本文摘要：本篇光纖應用技術論文研究光纖電流差動保護，《 光纖與電纜及其應用技術 》(雙月刊)創刊于1967年，由中國電子科技集團公司第二十三研究所主辦。本刊為全國創辦最早的光纖與電纜專業期刊之一。在該領域享有很高的聲譽，主要報道有關光纖、光纜、光無源器件、
本篇光纖應用技術論文研究光纖電流差動保護，《光纖與電纜及其應用技術》(雙月刊)創刊于1967年，由中國電子科技集團公司第二十三研究所主辦。本刊為全國創辦最早的光纖與電纜專業期刊之一。在該領域享有很高的聲譽，主要報道有關光纖、光纜、光無源器件、光通信系統、通信電纜、射頻電纜、特種成纜和微波傳輸成及其連接器等研究和應用方面的論文和技術動態綜述，榮獲信息產業部電子優秀科技期刊、中文核心期刊(1992)。
【摘 要】光纖電流差動保護是在電流差動保護的基礎上演化而來的，基本保護原理也是基于克�；舴蚧倦娏鞫桑軌蚶硐氲厥贡Ｗo實現單元化，原理簡單，不受運行方式變化的影響，而且由于兩側的保護裝置沒有電聯系，提高了運行的可靠性。
【關鍵詞】光纖通道;差動保護
目前電流差動保護在電力系統的主變壓器、線路和母線上大量使用，其靈敏度高、動作簡單可靠快速、能適應電力系統震蕩、非全相運行等優點是其他保護形式所無法比擬的。光纖電流差動保護在繼承了電流差動保護這些優點的同時，以其可靠穩定的光纖傳輸通道保證了傳送電流的幅值和相位正確可靠地傳送到對側。
一、光纖通道特點
光纖通道相對于其他傳統通道(如：電纜、微波等)具有如下特點：(1)傳輸質量高，誤碼率低，一般在10-10以下。這種特點使得光纖通道很容易滿足繼電保護對通道所要求的“透明度”。即發端保護裝置發送的信息，經通道傳輸后到達收端，使收端保護裝置所看到的信息與發端原始發送信息完全一致，沒有增加或減少任何細節。(2)光的頻率高，所以頻帶寬，傳輸的信息量大。這樣可以使線路兩端保護裝置盡可能多的交換信息，從而可以大大加強繼電保護動作的正確性和可靠性。(3)抗干擾能力強。由于光信號的特點，可以有效的防止雷電、系統故障時產生的電磁方面的干擾，因此，光纖通道最適合應用于繼電保護通道。以上光纖通道的三個特點，是繼電保護所采用的常規通道形式所無法比擬的。在通道選擇上應為首選。但是由于光纜的特點，抗外力破壞能力較差，當采用直埋或空中架設時，易受到外力破壞，造成機械損傷。若采用OPGW，則可以有效的防止類似事件的發生。
二、光纖通道與接口
光纖通道構成的保護稱為光纖繼電保護。它由光發送器，光纖和光接收器等部分構成。如圖1所示：
(1)光發送器。光發送器的作用是將電信號轉變為光信號輸出，一般由砷化鎵或砷鎵鋁發光二極管或鋁石釹榴石激光器構成。發光二極管的壽命可達百萬小時，它是一種簡單而又很可靠的電光轉換元件。(2)光接收器。光接收器的作用是將接收的光信號轉換為電信號輸出，通常采用光電二極管構成。(3)光纖。光纖為光導纖維的簡稱，由直徑大約0.1mm的很細的空心石英絲或玻璃絲構成。繼電保護所用光纖為通信光纖，是由纖芯和包層兩部分組成的：纖芯區域完成光信號的傳輸，包層則是將光封閉在纖芯內，并保護纖芯，增加光纖的機械強度，以節約大量有色金屬材料，敷設方便，抗腐蝕不受潮，不怕雷擊，不受外界電磁干擾，可以構成無電磁感應和可靠的通道，光纖通道容量大。如圖2所示。
(4)工作可靠。載波通道受雷電和電力系統操作產生的電磁干擾很大，信號衰耗受天氣變化的影響很大，有時甚至不能工作。微波通道受電磁干擾較小，但在惡劣天氣條件下信號衰落很大。光纖通道不受電磁干擾，基本上不受天氣變化的影響，因此工作可靠性遠高于載波和微波通道。這對于電力系統特別重要。(5)繼電保護用光纖對衰耗值要求較高，不同波長的光信號衰耗值不同，單模光纖的傳輸衰耗值最小，波長1.31μm處是光纖的一個低損耗窗口，所以繼電保護用光纖均使用單模光纖，使用1.3μm的波長段。
三、光纖繼電保護的收發轉換
(1)光纖繼電保護裝置發送數據時，保護插件把差動CPU插件傳來的數據幀變為同步串行數據，并經碼型調制后送至光發模塊，由光收發模塊將串行數據信號轉化為光信號，通過光纖向通道傳送。接收數據時，由光收發模塊將光信號轉化為電信號，并將解碼后的數據送至差動CPU。(2)線路差動保護采用光纖為兩側數據交換的通道，裝置提供專用光纖通道和復用PCM通道兩種通道方式選擇。當被保護線路長度小于100KM時可使用專用光纖通道方式，否則使用復用 PCM通道方式，可通過裝置控制來選擇。
采用專用光纖通道方式下時，裝置間數據傳輸速率為1Mbps。采用復用PCM光纖通道方式下時，裝置間數據傳輸速率為64kbps/2Mbps。(3)通信時鐘相關說明見表1：
復用64kbpsPCM同向接口時，兩側設備的時鐘必須按照上表的要求整定，否則會產生定期的滑碼。(4)電流差動保護的采樣同步。在復用接口與通信設備連接時，大部分接口均支持G703同向方式(也有些設備要求提供反向接口)。為了滿足64kbps數據通道收發數據同步復接的要求，必須采用主從時鐘方式。否則，將因時鐘不同步，造成滑碼的出現，保護裝置反映出的就是CRC校驗碼告警。在某些保護裝置中，對接口沒有做出要求，但時鐘必須設為主從方式，因為兩端保護裝置在計算差流時，必須保證同步，否則，對差流的計算就會造成誤差。
四、電流差動保護的試驗
(1)裝置自環試驗，將裝置通道環回試驗控制字值入“1”，將裝置光纖接口的RX和TX用尾纖對接，有的裝置還要整定本側裝置編碼與對側裝置編碼相同。即可單裝置自環，模擬ABC三相區內故障。(2)光纖保護通道聯調試驗。光纖保護在現場調試中，光纖通道的測試也是一項細致工作，只有保證光纖通道正常，才能確保系統試驗的進行。現場由于受到設備的限制，常用的通道試驗方法是采用保護自發自收來檢驗光纖通道。具體分以下幾步：一是從保護的光端機引出的尾纖上經光連接器自發自收，檢驗保護自身收發是否正常。二是將保護尾纖經光連接器與線路光纖連接，在線路的對端，光纖經光連接器自環，檢驗通道是否正常。對端也可以采用類似步驟測試光纖通道。三是測試光纖通道還可以采用專用測試設備，但這些設備很昂貴，一般情況下現場不具備條件。所以，上述方法是現場測試光纖通道的經濟實用的方法。
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