通信接口在电力继电保护上的应用

周春丰，边秋月

（1.国网天津市电力公司信息通信公司，天津 301600；2国网天津静海供电有限公司，天津 301600）

0 引 言

为了给用户提供安全稳定的电能，需要将通信接口运用到继电保护中。通信接口是电力运行保障的技术支持。通信接口的稳定性及安全性成为电力安全运营的可靠保障。通信接口是连接中央处理器及通信设备的接口，主要形式有光纤接口和电接口，可协助完成变电站的信号传输及送达[1]。

1 电力继电保护的系统概述

继电保护电力系统中的电力元件，当电力系统发生故障时，在第一时间将故障信息传递给电力相关负责部门。继电保护装置全程自动化操作，当故障发生时发出跳闸指令，减少电力设备故障[2]。

1.1 继电保护技术的应用意义

随着我国电力系统的发展，电网结构日趋复杂。而变电站的继电保护系统也经历了从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置，再从集成电路继电保护装置到微机继电保护装置的发展历程。在变电站行转过程中，电力系统安全是其核心目标。继电保护技术给智能电网的安全生产和运行监视等提供可靠的技术支持。通信和保护之间接口的稳定性和安全性直接影响智能电网的安全稳定[3]。

1.2 继电保护技术的应用优势

智能电网也会出现一些故障以及失效的情况，与传统的变电站信息化测控技术相比，继电保护技术是一项可以有效改善这些情况的技术手段，提高了智能电网运行过程中的安全性及稳定性。继电保护技术的主要作用是电网发生突发性故障或是失效时，自动对故障的设备进行切除并及时发出报警信号，提醒相关工作人员及时对故障进行处理，尽快使电网恢复正常运行的状态。智能电网环境下的继电保护，其存在的主要目的就是维护智能电网运行的安全，保障电力用户在用电过程中的安全，同时也降低供电企业在供电过程中承受经济损失的可能性。在智能电网建设的过程中，继电保护技术具有十分重要的地位。

（1）在电力输送过程中，一旦出现问题，继电保护技术能通过有效控制手段进行自动调控。当自动调节无法解决时，再通过检修工作人员开展调试工作，极大程度上节约人力及物力成本。

（2）智能变电站在运行使用时，通过许多线路来完成继电保护工作。在多条线路调试和运行过程中，优选最佳方式配合继电保护工作。同时，在设备诊断方面，继电保护也较传统方式更为智能[4]。当发电设施及其线路出现不同程度的故障时，继电保护在第一时间将故障信息传送给相关管理人员，或直接控制故障线路开启跳闸命令。

1.3 在线监测与故障诊断有效保障电网安全平稳运行

近年来，我国智能电网建设的不断深化和推广，也对智能电网重要支撑环节的智能变电站的运维方式提出了新的挑战。当二次回路出现自动报警时，由于无法辨别继电保护和其他保护异常，从而导致故障无法顺利排除。开展在线监测与故障诊断技术，对电力运行系统进行全方位监控，快速提升智能变电站运行维护人员解决异常问题能力，从而提升智能变电站的运维水平[5]。

在进行智能电网系统的建设时，加强在线监测与故障分析，以提高供电服务的品质，既满足用户的基本用电需求，又能为其提供更多的增值性服务。

2 继电保护不稳定因素

2.1 硬件及软件设备因素

在电力系统建设运用过程中，硬件设备和软件设备直接影响继电保护装置。当出现继电保护不稳定的情况时，要求检修人员对接口装置、通道设施及控制软件等多方面逐一排查，从而保障继电保护平稳运行[6]。在电力系统运营过程中，发生继电保护故障的原因有许多，其中包括二次回路绝缘故障、产源故障、故障装置老化等。

硬件设施是保障电力系统继电保护平稳运行的客观条件，当硬件设施出现装置故障问题时，在第一时间启动保护元件系统，并进行有效的隔离保护。硬件装置系统分为中央处理器、模拟量模板、数字模板及电源四部分。

软件因素是指电力企业广泛应用的计算机运行软件设备的故障问题，包括电力系统软件在研发设计时存在的问题和继电保护控制系统软件错误指令等问题，这些问题都给继电保护失误创造条件。在电力系统维护时，需要对软件系统进行全面、精准的了解，使继电保护装置平稳运行。

2.2 人员技术因素

电力行业砥砺前行的过程中，继电保护技术也在不断提高。但部分电力企业忽视对继电保护技术人员的培训，致使有的检修人员的技能能力无法满足日益发展的电力继电保护故障的维修工作要求。加之，从事继电保护技术人员的技能观念陈旧，积极学习技能的热情态度不足，严重影响电力继电保护工作顺利开展[7]。因此，需要对从事继电保护行业的技术人员开展综合性的技能培训，使其全面处理继电保护装置中出现的各种问题。

3 通信接口在电力继电保护的应用路径

3.1 通信接口与光纤接口保护解析

光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口，其原理是利用了光从光密介质进入光疏介质从而发生了全反射。

光纤通信接口通道通常保护一对纤芯。光纤分为单模光纤（传导长波长的激光）和多模光纤（传导短波长的激光）两种。在保护设备上配置一个光纤接口，或者将管线保护接入电路光缆设备，单模光缆的连接距离可达10 km，多模光缆的连接距离要短的多，为300 m 或500 m[8]。

3.2 通信接口与复用通道保护解析

复用通道在通信接口的连接方式较为复杂，其通信接口的传输速率为2 Mb/s或64 kb/s。实际上，保护通道与通信接口连接是通过MUX设备实现。因为MUX设备主要分为两种，一种是2 Mb/s速率的接口装置，另一种是64 kb/s速率的接口装置。复用通道连接通信接口在保护装置使用前确认保护装置的异常信号灯处于熄灭状态[9]。

通信专业技术人员检测两端通信线的连接位置，当出现连接不牢、数字通信接头焊点虚、音频配线架上的卡线不牢固等问题时，用误码仪测试连接通道，测试通常保持在1～1.5 h。两次测试结果相对稳定及符合标准后，通知检修维护专业人员将通信线接入保护装置[10-11]。

4 结 论

随着通信技术的发展，电力系统向着全网保护趋势上发展。电力企业需要认识到继电保护技术的重要性，在实践工作中对继电保护研究成果进行检测，确保智能电网运行需要，并提升其安全性能[12]。