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【摘要】随着我国电力联网的速度不断加快，电力系统中输电线路一旦出现故障，就会造成比较恶劣的影响，对整个电力系统带来严重的危害，对电网的稳定性造成很大的干扰。因此，对于一些高压线路，采用纵联保护来快速切除故障线路，以保证电网的安全稳定运行。对于继电保护装置的物理通道，其介质有多种，而作为继电保护传输最优秀的就是光纤，对光纤技术的应用受到了目前电网线路的广泛好评。
【关键词】电力系统；继电保护；电力光纤技术
引言
电力系统运行安全是保障社会经济建设稳定的重要工作内容，随着电网建设规模的不断扩大，采用原有的数据信息传递方式很难满足信息高效传递以及高信息容量的需求。针对这一问题，相关研究人员应从明确电力光纤技术应用要求、光缆的电网继电保护以及解决传输通道双重化问题入手进行分析研究，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。
一、光纤通信在继电保护中应用的类型和特点
光纤通信应用于电力系统继电保护现已在国内很多地区得到了极为广泛的应用，现已投入使用的光线通信保护系统，主要分为光线电流的差动保护和光纤封闭式、允许式的纵向保护两种。
光纤电流差动式主要通过选用稳定性和可靠性更好的光纤通道来输送电流相位和幅值至对侧。验证误码与实践的同步性问题能否解决，是决定电流信息是否能够精准地输送到对侧的关键。光线电流差动保护一般采取主从的方式，这样有利于保证与时钟同步，并采用数字通道或数字接口来保障校验误码的精确度。
光纤封闭式、允许式的纵向保护是从当前高频封闭式、允许式纵联保护方式转化而来的，用稳定性和可靠性更强的光纤通道替换高频通道，以此提高保护行为的可靠性，同时也兼具高频保护的特点，可靠程度大大提高，这种保护方式将会在光纤环网达成通道双重化以后，逐渐地取代高频保护，并逐步广泛应用于超高压输电电网中。
在我国目前普遍使用的是光纤差动保护，主要由于光纤通信有极强的抗电磁干扰的能力、有较高的频带带宽、传说过程中损耗较小和传输量大等特点，正是这些优点决定了光纤会最终取代高频保护。光纤一般由涂敷层、纤芯、套塑和包层这四个结构组成，并分为单芯光纤与多心光纤两种。光纤连接在电力系统的继电保护中一般选择熔纤的办法进行连接，或使用活动的连接器进行活动练级，但两种方法在使用时都必须保证光纤接头的干净，以保证光纤通信使用的安全性和可靠性。
二、继电保护中电力光纤技术的应用
1、电力光纤技术应用要求
电网继电保护的安全运行是依靠继电保护的应用动作和应用时间来保证的。因而，必须要对电网通信通道的延时传输进行严格。相关研究结果表明，基于SDH光纤通信系统能够实现在480km的距离范围内满足电网继电保护的传输延时需求。当电网实际的传输需求大于480km时，电力光纤技术通过增大中继的距离或者提高输出光功率的方法来满足光信息传输的延时要求。目前，随着电力光纤技术的快速发展，光信号的接收机、光源以及光纤的使用性能都得到了不同程度的提升。具体来说，光信号接收机的接收机的灵敏度更高、光源的输出功率更大以及光纤的无中继传输距离更长，部分光纤的无中继传输距离甚至可以达到上百公里。这一要求的满足是电力光纤技术改善了光信号的放大器以及色散补偿器的原因。在具体计算时，各个数据参数是以传输最差状态来进行计算的，这就意味着结果是存在一定余量的。如果再去掉一些传输过程中不必要延时环节，那么电力光纤技术允许延时的时间距离还可以延长。由此可以看出，SDH的光纤通信系统完全可以满足电力系统传输继电保护信号的延时要求和避免传输损伤问题的发生。在这种情况下，电网的继电保护实现了信号的有效传输。电力光纤技术还能够提高电网信息设计、运行以及系统维护的工作效率，保证了电力通信系统传送的安全性。
2、专用光纤通道方式
在传输信号方面，直跳信号和允许信号都直接传输于光纤通道内；在接口方面，保护设备均直接配备了光信号接口，光纤直接将不同保护连接成为一个可以快速通信的整体。另外，专用光纤通道方式也不否定保护设备对电信号的连接和应用。相对于复用光纤保护方式而言，专用光纤通道方式的显著优点便是；咸少了光信号传输的中间环节，有效提高了保护动作的可靠性水平；其缺点是就是降低了光芯的利用率，并且线路较多。
对于光纤纵联电流差动保护通道形式而言，依照实际需求情况的差异，同时存在着采用复用光纤保护方式和专用光纤通道方式这两种形式的情况。需要明确指出的是，不论是复用光纤保护方式还是专用光纤通道方式，它们的区别仅仅限于通道介质的差异，光纤纵联的方向保护和距离保护一般均是应用允许模式，但是传统的高频零序方向与高频闭锁距离采用闭锁模式。在本质上，光纤纵联保护和常规保护没有差异。
3、复用光纤保护
光纤和纵联保护相互配合，从而形成一种复用光纤纵联保护。同样采用允许式，对装置发出的允许信号以及直跳信号通过音频接口向复用设备处传送，然后经过复用设备上的光纤通道。其具备的优点是：接线较为简单，采用运行维护。通过带路对电信号做出科学切换，便于实施，使光芯的利用率得到提升。其缺点是：中间环节有所增加，将带路切换设备保留在通信室，阻碍了运行人员的检查，通信设备出现问题对保护装置具有一定的影响。
4、光缆的电网保护
现阶段，继电保护中电力光纤网络的使用光缆有三种：分别是架空地线复合（OPGW）光缆、自承式（ADSS）光缆以及普通非金属光缆。其中虽然架空地线复合光缆OPGW的使用成本较高，但它在同杆双回和多回线路以及高电压等级的使用过程育线路的综合造价相比成本较低。与此同时，架空地线复合光缆还可以兼作继电保护的通道。例如，220kV的电网通信线路，其采用的高频保护和光纤保护的成本价格相当。但当高频保护在线路两侧的运行过程中，还需要增设结合滤波器、阻波器以及耦合电容器等设备，这就意味着OPGW光缆的使用将更为经济实用。此外，架空地线复合光缆的应用还具有较高的运行可靠性，且设备维修费用低廉的特点。
5、光纤纵联电流差动保护
光纤通道具备一定的大容量和较高的抗干扰能力。推动了纵联电流差动的应用效率，伴随着技术的不断发展，现代电网一般采用数字化电流差动。利用通道方式，其中主要有复用光纤方式和专用光纤方式。
复用光纤方式和专用光纤方式之间的区别主要在于不同的通道形式，构成纵联的原理以及常规保护之间不存在任何区别。因此，不需要再进行进一步分析。因为光纤纵联电流差动保护原理十分简单，其应用前景较为广泛，因此不具备较强的通道依赖性。
结语
光纤通信在电力系统继电保护中的应用十分重要，电力系统在继电保护设施运行过程中，需要使光纤通信技术所具备的优势得到充分发挥，其中的抗干扰能力可以极大地提升输电设施运行的安全性和可靠性。伴随着光线通信技术和工艺的不断发展，光纤通信技术在继电保护中发挥着越来越重要的作用，进而使继电保护系统向着智能化和网络化方向发展。
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