纵联保护载波通道

避雷器、调谐电路主要故障
• 避雷器故障击穿爆炸故障：避雷器的阀门是经干燥处理装在瓷套内， 长期运行未进行试验和维护，密封圈可能老化龟裂，或上下金属盖 锈蚀穿空，致使潮气进入，绝缘降低，击穿电压下降，经多次雷电 大电流冲击而放电；或进入到避雷器内部的空气产生游离或受潮影 响，固体的介质损耗迅速增加，很容易造成热击穿，大电流流入产 生大量气体引起避雷器击穿爆炸故障。 避雷器引线断线故障：避雷器至调谐器与强流线圈的引线断了，使 避雷器自然退出，被保护的调谐器很快就击穿烧毁。 避雷器放电间隙击穿故障：有些避雷器的阀片带有串联间隙，经多 次放电后，间隙也会被烧结而短路，相当于避雷器阀片直接与调谐 电容并联，由于故障把阀片电容引入与主电容C并联，降低原来谐振 频率而使阻波器的特性变差。 调谐电路故障：阻波器大部分有调谐元件，其元件的损坏将直接影 响线路阻波器的性能，致使阻波器的特性变坏。
2）、阻抗失配
• 高频电缆的实际负载为结合滤波器或收发讯机。当结合滤波器所选 配的耦合电容器的电容量小于结合滤波器要求值时．两者的阻抗失配。 此时低频阻抗特性变差，容易引起工作频带内各种信号的比例调，电 缆和结合滤波器阻抗失配还因高频电缆输入阻抗可能呈现感性或容性 对并联连接的收发讯机的滤波器特性产生影响，阻抗的变化对收发讯 机的收信和发信都有影响。为了保证运行中的高频电缆获得较好的阻 抗匹配．应对高频电缆的电气长度进行测量。 一般采用谐振法测量Z 短和Z开。 • 谐振法测量的原理：根据高频电缆在一定频率下具有谐振特性，即当 长度为1／4波长的整数倍时。电缆终端开路或短路时输入阻抗为电阻 性。相当于串联或并联谐振．测得的谐振频率，然后计算出电缆长度
结合滤波器主要故障
• • • • • 电缆接线端子绝缘水平下降：一些结合滤波器的高频电缆接线端子与底板的 距离较小，当内部受潮后，绝缘电阻随着气候变化下降，通道的传输衰减增 加。 结合滤波器内部结水：结合滤波器经过长期运行，由于四季温度变化等各种 原因，密封的橡胶圈会老化龟裂，雨水渗透到结合滤波器内部，并积存在底 部，造成高频电缆头和接线端子排绝缘下降。 蜂巢故障： 变量器击穿: 避雷器：结合滤波器中的避雷器一般选用Y5CB型氧化锌避雷器，其额定电压 为1kv，工频放电龟压(有效值)为不小于1.8kv，不大于2.5kv。用1kv摇表测量 时，无放电现象，用2.5kv摇表测量时，有放电现象，可以判断避雷器属正常 状态。。 结合滤波器特性变坏：运行中的结合滤波器还可能由于其它元件损坏，致使 其特性变坏。例如．运行中发现全通道衰减突然增大20dB左右，此后又能恢 复正常。经检查结合滤波器的C1内部开路。还有如电感线圈的Q值下降，匝 间短路，多股导线中的少数断股等。 安全：在结合滤波器线路侧并接选频表时要注意，必须在有经验的人监护下 由2～3人共同完成，在确保安全的前提下，才能把选频表跨接在结合滤波器 的线路侧进行测量。
纵联保护载波通道的构成及 其应用及收发信机现场调试 和异常处理
目
录
§1、纵联保护载波通道的构成 一、高频保护信号传输衰耗 二、高频收发信机的工作电平和裕度 三、高频通道整组试验 §2、收发信机现场调试和异常处理 一、912型专用收发信机工作原理 二、现场调试和异常处理
§1、纵联保护载波通道的构成
2、耦合电容器及电容式电压互感器
• 外部检查： 耦合电容器及电容式电压互感器是高压设备，它的故障将直接影 响电力系统的运行，所以将要对安装的和已运行的设备进行安装前和 定期的测量、检查。 应检查耦合电容器及电容式电压互感器的垂直度，有无漏油痕迹，瓷 外壳有无裂纹等。 当高频通道衰耗偏大时，如检查阻波器与结合滤波器没有问题，应检 查电容式电压互感器的接线盒中的放电间隙是否短路。 • 电气测量 1、工频耐压试验； 2、电容器量：与标称值相差不大于±10% 3、损耗角正切值（tgδ ）：介质损耗应小于0.004,该指标应每年检 测量
•
一、高频保护信号传输衰耗
在高频保护信号传输衰耗计算：
bc 6.5 10 L F (2b Z b JM b JN b FM b FN ) (L M L N ) (dB)
实际线路传输衰耗的经验公式:
3
bc 6.5 10 3 l f
式中： • • • • • • bc ―线路总传输衰耗(dB) bz ―线路终端衰耗(dB) bJM、bJN ―线路M、N两侧结合滤波器衰耗(dB) bFM、bFN ―线路M、N两侧分频滤波器或差接网络衰耗(dB)取实测值 α―对应工作频率下高频电缆衰耗常数(dB/Km), LM、LN ―M、N两侧高 频电缆长度(Km), F ―传输信号的频率（KHz） L ―线路长度 (Km)
三、高频通道整组试验 高频通道整组试验包括： 线路 阻波器、耦合电容、结合滤波 器和高频电缆。对通道设备的 分析和判断可以及时处理通道 设备的故障，确保高频通道的 畅通。
1、线路阻波器
