践中我们发现，金属材料还有一个非常大的缺点就是容易被腐蚀，这在很大程度上降低了其使用中
4、的可靠性。如果必须采用金属导线的话，则需要配备中继器等辅助设备来帮助其功能更好的实现。 随着我国人们生活水平的提高，居民用电量的显著增加，对我国电网运行的提出了更高的要求，我们必须不断的研发和改进现有的电网系统技术，光纤通道的这种高容量的特性正符合现代电网通讯的要求。 2）所谓光纤保护，就是指基于光纤运行原理的各种系统保护装置，主要有光纤电流差动保护、光纤距离保护、光纤方向保护以及光纤命令传输等。在光纤技术引入到继电保护中后，以往的通道模式也随之发生变化。对于逻辑命令信号来说，其不对称性对于光纤信号传输的影响不大，即无论是光纤距离还是方向保护都不会受到信息不对称的干扰，可以正常的运行。而电流相
5、量的相关信息的传递和接收则必须要通过光纤电流差动保护来实现，所以，对于电流相量进行控制时，要实现双向传输，否则就会导致制动误差。 值得注意的是，在使用辅助设备对光纤通道进行切换模式的转换时，应首先检查收发路由的接口是否吻合，其次在切换的过程中要始终保持二者的同步进行，以免发生通道警报。 2.2 工作可靠 我们都知道，电力系统在运行的过程中会产生很大的电磁干扰，而这些干扰因素也是导致继电保护出现运行故障的最重要的原因之一，所以，如果能够克服或者减少电磁干扰，将会很大程度上提高继电保护装置运行的可靠性。除此之外，继电保护装置的运行过程中信号的传输还易受到各种极端天气的影响，严重的会导致信号衰弱至无
6、法识别。而光纤通道技术的应用完全克服了上述缺点，首先，光纤通道受电磁波的影响很小，具有很强的运行的稳定性，其次，光纤通道的运行不易受到各种恶劣天气的影响，这两个特点使其具备了传统信号传输设备所无法比拟的工作可靠性。 2.3 光纤作为继电保护的信号通道 在信号的远距离传输中，如果利用光纤作为信号传递的介质，那么在整条传输线路中每到一定的间隔必须设置一个中继器，也就是常说的光-电-光中继器。继电保护中光纤作为信号传送的通道，在很多方面都被广泛的采用，主要表现在以下几个方面： 1）电流纵差保护中的导引线； 2）继电保护装置的联络线 高频保护中对控制室以及载波机的保护往往用到光纤作为联络线。除此之外，
7、光纤还作为微波保护中发射塔和保护装置之间的联络线； 3）变电站或控制室内的继电保护信号传输线 光纤在对计算机多机进行保护的时候，连接微机之间以及各种测量或者其他终端设备，从而保证这些数据之间的数据传输。 在继电保护通道中以光纤作为传输介质具有十分明显的优势，可以最大限度的避免外部环境对于通道的干扰，从而保证信号传输的通畅、精确。特别是应用于短线电流纵差保护，对由于感应电压或故障电流大而引起的过电压造成对通道和设备的危害是一个最有效的解决方法。因此，研究光纤通信在继电保护中的应用，国内外的研究方向首先是针对短线纵差保护。另外，在短线上应用光纤纵差保护避免了距离保护由于距离短存在的超范围误动和弧光
8、电阻造成的拒动问题。 2.4 光纤作为继电保护的信号通道应用 光纤作为继电保护的信号通道 利用光纤作为传输媒质，实现光的远距离传送。在长距离的光纤通信系统中，每隔一段距离需增设一个中继器。这就是传统的光-电-光中继器。 光纤作为继电保护的信号通道，目前在以下几个方面已得到应用： 1） 电流纵差保护中的导引线。 2）继电保 护装置的联络线；如高频保护中，继电保护载波机与控制室：微波保护中，保护装置与发射塔之间几十至几百米距离的联络线。3） 变电站或控制室内的继电保护信号传输线。如计算机多机综合保护中，微机之间，以及微机与测量、自动、远动、终端设备之间的数据传输线。 将光纤应用于这些继电保护通道中
9、，不仅有效地提高通道的抗干扰能力，并能够使信号传输更加准确。特别是应用于短线电流纵差保护，对由于感应电压或故障电流大而引起的过电压造成对通道和设备的危害是一个最有效的解决方法。因此，研究光纤通信在继电保护中的应用，国内外的研究方向首先是针对短线纵差保护。另外，在短线上应用光纤纵差保护避免了距离保护由于距离短存在的超范围误动和弧光电阻造成的拒动问题。 4） 光纤通信系统的复用在继电保护中的应用 对于短线电流纵差保护中的光纤通道，应该研究和应用信号各路传输的复用技术，传输各相电流及其他保护信号，做到分相传输、分相比较、分相眺闸，使继电保护性能得到提高。 随着光纤在电力通信中的推广运用，使继电保护应
10、用光纤以数字或模拟形式传输多路电流、电压信号，并在较长输电线路上采用分相电流纵差保护成为可能，而电流差动保护原理的优越性能更非其他原理所能比拟。 5、结论 综上所述，光纤通信与其他介质为基础的通信相比具有十分明显的优点，第一，对来自外部环境的各种干扰几乎可以无视。第二，具有很大的容量。以上两个优势使得光纤在继电保护中的应用具有更高的可靠性和安全性，从而对保证整个电力系统的安全稳定的运行具有十分重要的意义。 参考文献 1GBT 1514912002电力系统远方保护设备的性 能及 试验方法S2002 2DLT 50621996微波 电路传输继 电保护 信息设计技术规 定S1996 3徐驰.继电保护设备管理信息系统的开发与应用J.电力系统自动化,2004(12).
