光纤保护通道在高压输电线路中的应用-开题报告-文献综述-参考文献

    目前我国电网220kV及以上线路的保护通道主要分为高频通道[1]和光纤通道。高频通道一般用于方向纵联保护，通常采用高频闭锁式。而光纤保护通道主要用于光纤电流差动保护和光纤闭锁式、允许式纵联保护两种。由于光纤通道相对于高频通道有传输误码率低、传输容量大、抗干扰能力强等优势，光纤闭锁式、允许式纵联保护已逐步代替高频保护，和光纤电流差动保护同时广泛应用于高压电网。但是由于光缆的自身特点，抗外力破坏能力较差，当采用直埋或空中架设时，易于受到外力破坏，造成机械损伤。所以新建线路或旧线路更换时可考虑采用架空地线复合光缆OPGW[2]，则可以有效提高通道的安全性和可靠性。

    光纤电流差动保护[3-5]的运行原理是基于克希霍夫基本电流定律，在电流差动保护的基础上逐渐演化而来，运行可靠，目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线等方面都得到了大量的使用，该保护具有很好的灵敏性、可靠、非全相运行，耐受过度电阻能力强，不会受到功率倒向的影响，而且还适用于短线路或串补线路等诸多优点。其不足之处就是对光纤的通道依赖较强，通道不能中断，而且对于不同光纤的差动保护也需要不同的通道予以保障，要保证整套主保护通常也只能和同型号的光纤差动构成。目前使用较多的微机型电流差动保护装置，在通道选择上一般为专用光纤或复用光纤。现有 220kV 及以上的输电线路，一般采用一套保护装置使用专用的光纤通道和另外一套使用复用光纤通道的组合方式。时间同步和误码校验问题是光纤电流差动保护所面临的主要技术性问题。随着SDH 自愈型网络[6]不断推广和应用，给原有基于树状网设计的线路电流纵联差动保护原理带来了挑战。如何实现在通信过程中发生路由自动发生变化后，自动计算数据传输时间，重新达到完全同步成为一个技术性的难题,这也是电流差动保护装置研究的一个重要方面。某些国外的保护装置，例如 ABB 公司研制的 REL-561 型保护装置和美国 RFL 电子仪器公司研制的 RFL9300 型保护装置自称可以适应这种通信方式。但从电流差动原理及数据采用同步方法上看，还没有一个非常完善的解决方案。

    光纤闭锁式、允许式纵联保护[7,8]是在目前高频闭锁式、允许式纵联保护的基础上逐渐演化而来，它具有很可靠的稳定性，灵敏度高，后期改造方便等诸多优势，与光纤电流纵差保护相比，这种保护不受负荷电流的影响，不受两端 TA 特性是否一致的影响，也不会受到线路分布电容电流的影响。在完成光纤通道的敷设之后，更换光收发讯机就可以接入到目前所使用的高频保护中来，因此，改造也十分方便，在目前电力系统继电保护中已获广泛运用。

    光纤通道所具有的传输特性、稳定性及自愈环[9]能力，在高压输电线路保护中正起到越来越重要的的作用。目前，在电力光纤通信网络中，应用较多的是 SDH/SONET 同步数字体系，它的基本工作原理是电时分复用，自愈环能力较强以及相对稳定的时延是这种技术的特点。但是缺点也很明显，就是光纤通道的传输容量受到一定的限制，很难适应目前高速发展的电力通信网络的组网要求。因此另一种光复用方式[10]被提出，光复用方式主要分为光时分复用、波分复用和频分复用三种方式，应用比较广泛的是波分复用方式。因为波分复用方式基本思路是在同一根光纤中同时让两个或两个以上不同波长的光波信号通过不同光信道各自传输信息，这样充分利用了光纤的低损耗波段，使一根光纤传送的信息的物理限度增加了一倍至数倍。对已建光纤系统，尤其是早期铺设的芯数不多的光缆，只要原系统有功率余量，可进一步增容，实现多个单项信号或双向信号的传送而不用对原系统做大的改动，具有较强的灵活性。由于大大减少的了光纤的使用量，因此大幅度降低了建设成本，而由于光纤和有源设备数量少，出现故障时，恢复起来也迅速方便。波分复用系统在传输容量大、传输距离长的时候有很大优势，减少了光缆和中间设备和降低输电线路投资成本的同时，又能提高电力光纤通信网络传输可靠性，这种技术将会在工程应用上得到迅速的发展。随着波分复用技术的逐渐进步和成熟，波分复用技术在电力光纤通信网络上的应用将会愈加广泛。

二、本文主要研究内容

    本文阐述光纤通道的发展状况和相关知识，以及在高压输电线路保护中的应用。重点针对高压输电线路保护光纤通道的在实际工程中有关的重点问题做了分析研究，如光纤通道双重化、数据通讯同步、抗干扰等问题从原理和实际应用方面进行了分析与探讨，并对本地电网高压保护通道配置优化提出了相关建议。

三、^范文提纲

1引言

1.1研究意义

1.2现状综述

1.3光纤通道发展状况

1.4主要研究内容

2光纤通道在继电保护中的应用

2.1光纤通道特点和优势

2.2保护的通信方式

2.3光纤保护的基本方式

2.4常见高压电网中的应用

3光纤保护通道在应用中的问题及相关措施

3.1施工工艺问题

3.2通道双重化问题

3.3数据通讯同步问题

3.4在旁路代路上的问题

3.5电流互感器饱和与断线问题

3.6通道设备抗干扰问题

3.7管理维护问题

4、浙江电网光纤保护通道分析

4.1浙江电网高压保护通道现状

4.2浙江电网高压保护通道配置建议 

四、参考文献

[1] 郭占春.   高频和光纤通道在高电压线路保护中的应用 [J].  科技传播. 2013(07)

[2] 巢俊敏.   OPGW光纤在500kV继电保护中的应用 [J].  中国城市经济. 2011

[3] 常伦凯.   超高压线路光纤电流差动保护的研究 [D].  天津大学. 2008

[4] 李智玲.   光纤电流差动保护在高压电网的应用与研究 [D].  华北电力大学. 2010

[5] 胡峰.   光纤电流纵差保护在220kV输电线路应用研究 [D]. 华南理工大学. 2012

[6] 张建臣.   继电保护装置专用SDH传输通道设计建议 [J]. 电力系统通信. 2007(06)

[7] 徐向军,田桂珍.   浅谈500千伏线路光纤纵联保护应用有关问题 [J]. 江西电力职业技术学院学报. 2009 (01)

[8] 陈佩琳,王俊奇,田俊杰.   光纤保护的方案研究 [J].  山西电力. 2009(08)

[9] 赵厚滨.   光纤自愈环网传输线路纵联保护的研究 [D].  东南大学. 2006

[10] 陈忠颖.   高压线路光纤保护通道的应用研究 [D].  华南理工大学. 2013