关于高电压强电磁干扰的电压光纤传输研究

关于高电压强电磁干扰的电压光纤传输研究

王泓超马文林

（国网青海省电力公司黄化供电公司青海尖扎811200）

摘要：电力系统在故障中会利用继电保护来切除故障，但是如果投切速度不够就会导致故障扩大，所以高压线路中保护装置十分重要，高频通道与光纤通道是为保护提供信息传递的重要技术措施，

关键词：高电压强；电压光纤；传输；电路

Abstract：thepowersystemwillcutthefaultbyrelayprotectioninthefault，butiftheswitchingspeedisnotenoughwillleadtotheexpansionofthefault，sothehighvoltagelineprotectiondeviceisveryimportant，highfrequencychannelandopticalfiberchannelisanimportanttechnicalmeasuretoprovideprotectionforinformationtransfer，

Keywords：highelectricpressure;voltagefiber;transmission;circuit

我国的通信技术发展迅速，从最初的宽带到现在的光纤传输，传输速率大大提高，承载的信息容量也越来越大。在电力系统中，电力设备作为主要的电气配备是非常关键的，如果突发事故，在修理上要占用大量的时间，其影响是十分严重的。为此，我们必须对电气设备的绝缘状态加强监管，要在事故发生后，第一时间确定故障的属性和部位是至关重要的。

1高压线路保护中高频通道的应用

高频通道在高压线路上的应用主要依靠的是电力线路、加工设备、收发信机构等构成的一个有线通信通道，利用高频通道可以构成一个线路纵向的联动保护即为高频保护。高频通道可以利用一项导线和大地构成一个通道，也可利用两相导线构成一个相间通道。利用相间通道的高频电流衰弱较小，但是需要两套设备进行系统支持所以成本较大，通常不被采用。相地通道在实际的线路保护中同一相端安装高频耦合与分离设备，利用线路其中一相与大地连接为通道，其缺陷是在运行中容易受到干扰，但是突出的是经济性，所以在国内应用较为广泛。

高频通道利用电路、高频阻波器、耦合电容、结合滤波器、高频线缆、保护间隙、接地开关、高频接收机等组成。以相地通道为例，其三相线路都可以利用传递高频信号。高频阻波器是电感线圈和电容组构成，形成谐振回路，阻隔高频电流，工频则可通过，而耦合电容与高频阻波器作用相反。结合滤波装置则是降低高频信号的衰减，增加收发信的功率。高频线缆的是将高频收发机和户外设备连接起来。保护间隙则是防止设备受到高压的冲击而损坏。接地开关是为了在检修中保护人身安全。

2高压线路保护中光纤通道的应用

光纤技术的应用就是将通道中传递的电信号变为光信号，利用光纤完成信号的传递。光纤传输的优势就是衰减小，同时光的频率高可以传递更多的信息。其抗干扰的能力强，因为光信号的特征是可以防护雷电、故障等产生的电磁干扰，所以优势明显。单个光纤可以传递多大数千路的信号，用多根光纤构成的光缆其传递的信息将更多。光缆敷设都是将光缆设置在高压电网的地线中，以此构成一个电路上的光纤通信网，使其兼具了地线与通信的功能，在国内被普遍应用。

光纤与继电保护的配合有两种模式，即专用、复用。专用通道是指：线路保护直接由光纤传递信息，发送个占用一条光纤，两端保护装置为一对一发送。专用线路可靠性强，但是利用率低，距离受到限制。复用通道：是保护装置经过转换输出光信号，利用尾纤连接到光电转换器上，从光信号变为电信号，然后利用电缆传递给复用设备经过转换，传递到光纤通道。这样的方式可以提高光纤的利用效率，尤其是在资源相对紧张的情况下。因为在传递中选择了光端设备增加了传输的距离。但是也应注意其增加了中间环节，在管理上增加了困难，容易出现故障维护量大。

3双通道的合理配置与结合

针对现有的电网配置通常，线路中都配置有两套快速主保护设备，其中采用的都是利用电力线路载波的高频保护系统，在线路上高频保护的配置为高压性快速保护装置，配合一个台高频专用的收发信机，主线路的二保护也为高压型线路快速配套保护装置配合专用的高频是发信机，这就为高压线路配置了高频保护通道。而在实际的应用中，因为高频载波通道有着特有的缺陷，所以在出现恶劣天气的时候，如覆冰气候下就会造成双高频通道配置的电网线路的主要保护装置因安全隐患而退出电网运行，这就给电网的运行安全带来隐患，降低了整个电网的可靠性。所以继电保护载波通道的适应性导致其安全隐患进而将影响线路上主保护的投运。实际情况证明，两套高频通道虽然可以在连接上耦合到不同的线路相上，但是相同原理的两套保护装置显然不利于电网的安全与稳定，所以在实际的应用中可以将高频和光纤通道进行配合使用，即建立一个“高频+光纤”的保护装置通信系统。以满足线路运行的实际情况。

虽然光纤与高频技术在应用中都会面对优缺点的争议，但是从实际运行的效果看，载波保护在很大程度上受到通道干扰的问题，所以其应用会体现出明显的制约性，而随着自动化水平的不断提高信息量的增加使其不能完全满足系统需求。而光纤技术的不断成熟，光纤通信的可靠性也随之增加，其可靠性也随之被认知，突出的抗干扰、容量大、衰减小、维护方便等优势都使其应用范围也随之扩大。

随着电网保护的要求不断升级，载波通信大有被光纤系统取代的趋势，有多条线路具有统一型号光差保护的变电站也会随之增加。随着光纤技术的不断发展，光差动保护最为高压线路主保护的发展是十分明显的，而要实现线路保护的双光纤通道就必须解决旁路代供光纤保护通道相互切换的难题。针对上面分析的光纤+载波的双通道配置，可以在现有通道下利用旁路代供实现两种技术的共存。在现有旁路保护的基础上增加一套光保护设备，这样在系统中就有两套保护，一套纵联距离保护，一套光纤差动保护。当代线路是高频距离保护时，按照原有的方式将代线路收发信机切换为旁路。如果旁路代线路是光差动保护则通过光纤分配装置来完成光纤通道的切换，此时光纤通道为旁路。

4结论

高频通道在保护应用中，因为结构复杂且故障率高，影响其安全性和可靠性，但是因为其成本相对较低，在我国的高压电网中也得到了广泛的应用。但是随着电力配送技术的不断提高，无人值守的变电站和网络相继投入应用，高频保护的弊端使其已经不能完全适应高压电网。取而代之的是虽然成本较好但是传输质量可靠、抗干扰强、误码率低、信息量大的光纤通道，同时光纤通道的原理使之可以不受电网运行的干扰，可以适应多种运行方式。所以从发展趋势上看，光纤与高频通道虽然可以共存与电网中，但是光纤通道的应用将逐步成为高压电网的主流保护模式。

参考文献：

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