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摘要：文通过介绍光纤保护的特点及光纤通道与继电保护配合的几种方式，分析了光纤通道继电保护具有的优势，并阐述了光纤保护的基本方式及其特点。
关键词：继电保护；光纤通信；分析
光纤作为一种性能价格比合理、抗干扰能力强的通信介质己在各领域得到广泛应用。电力光纤网络的形成，为一直以来急盼着稳定、可靠、数字化的信息传输通道的继电保护提供了可喜的条件。高频保护误动或拒动的原因很大部分出于通道问题，高频载波通道环节多，方式单一，故障隐蔽性强，使得保护动作正确性大打折扣。继电保护信号目前通常是利用电力线载波和微波通道进行传输，随着光纤技术的发展，保护信息利用光纤传输的要求越来越迫切，国内外的保护生产厂商适应形势也相继研究开发光纤通道接口的保护设备。
光纤保护是超高压线路的主保护，高压线路纵联保护主要是依赖于通道将线路两端的保护装置测量信息进行交换，通过交换信息的变化量以区别是区内故障，还是区外故障。在电力系统，纵联保护的通道一直是保护装置能否正确动作的瓶颈之一，光纤与保护通道结合构成的光纤通道可以提高通道的可靠性。
一、光纤通道作为纵联保护通道的特点
光纤通道相对于其他通道(载波、微波等)具有以下特点：
1、传输质量高，误码率低。目前所采用的光纤保护对通道误码要求为两种：一种是向量式光纤差动，采用传输向量的工作原理，发生误码时，可以用向量递推等方式来合成。由于其动作灵敏度低、速度慢，因而对通道要求较低，通道误码率约为10-3～10-5。另一种是传输采样值的光纤差动，由于其灵敏度高、速度快，因而对通道要求也高，误码率约为10-7。而光纤通信所提供的通道的误码率约为10-9～10--11。可以看出，这种特点使得光纤通道很容易满足继电保护对通道所要求的“透明度”，即发端保护装置发送的信息，经通道传输后到达收端，使收端保护装置所看到的信息与发端原始发送信息完全一致，没有增加或减少任何细节，通信设备正常工作时，通道误码是完全能满足继电保护对通道的要求的。
2、光的频率高，所以频带宽，传输的信息量大。这样可以使线路两端保护装置尽可能多地交换信息，从而可以大大加强继电保护动作的正确性和可靠性。
3、抗干扰能力强。由于光信号的特点，可以有效地防止雷电、系统故障时产生的电磁方面的干扰，因此，光纤通道最适合应用于继电保护通道。以上光纤通道的三个特点，是继电保护所采用的其它通道形式所无法比拟的，在通道选择上应为首选。目前西北地区较多采用0PGW架空地线复合光缆，分别承载包括保护、远动、语音等业务。
二、保护信号传输通道的选择
采用光纤接口与光纤通道配合来传输保护信号的方式，其光纤通道的配置有2种方式，即专用光纤通道和复用光纤通道。
1、专用光纤通道
专用光纤通道主要采用的是专用光缆或专用纤芯。前者指线路两端保护设备用一根光缆连接，一般采用与输电线路地线一同敷设。常用有复合地线光缆OPGW、地线缠绕式和捆绑式光缆；受光传输衰耗影响，其长度不超过30 km。后者是指保护复用通信光缆，使用其中的一对专用纤芯并预留一对备用纤芯，该方式对光缆长度没有特别限制，但中间设备多，容易发生因光缆接头质量问题造成保护通道告警的现象。因此，采用专用光纤，其可靠性依赖于站点间直通光缆的性能，当光缆断开时，保护远传信号全部中断，无替代传输路由。
2、复用光纤通道
当传输保护信号的线路较长时，必须采用复用光纤通道。复用光纤通道利用64 KB／s数字接口经PCM设备或利用2M接口直接接入数字网络PDH、SDH，传输距离延伸到数字网络的每个节点，并可以实现光纤自愈环。当传输线路中断或性能劣化到一定程度，电路可实现自动切换。从统计的角度来看，光纤电路切换与电力线路故障同时发生的几率非常小。这种信号传输通道的缺点是相应站点SDH光端机或保护专用PCM装置故障时，保护远传信号随之中断。
三、光纤保护的基本方式及其特点
光纤保护目前已在国内得到较为广泛的使用，对已投入运行的光纤保护，按原理划分主要有光纤电流差动保护和光纤闭锁式、允许式纵联保护两种。
1、光纤电流差动保护
电流差动原理的保护是较为简单的，也是最为有效的保护方式。光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于基尔霍夫电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，通过计算线路两侧电流的差值的有无，从而判别区内或区外故障。而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。
