光纖通信在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的應(yīng)用
奈圖爾科技(www.ntooler.com)整理消息:
據(jù)DIGITIMES報(bào)道,在我國(guó),220kV及以上的輸電線路還是最為主要的電力傳輸通道。傳輸容量大、電壓等級(jí)高是這些通道的主要特點(diǎn)。但是在傳輸過(guò)程中一旦發(fā)生事故就會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損害,會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行,危及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此,通常的做法是采用繼電保護(hù)裝置來(lái)快速切除高壓電力線路中發(fā)生的各種故障。由于繼電保護(hù)在整個(gè)電力系統(tǒng)中所起的重大作用,所以一般是采用光纖通信來(lái)作為繼電保護(hù)裝置保護(hù)信號(hào)的物理傳輸通道。這主要是因?yàn)榘压饫w通信技術(shù)應(yīng)用在繼電保護(hù)中具有信息傳輸量大、抗干擾性強(qiáng)、傳輸質(zhì)量高等方面的主要優(yōu)點(diǎn),具體如下:
1.信息傳輸量大
對(duì)于遠(yuǎn)距離通信傳輸而言,運(yùn)用的主要技術(shù)就是光纖通信技術(shù),這得益于光纖通信技術(shù)傳輸頻帶寬、信息傳輸量大的主要優(yōu)點(diǎn)。在電力系統(tǒng)中,普遍使用的載波頻率一般較低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)的電力需求,而光纖所使用的載波頻率 是普通使用的載波頻率的一百倍。因此,在繼電保護(hù)中廣泛使用光纖通信技術(shù)一方面能夠滿足日益增長(zhǎng)的電力需求對(duì)繼電保護(hù)的更高要求,另一方面還能對(duì)繼電保護(hù)的可靠性和精確性起到一個(gè)很高的提升作用。
2.抗干擾性能強(qiáng)
為了保證高壓設(shè)備或者是運(yùn)輸線路在光纖線路中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)干擾,主要是使用絕緣性能好的石英作為光纖所使用的基本材料。在繼電保護(hù)中應(yīng)用光纖能夠?qū)Σ槐匾母蓴_進(jìn)行很好的避免,這是光通信技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)。電網(wǎng)運(yùn)行狀況的良好與否對(duì)光纖縱聯(lián)保護(hù)通道的影響不大。隨著電力用戶對(duì)于電力系統(tǒng)越來(lái)越高的穩(wěn)定性需求以及不斷提高的系統(tǒng)電壓等級(jí),光纖通信技術(shù)因其諸多優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用,并且在使用之后取得了一系列良好的成效。
3.傳輸質(zhì)量高
在光纖通信技術(shù)中,其不可忽視的優(yōu)點(diǎn)就是保密性能良好、信號(hào)干擾性小、光纖傳輸質(zhì)量高,而高壓輸電系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)速動(dòng)性的基本要求正好是需要光通信技術(shù)這些特點(diǎn)。光通信傳輸技術(shù)能夠保證發(fā)行端口與接收端口的信息一致,這樣就保障了線路傳輸?shù)恼?、穩(wěn)定和準(zhǔn)確。
光纖通道與繼電保護(hù)之間的通信方式主要有專用光纖通信方式和復(fù)用光纖通信方式兩種,每一種通信方式都有其特點(diǎn)和適用情形,在使用過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行方式的選擇。
一是專用光纖通信方式。專用通信方式只傳輸繼電保護(hù)信息,而不傳輸其他信息,這主要是因?yàn)閷S猛ㄐ欧绞绞菍iT為繼電保護(hù)而進(jìn)行建立的 專用光纖通道。專用通信方式的通信距離一般在 100km 之內(nèi),可以滿足電力企業(yè)的基本要求。這類方式具有傳播效率高、方式簡(jiǎn)單、沒有中間環(huán)節(jié)和設(shè)備等特點(diǎn),可以切實(shí)有效的應(yīng)用與短距離繼電保護(hù)信息傳遞。
二是復(fù)用光纖通信方式。復(fù)用通信方式主要是由縱聯(lián)保護(hù)中各個(gè)光纖進(jìn)行配合組成。 繼電保護(hù)裝置在允許方式之下會(huì)發(fā)出允許信號(hào)與直跳信號(hào), 接下來(lái)經(jīng)過(guò)音頻接口信號(hào)就會(huì)傳輸?shù)较嚓P(guān)的復(fù)用設(shè)備之中,然后傳輸?shù)焦饫w通道之中。接線簡(jiǎn)單是這種傳輸方式的一個(gè)較大優(yōu)點(diǎn), 對(duì)于電路系統(tǒng)的維護(hù)和運(yùn)行有著重要的促進(jìn)作用。復(fù)用光纖通信方式在長(zhǎng)距離線路保護(hù)中應(yīng)用的比較廣泛。
由于光纖通道擁有諸多優(yōu)點(diǎn)在繼電保護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用極為廣泛。隨著時(shí)代的發(fā)展與科技的進(jìn)步,未來(lái)我國(guó)的繼電保護(hù)將面向信息化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化發(fā)展,而這就對(duì)繼電保護(hù)的工作提出了更高的要求,也對(duì)光纖通信的核心部件光模塊帶來(lái)了更高的要求。一方面是巨大的市場(chǎng)潛力,2021年繼電設(shè)備相關(guān)光模塊細(xì)分市場(chǎng)出貨量近30萬(wàn)個(gè)。預(yù)計(jì)每年市場(chǎng)需求還將增長(zhǎng)15%。另一方面,對(duì)光模塊的熱控制以及熱設(shè)計(jì)和更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。繼電保護(hù)設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性的要求限制了一些常用的散熱設(shè)計(jì),比如設(shè)備內(nèi)禁止采用風(fēng)扇; 較高的防護(hù)等級(jí)要求則限制了機(jī)箱開孔散 熱。通常情況下,只能采用自然對(duì)流及傳導(dǎo)的方式控制設(shè)備內(nèi)部環(huán)境溫度滿足運(yùn)行要求。因此,在板級(jí)熱耗不斷提高,部分傳統(tǒng)散熱方法又受標(biāo)準(zhǔn)所限的情況下,要對(duì)模塊進(jìn)行有效的散熱設(shè)計(jì)具有較高的難度,需要行之有效的產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)方法,并探求新材料新工藝的引入。
光纖通信技術(shù)的合理應(yīng)用,可以順利提升繼電保護(hù)的功能性和安全性,從而順利滿足電力企業(yè)的基本需求,完成對(duì)相關(guān)線路的保護(hù),推動(dòng)電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定。
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