郝小刚
国网山西省电力公司晋中供电公司，山西 晋中 030600
摘要：随着时间的进步，电力改革和进步不断推进，以光纤为基础的全国通信系统建设已成为良好电网通信数的基础。不同电网运行状态反馈的光纤纵向差异发展的差异也使我们有可能形成基于光纤纵向差模的网络保护。在实际施工过程中，采用光纤纵差信号传输速度比较快，可以为电网保护线路提供缓冲空间。因此，基于光纤的多维切换是未来电网保护中长期存在的模式。
关键词：线路光纤纵差；保护原理；调试方法
引言
输电线路作为电力网络的组成部分，承担着传输和分配电能的重要任务，其正常运行对于保障电能可靠传输，维持电网同步稳定具有重要意义。输电线路发生的各种短路、接地、断线等故障，如无相应的保护装置快速切除隔离，将会导致事故范围扩大，电气设备损坏，甚至造成电网解列等严重后果。光纤纵联保护利用光纤通道作为传输介质，能够识别线路本段、线路末端、对侧母线及下级线路出口故障等，从而实现全线速动的一种线路保护方式。光纤纵联保护能够实现线路两端被保护元件电气量的传输与比较，从而判断故障在本线路保护区内或是区外，区内故障保护装置将可靠快速动作切除故障，区外故障和正常运行情况下保护装置不误动。
1光纤通信系统
光纤纵差保护是用光导纤维作为通信通道的一-种高压输电线路纵联保护，由于光纤具有不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗低等优点,所以被用作线路光纤纵差保护的通道介质。通常,光纤通信系统分为以下几个部分。（1）光发信机。光发信机是实现电/光转换的光端机。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。（2）光收信机。光收信机是实现光/电转换的光端机。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端机去。（3）光纤或光缆。光纤或光缆构成光的传输通路,其功能是将发信端发出的已调光信号,经过光纤或光缆的远距离传输后,耦合到收信端的光检测器上去,完成传送信息任务。（4）中继器。中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个；一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。（5）光纤连接器、耦合器等无源器件。由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。所以出现了光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合等无源器件。
2光纤纵差电网保护的优越性
2.1依托新技术发展，安全性与科学性高
近年来，我国人工智能、传感器、计算机等新技术飞速发展，为光纤纵差电网保护提供了有利的条件;同时，芯片技术的发展也增强了光纤纵差电网的性能，降低了大部分功能损耗，为保护电网的稳定性和速动性奠定了坚实的基础。现代通信技术提高了电子式互感器等先进传感技术的准确性，更好地保护了纵差电网测量所需的信息，进而使得光纤纵差电网保护可以处理和分析更多的数据资源，能从根本上改善电流分量、负载分量、电压分量等数据监控情况。与此同时，人工智能、大数据、云计算等先进信息处理技术，可以在电网监控与诊断等方面为光纤纵差电网保护提供专业的技术支撑，物联网、虚拟技术也促进了光纤纵差电网运维检修技术的创新和变革，更有助于构建智能、稳定、安全的电网运维体系。
2.2信号传输速度快，故障区域易辨别
在光纤纵差保护的电网中，线路信号的传输速度和效率是处理和分析电网故障的重要前提，对电流纵差电网的稳定运行起着重要的作用。光纤纵差电网保护利用光纤来传送线路信号，同时依据基尔霍夫电流定律计算并分析线路传送的信号，从而快速、可靠、准确地计算传送数据，区分线路故障区域，进而保障电网线路稳定运行。光纤纵差电网保护是基于电流信号差的一种新型电流保护方法，能够实现理想的单元化保护，功能实现原理简单，操作方便，不需要考虑电网线路的运行方式，通常在输电线路和城区电网保护中运用较为广泛。
2.3传送电流更精准，电网保护效果好
光纤纵差电网保护方式继承了纵差保护灵敏度高、动作简单快速可靠的优点，再加上这种保护方式两侧的保护装置没有直接的联系，使得保护装置运行的稳定性进一步提升。光纤纵差电网保护能够较好地适应电力系统的振荡，使线路信号的传输更加稳定，传送电流更加精准，从而提升了光纤纵差电网保护在实际工作中的使用频率和效果，推动了光纤纵差电网保护技术的进步。
3光纤纵差电网保护实践
从上述的原理分析及其优越性分析中我们可以发现，光纤纵差电网保护即能够作为一种电网状态的常备检测机制，同时也能够作为一种相对有效的电网保护措施。在实际的执行过程中，根据不同要求与不同建设情况可以采用不同的切换方式来形成有效的保护措施，具体而言现阶段主要的切换方式大致可以分为软件切换、光路切换以及电路切换等三种模式，具体内容如下：
3.1软件切换
软件切换需要通过切换软件程序而不是切换电路来实现通道切换。在相关的电网系统需要通过软件切换的方式来形成有效的保护机制时，要求软件所控制的电网需要同时具有同源的两个通讯接口。也就是说，软件所切换的仅能够是在同时连接的通讯接口之间的互动关系，而无法形成有效的物理断路（通过继电器或者单片机控制的软件切换属于远程切换范畴）。因此，若通讯模块检测到异常情况时，可以调用自动切换程序使用二路数据信号，这两个通道在传递数据信息的同时，通道内的数据信息也作为对方的备用数据，并保存在不同的缓冲区中，就算其中一个通道的数据传输失败，通讯模块也能够顺利将相应的数据信息数据传送到位。
3.2光路切换
在实际运用中最为常用的光路切换器件为光开关，具有大于等于一个的可供选择的传输端口，而且能够实现对光传输线路和集成光路中的光信号进行互相之间的转换和逻辑操纵。光信号通路的通断、转换和切换都能够直接被光开关控制，这一特性为主用光通道和备用光通道之间的自动切换提供了一种折中的方式。
3.3电路切换
电路切换的工作流程为：在主用通道正常运转的过程中，工作光纤通道主要负责传送数据信息，若通讯模块检测到数据通讯出现异常情况时，便会立即发出切换信号，同时控制切换电路，使其切换到备用光纤通道，再进一步向远处的接收方发送命令。从实际体系构建的实践经验中我们可以发现，当备用电路完成相关的保护使命是，从备用电路向主用线路进行复用切换时所采用的通讯切换模式与上述过程呈现出相反的态势，及通讯切换在前，电路切换在后。此种模式能够有效的保障运行电网之上的保护措施始终有效，并达成全方位的保护机制。除了上述的三种常见方式之外，包括手动切换以及远程机械切换两种模式也常有应用。所谓的手动切换主要是指利用人工的方式对电路通径开关进行变更，进而达到线路切换与电网保护的根本目的。而远程机械切换则是同继电器的方式利用远程弱点来达到切换的根本目的，与人工相比具有安全与高效等特性。
结语
线路的光纤电流纵差保护能够准确地区分内部与外部故障，可以实现全线速动，而且不需要与相邻线路在保护上进行配合，选择性和可靠性能够同时满足要求，但也受到采样不同步、光纤通道、负荷电流、电容电流、TA特性等因素的影响。如何更好地解决这些问题是今后华油电网技术人员在维护使用中值得关注的。
参考文献
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[2]张志林.电网220kV线路保护中光纤纵差保护通道切换探讨[J].中国高新技术企业，2020，29：114~115.
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