维普资讯 http://www.cqvip.com 第２０卷第４期 江西电力职业技术学院学报 ｖｏｌ＿２０。Ｎｏ．４ ２００７年１２月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ｄｅｃ．２００７ 光纤通信在继电保护中的应用 王瑞雪 （南瑞继保电气有限公司，江苏南京２１ １ １００） 摘要：介绍了利用光纤通信来进行继电保护的三种方式：光纤纵联差动保护，分相允许式光纤纵联保 护，过电压或失灵启动远跳。另外，也分析了两个工程应用实际问题：光纤通道故障检测和光纤纵差保护旁 路切换。 关键词：光纤通信；继电保护；光纤纵差 中图分类号：ＴＭ７２６．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—００９７（２００７）０４—００３０一（０２） ０引言 继电保护装置信号的物理传输通道有光纤、微波、电力 时，装置根据对两侧电流的幅值和相位比较启动光纤纵联差 动保护动作使两侧跳闸 ，所有装置都处理后动作时间一般 在３０ｍｓ左右，能够快速切除故障，有效保护线路全长。纵差 保护的判据如下。 表１光纤纵差保护判据 变化量比率差动 ＡＩｃＤｏ＞０．７５×Ａｌｎｏ，ＡＩｃＤｏ＞ＩＨ ０：Ａ、Ｂ、Ｃ 线载波等，微波和电力线载波易受气候变化影响，传输质量 较差，而光纤通道不怕超高压与电磁干扰，传输容量大，绝缘 性能好，衰耗低，可靠性高，所以在继电保护领域中得到了日 益广泛的应用。 本文主要介绍了利用光纤通信来进行继电保护的方法 和一些工程应用实际问题。可以为电力设计部门提供技术 参考。 稳态向量比率差动 说明 ＩＣＤＯ＞０．７５×Ｉａｏ，ＩｃＤ０＞ＩＨ，０：Ａ、Ｂ、Ｃ ＬＤＯＩ＝ＩＩＭｏ＋ＩＮｏＩＩＲｏ，＝ＩＩＭ。－Ｉ Ｎ０ｌ＇。ｃ。。是差动电流，ＩＲｏ是制动电流１ 使用光纤通信来进行继电保护的方法 １．１光纤纵联差动保护 被保护的线路长度不长时，两侧ＲＣＳ一９３１系列光纤纵 差保护装置可以通过专用光纤直接连接，如图１中的（ａ）。 Ｂ发信 １．２分相允许式光纤纵联保护 Ｃ发信 收令３ ＲＣＳ９０２Ｃ ＾收信 Ｂ收信 Ｃ收信 收令２ 坚［：：：：：：ｊ垄 收令２ 收令３ Ｃ发信 Ｆ０Ｘ４１Ａ 发令１ ＾收信 ＲＣＳ啦Ｃ Ｂ收信 Ｃ收信 Ｂ发信 发令１ Ｆ０Ｘ４１Ａ 发令２ 发令３ 尤厘 ＾ 尤收 发令２ 发令３ 光发广———＿１发信广———１发信厂——］ＲＣＳ９３１Ａ光收 ｌ……………一…一 …………一Ｊ ［ 』ＭＵｘ圳 阴ｌ ＭＵＸ－２Ｍ 发光收Ｌ———＿Ｊ Ｌ———＿Ｊ收信Ｌ———＿ｊ光发光收 （ｂ） 图２分相允许式光纤纵联保护中的光信号传输 图１ 光纤纵联差动保护中的光信号传输 当被保护的线路长度较长时，为了补偿光功率损耗，把 假设线路发生Ａ相区内故障时，本侧ＲＣＳ一９０２Ｃ系列 分相允许式纵联保护装置发出“Ａ相允许跳闸”电信号开入 到ＦＯＸ一４１Ａ型继电保护光纤通信接口装置，ＦＯＸ一４１Ａ内 部把此电信号转为光信号传输到对侧的ＦＯＸ一４１Ａ，本侧与 对侧之间光纤传输如２．１中所述根据线路长度不同有两种 传输方式。对侧的ＦＯＸ一４１Ａ光电转换后再把“Ａ相允许跳 ＲＣＳ一９３１系列光纤纵差保护装置的光信号传人ＭＵＸ一２Ｍ 继电保护信号数字复接接口装置，再转化为电信号通过７５１２ 的同轴电缆连接通讯ＳＤＨ设备的２０４８ｋ ｂｉｔ／ｓ口传到对侧， 如图１中的（ｂ）。ＳＤＨ环网采用的是１５５Ｍ传输设备，传输 容量大，具有强大的保护恢复能力。当被保护线路发生故障 收稿日期：２００７—０３—１９ 闸”电信号开入到对侧的ＲＣＳ一９０２Ｃ，对侧的ＲＣＳ一９０２Ｃ保 作者简介：王瑞雪（１９７７一），男，安徽滁州人，硕士，助理工程师． 维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期 王瑞雪：光纤通信在继电保护中的应用 ３１ 护装置已判断是Ａ相区内故障并收到对侧“Ａ相允许跳闸” 信号则保护动作跳对侧Ａ相断路器。同理，对侧发允许跳闸 信号到本侧过程也是一样，Ｂ或Ｃ相故障也与Ａ相故障分析 过程一样。所有装置都处理后保护动作时间一般在３０ｍｓ左 右，快速有效。 １．３过电压或失灵启动远跳 Ｉｌ Ｒ Ｃ对Ｓ９侧３ ＩｌＡ Ｉｌ ｌＩＲＣ 对Ｓ９侧３１ ｌＡ ｌ 上Ｉ 米馘工采上Ｉ 上工Ｉｌ ｌ 上蓁工ｌ ＭＵＸ一２Ｍ ｌｌ ｌ ＭＵＸ一２Ｍ ｌ Ｔ Ｉ通设备上 Ｔ Ｔ 上 上 Ｔ 上 ｌ 通 设备 Ｉ 厂—— ｝一ＲＣＳ９２跳１Ａ ——］～ 卜 一ｌ～ 厂—— ——］ ＲＣＳ９２榔１Ａ Ｉ ｌ口—————＿ｑ ｌＩ口————— ｌ ｌ ＭＵＸ一２Ｍ Ｉ ｌ ＭＵＸ一２Ｍ Ｉ ． ， 、 ， 线路１ 线路２ 珐琅盘 备用光配线架 珐琅盘 图３过电压或失灵启动远跳保护中的光信号传输 珐琅盘 当被保护线路本侧过电压保护跳闸并启动对侧断路器 ． ［ ： ［ 蓁： ， ， ｌ 本侧蓁Ｉ 巢Ｉ 跳闸时，可以把远跳信号通过ＦＯＸ一４１Ａ传输到对侧；当被 保护线路本侧保护跳闸但是断路器失灵没有跳开时，为了避 ｌ ＲＣＳ９３１Ａ Ｉ ｌ ＲＣ本侧Ｓ９３ Ｉ１Ａ ｌＩ ｌＩ ＲＣ本Ｓ９侧 Ｉ３１Ａ ｌ 图４光纤纵差保护的旁路代线路切换运行图 免故障发展扩大，也可以把失灵信号通过ＦＯＸ一４１Ａ传输到 对侧启动对侧断路器跳闸。 ２工程中实际应用问题 （１）通道故障检测。光纤纵差保护安全可靠，在使用和 运行当中主要是光纤通道的维护。如果光纤通道告警，可以 进行逐段自检来确认装置和通道是否正常，另外需仔细观察 与光电通道相关的告警指示灯和装置控制字，还可以用光功 光纤接线盒法是将从用于保护线路的光纤通道的光缆 经熔接后由上面接到珐琅盘，旁路保护的光纤从下面接到备 用珐琅盘上。需要旁路代某条线路保护运行时，只要将备用 珐琅盘上面的旁路保护的光纤接头移动到相应线路接口即 可。 率计测试光收发功率与光衰耗。光纤通道告警，主要原因 有：①保护线路距离长，环节（光配线架，光终端盒，光接头 盒）多，光缆尾纤易折。②珐琅盘转接头松动，没有卡紧，灰 ３结语 本文通过光纤保护的实现介绍了光纤通信在继电保护 工程应用中的一些问题。光纤通信保护系列装置已经在多 个发电厂和变电站的超高压线路上使用，相对于高频保护装 置来说，它运行稳定可靠，能快速切除故障，保障了电网的安 全稳定运行，发展迅速，受到了电力用户一致好评。 尘大，信号衰耗大。③尾纤与光缆之间需要熔接，熔接质量 不符合传输标准。④有时候一个保护装置有双通道保护，通 道之间可能互相影响，尾纤光纤接头接混 。 （２）光纤纵差保护旁路切换。目前通信速率一般是 ２０４８ｋｂｉｔ／ｓ，也有少部分是６４ｋｂｉｔ／ｓ，这给光纤纵差保护的旁 路代线路切换运行来了一定问题，根据现在通信的发展情 况，通信速率可以都统一到２０４８ｋｂｉｔ／ｓ。与电力线载波高频 保护的旁路代线路切换运行需要切换高频载波电缆通道一 样，光纤纵差保护的旁路代线路切换运行需要切换光纤通 道。实际工程应用中一般使用通过光纤分配架的光纤接线 盒法。如图４所示。 参考文献： ［１］张国珠，侯超军，廖艳萍．光纤电流纵差保护有 关问题的探讨［Ｊ］．电力学报，２００６，２１（３）． ［２］房芳．光纤通信在继电保护中的应用［Ｊ］．宁 夏电力，２００６（１）． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｒｅｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｒｕｉ—ｘｕｅ （Ｎａｎｒｕｉ Ｒｅｌａｙｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏ．Ｎａｎｊｉｎｇ ２１ １ １００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔ ｔｈｅ ｍｏｍｅｎｔ，ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ｕｓｅｄ ｗｉｄｅｌｙ ｉｎ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｍ． ｄｕｃｅｓ ｔｈｒｅｅ ｗａｙｓ ｏｆ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｉｂｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ｆｉｂｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， ｓｅｇｒｅｇａｔｅｄ ｐｅｒｍｉｓｓｉｖｅ ｆｉｂｅｒ ｐｉｌｏｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｉｒｐ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｒ ｒｅｊｅｃｔ ｔｉｒｐｐｉｎｇ ｉｎ ｏｔｈｅｒ ｓｉｄｅ．Ｂｅｓｉｄｅｓ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｌｓｏ ａｄｉｓｃｕｓｓ ｔｗｏ ｑｕｅｓｔｉｏｎ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｈｅ ｔｒｏｕｂｌｅ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｕｐ ｏｆ ｉｆｂｅｒ ｐａｓｓａｇｅｗａｙ ａｎｄ ｓｈｕｎｔ —ｔｒａｎｓｆｅｒ．ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｆｉｂｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉ１．ａ