区外故障时：故障电流为穿越性电流，两侧电流的差值为零。
区内故障时：故障电流由线路两侧向故障电流，两侧电流差值为两侧故障电流的和。
目前电流差动保护在电力系统的变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护的这些优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。目前，在华东电网运行的纵联差动保护有：RCS一93l、PSL一603A、MCD(三菱)等保护装置。采用的通道方式有复用光纤方式和专用光纤方式。
2、光纤闭锁式、允许式纵联保护
光纤闭锁式、允许式纵联保护是在目前高频闭锁式、允许式纵联保护的基础上演化而来，以稳定可靠的光纤通道代替高频通道从而提高保护动作的可靠性。光纤闭锁保护的鉴频信号能很好地对光纤保护通道起到监视作用，这比目前高频闭锁保护需要值班人员定时交换信号以鉴定通道正常可靠与否灵敏了许多，提高了闭锁式保护的动作可靠性。此外由于光纤闭锁式、允许式纵联保护在原理上与目前大量运行的高频保护类似，在完成光纤通道的敷设后只需更换光收发讯机即可接人目前使用的高频保护上，因此具有改造方便的特点。与光纤电流纵差保护比较，光纤闭锁式、允许式纵联保护不受负荷电流的影响，不受线路分布电容电流的影响，不受两端TA特性是否一致的影响。目前，在西北电网运行的光纤闭锁式、允许式纵联保护有：RCS一901(902)、PSL一601(602)A、csL一101(102)等保護装置。采用的通道方式有复用光纤方式和专用光纤方式。
总之，随着光纤通信网络结构的逐步完善，光纤保护在纵联保护通道的使用上，已经由原来单一的载波通道变为现在的载波、微波、光纤等多种通道方式。光纤通道所具有的先天优势，决定了它已是继电保护信号传输的首选方式。
参考文献
1、倪伟东，光纤电流差动保护通道试验及研究，继电器，2009(08)
2、谷昕，利用光纤通信网络传送继电保护信号，电力系统通信，2008(07)
3、李峥峰,继电保护中光纤通信技术应用，电力自动化设备，2007,27(2)
关键词：继电保护；光纤通信；分析
光纤作为一种性能价格比合理、抗干扰能力强的通信介质己在各领域得到广泛应用。电力光纤网络的形成，为一直以来急盼着稳定、可靠、数字化的信息传输通道的继电保护提供了可喜的条件。高频保护误动或拒动的原因很大部分出于通道问题，高频载波通道环节多，方式单一，故障隐蔽性强，使得保护动作正确性大打折扣。继电保护信号目前通常是利用电力线载波和微波通道进行传输，随着光纤技术的发展，保护信息利用光纤传输的要求越来越迫切，国内外的保护生产厂商适应形势也相继研究开发光纤通道接口的保护设备。
光纤保护是超高压线路的主保护，高压线路纵联保护主要是依赖于通道将线路两端的保护装置测量信息进行交换，通过交换信息的变化量以区别是区内故障，还是区外故障。在电力系统，纵联保护的通道一直是保护装置能否正确动作的瓶颈之一，光纤与保护通道结合构成的光纤通道可以提高通道的可靠性。
一、光纤通道作为纵联保护通道的特点
光纤通道相对于其他通道(载波、微波等)具有以下特点：
1、传输质量高，误码率低。目前所采用的光纤保护对通道误码要求为两种：一种是向量式光纤差动，采用传输向量的工作原理，发生误码时，可以用向量递推等方式来合成。由于其动作灵敏度低、速度慢，因而对通道要求较低，通道误码率约为10-3～10-5。另一种是传输采样值的光纤差动，由于其灵敏度高、速度快，因而对通道要求也高，误码率约为10-7。而光纤通信所提供的通道的误码率约为10-9～10--11。可以看出，这种特点使得光纤通道很容易满足继电保护对通道所要求的“透明度”，即发端保护装置发送的信息，经通道传输后到达收端，使收端保护装置所看到的信息与发端原始发送信息完全一致，没有增加或减少任何细节，通信设备正常工作时，通道误码是完全能满足继电保护对通道的要求的。
2、光的频率高，所以频带宽，传输的信息量大。这样可以使线路两端保护装置尽可能多地交换信息，从而可以大大加强继电保护动作的正确性和可靠性。
