继电保护光纤通道的分析与保护探讨(一)

详细内容

摘要：本文主要对光纤通道与接口、继电保护的高压测量、继电保护的信号通道和光纤通信系统的复用在继电保护中的应用作了重要的分析和阐述。
关键词：继电保护；光纤；保护；信号
1光纤通道与接口
光纤通道现在已在继电保护中应用。由光纤通道构成的保护称为光纤继电保护。它由光发送器，光纤和光接收器等部分构成。
1.1光发送器。光发送器的作用是将电信号转变为光信号输出，一般由砷化镓或砷镓铝发光二极管或铝石钕榴石激光器构成。发光二极管的寿命可达百万小时，它是一种简单而又很可靠的电光转换元件。
1.2光接收器。光接收器的作用是将接收的光信号转换为电信号输出，通常采用光电二极管构成。
1.3光纤。光纤用来传递光信号，光在光纤中传播。它是一种很细的空心石英丝或玻璃丝，直径仅为100-200um。光在光纤中传播。
光纤通道容量大，可以节约大量有色金属材料，敷设方便，抗腐蚀不受潮，不怕雷击，不受外界电磁干扰，可以构成无电磁感应和很可靠的通道。但不足的是，通信距离不够长，用于长距离时，需要用中继器及其附加设备。
随着电力系统保护、控制、远动技术的发展，需要愈来愈大的通信容量。微波通道的通信容量一般只有960路，而用光缆构成的光纤通道当用0.85um短波长时通信容量可达1920路，当用1.55um长波长时通信容量可达7680路。
1.4工作可靠。载波通道受雷电和电力系统操作产生的电磁干扰很大，信号衰耗受天气变化的影响很大，有时甚至不能工作。微波通道受电磁干扰较小，但在恶劣天气条件下信号衰落很大。光纤通道不受电磁干扰，基本上不受天气变化的影响，因此工作可靠性远高于载波和微波通道。这对于电力系统特别重要。
光纤保护包括光纤电流差动保护、光纤距离保护、光纤方向保护、光纤命令传输等装置，它们对传输通道的要求是不同的。光纤距离保护、光纤方向保护和光纤命令传输装置由于传输的是逻辑命令信号，对传输通道的对称性没有要求。可以工作在任何传输通道，也完全可以工作在任何形式的光纤自愈环网中。
光纤电流差动保护传输的是电流的瞬时值以及电流相量的实部和虚部，在求动作电流和制动电流时应该是同一时间的两端电流的相量和和相量差，因此要求两端同步采样。
总之，当光纤电流差动保护装置经自愈环或其他通道切换装置传输时，必须保证保护装置的收、发路由在切换前、后都要保持一致；且切换时收、发路由必需同时切换，切换时间应＜50ms，切换时保护装置可能会发通道告警信号。
2光纤应用于继电保护的高压测量
任何一套继电保护装置都要用TA、TV测量输电线路上的电流、电压。应用光纤测量的一种简单方法是用光纤将TA、TV与保护装置联接起来，这种测没方法能够避免强电磁干扰对测量信号的影响，提高测量精度和设备的安全性。另一种方法时应用光纤变流器取代电磁式的TA、TV。这种测量无饱和现象，可以准确地反映故障情况下的电流、电压量。应用于计算机保护更为有利，可以把经光纤变流器测量后的数字量直接输入计算机保护，而不用进行A/D和D/A变换，将会大大提高动作时间和计算精度。