3、抗干扰能力强。由于光信号的特点，可以有效地防止雷电、系统故障时产生的电磁方面的干扰，因此，光纤通道最适合应用于继电保护通道。以上光纤通道的三个特点，是继电保护所采用的其它通道形式所无法比拟的，在通道选择上应为首选。目前西北地区较多采用0PGW架空地线复合光缆，分别承载包括保护、远动、语音等业务。
二、保护信号传输通道的选择
采用光纤接口与光纤通道配合来传输保护信号的方式，其光纤通道的配置有2种方式，即专用光纤通道和复用光纤通道。
1、专用光纤通道
专用光纤通道主要采用的是专用光缆或专用纤芯。前者指线路两端保护设备用一根光缆连接，一般采用与输电线路地线一同敷设。常用有复合地线光缆OPGW、地线缠绕式和捆绑式光缆；受光传输衰耗影响，其长度不超过30 km。后者是指保护复用通信光缆，使用其中的一对专用纤芯并预留一对备用纤芯，该方式对光缆长度没有特别限制，但中间设备多，容易发生因光缆接头质量问题造成保护通道告警的现象。因此，采用专用光纤，其可靠性依赖于站点间直通光缆的性能，当光缆断开时，保护远传信号全部中断，无替代传输路由。
2、复用光纤通道
当传输保护信号的线路较长时，必须采用复用光纤通道。复用光纤通道利用64 KB／s数字接口经PCM设备或利用2M接口直接接入数字网络PDH、SDH，传输距离延伸到数字网络的每个节点，并可以实现光纤自愈环。当传输线路中断或性能劣化到一定程度，电路可实现自动切换。从统计的角度来看，光纤电路切换与电力线路故障同时发生的几率非常小。这种信号传输通道的缺点是相应站点SDH光端机或保护专用PCM装置故障时，保护远传信号随之中断。
三、光纤保护的基本方式及其特点
光纤保护目前已在国内得到较为广泛的使用，对已投入运行的光纤保护，按原理划分主要有光纤电流差动保护和光纤闭锁式、允许式纵联保护两种。
1、光纤电流差动保护
电流差动原理的保护是较为简单的，也是最为有效的保护方式。光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于基尔霍夫电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，通过计算线路两侧电流的差值的有无，从而判别区内或区外故障。而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。
区外故障时：故障电流为穿越性电流，两侧电流的差值为零。
区内故障时：故障电流由线路两侧向故障电流，两侧电流差值为两侧故障电流的和。
目前电流差动保护在电力系统的变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护的这些优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。目前，在华东电网运行的纵联差动保护有：RCS一93l、PSL一603A、MCD(三菱)等保护装置。采用的通道方式有复用光纤方式和专用光纤方式。
2、光纤闭锁式、允许式纵联保护
光纤闭锁式、允许式纵联保护是在目前高频闭锁式、允许式纵联保护的基础上演化而来，以稳定可靠的光纤通道代替高频通道从而提高保护动作的可靠性。光纤闭锁保护的鉴频信号能很好地对光纤保护通道起到监视作用，这比目前高频闭锁保护需要值班人员定时交换信号以鉴定通道正常可靠与否灵敏了许多，提高了闭锁式保护的动作可靠性。此外由于光纤闭锁式、允许式纵联保护在原理上与目前大量运行的高频保护类似，在完成光纤通道的敷设后只需更换光收发讯机即可接人目前使用的高频保护上，因此具有改造方便的特点。与光纤电流纵差保护比较，光纤闭锁式、允许式纵联保护不受负荷电流的影响，不受线路分布电容电流的影响，不受两端TA特性是否一致的影响。目前，在西北电网运行的光纤闭锁式、允许式纵联保护有：RCS一901(902)、PSL一601(602)A、csL一101(102)等保護装置。采用的通道方式有复用光纤方式和专用光纤方式。
总之，随着光纤通信网络结构的逐步完善，光纤保护在纵联保护通道的使用上，已经由原来单一的载波通道变为现在的载波、微波、光纤等多种通道方式。光纤通道所具有的先天优势，决定了它已是继电保护信号传输的首选方式。
参考文献
1、倪伟东，光纤电流差动保护通道试验及研究，继电器，2009(08)
2、谷昕，利用光纤通信网络传送继电保护信号，电力系统通信，2008(07)
3、李峥峰,继电保护中光纤通信技术应用，电力自动化设备，2007,27(2)