• 高频阻波器是防止高频信号向母线方向分流的设备。电感 与电容构成并联谐振回路，调谐的频率决定了它的工作频 段，对工频电流呈现的阻抗很小，不影响工频电力的传输， 对高频电流呈现的阻抗很大。 • 在高频通道设计阻波器F0的上、下频带中，各有一个并联 谐振的峰值阻抗，其频率F1和F2，由于强流线圈的Q值不 高，两个峰值略有差异。线路阻波器由主线圈，调谐元件 和避雷器组成。
• 近端跨越衰减法：线路不停电，阻 波器阻塞特性可用变电站近端跨越 衰减值判断。变电站近端跨越衰减 可用下式计算：
A站近 20 lg 1 Z阻1 Z阻 2 Z阻1 Z阻1Z阻 2 Z负 Z负 Z站 Z负 Z 站
式中：Z入=[Z阻1+（Z阻2+Z负）] //Z站
Z入―线路侧母线的输入阻抗 Z阻1 ―阻波器1阻塞阻抗 Z阻2―阻波器2阻塞阻抗 Z负―线路侧的负载阻抗 Z站―变电站母线对地输入阻抗
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4、高频电缆
• 收发信机与结合滤波器之间是用高频电缆进行联 结的。 • 在实际运行过程中，高频电缆的高频信号穿透出 高频电缆主要存在三个主要方面的问题：串扰其 它通道、阻抗失配、高频电缆接地。
1）、串扰其它通道
• 高频信号穿透高频电缆，串扰其它通道：由高频电缆的基 本原理可以知道，高频电缆中的工作电流是分别集中在内 导体的外表面和外导体的内表面，而外来的干扰电流是集 中在外导体对着干扰源那一面的外表面上。由此可见，工 作电流和干扰电流是分开的。外导体不仅是信号电流传输 的回归导体，还起着抗干扰屏蔽作用。 • 分析其发生的原因是由于电力系统操作时，拉隔离刀闸。 因线路上还有剩余电荷（拉开隔离刀闸的瞬间出现弧光引 起的），因为这种弧光很强，是一种平滑的强干扰，或称 为白色噪声，它在很宽的频带内干扰幅度几乎相等，有可 能穿过屏蔽层后由电缆芯线引入收发讯机，由于外来干扰 幅度过高，将装置内部的部分元件击穿。
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线路阻波器的测试方法1 • 电压比较法： 停电时不吊下阻波器对其 特性进行测试，线路虽停电， 但周围设备仍在运行，阻波器 和测量仪器都在高压场下，所 以需要加保安措施，用选频测 量出P1、P2，阻波器的阻抗 可用下式计算： 0.05 P1P 2） （
Z回 10010

线路阻波器的测试方法2
纵联保护载波通道的构成及其应用及收发信机现场调试和异常处理1纵联保护载波通道的构成一高频保护信号传输衰耗二高频收发信机的工作电平和裕度三高频通道整组试验2收发信机现场调试和异常处理一912型专用收发信机工作原理二现场调试和异常处理1纵联保护载波通道的构成高压输电线路及其加工和连接设备阻波器耦合电容结合滤波器高频收发信机与高压线路保护装置一起构成输电线路全线速动的主保护电力线载波纵联保护简称高频保护利用高压输电线路构成的双高频保护仍然是目前国内电网的主要运行方式
二、高频收发信机的工作电平和裕度的构成
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为了保证高频保护正常安全而可靠地工作，收发信机的运行性能必 须满足下列基本条件： 灵敏启动电平： 收信回路的启动电平应能可靠地躲过通道中可能出 现的最大的干扰电平。启动电平不宜过低，对于220Kv线路，除湖 北省启动电平取+1dBv外，绝大部分省份为―5dBv。 最小收信裕度： 《继电保护及电网安全自动装置检验条例》中规定 收发信机最小收信裕度是8.68dB。根据运行经验，正常天气及正常 运行条件下的接收电平应高于启动电平8.68dB， 线路途经重冰区、 严重污染区还需增加3dB。 最大串扰电平： 由于保护专用收发信机是按门坎电压工作的，所以 对串扰信号的最大值规定必须大于启动电平17.4dB。
高压输电线路及其加工和连接设备（阻波 器、耦合电容、结合滤波器、高频收发信 机）与高压线路保护装置一起构成输电线 路全线速动的主保护―电力线载波纵联保 护（简称高频保护）,利用高压输电线路构 成的双高频保护仍然是目前国内电网的主 要运行方式。
图一 纵联保护载波通道的构成
方向纵联保护
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方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，然 后通过高频信号作出综合判断，即对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳 闸。一般规定从母线指向线路的方向为正方向，从线路指向母线的方向为反 方向。闭锁式方向纵联保护的工作方式是当任一侧方向元件判断为反方向时， 不仅本侧保护不跳闸，而且由发信机发出高频信号，对侧收信机接收后就输 出脉冲闭锁该侧保护。在外部故障时是近故障侧的方向元件判断为反方向故 障，所以是近故障侧闭锁远故障侧；在内部故障时两侧方向元件都判断为正 方向，都不发送高频信号，两侧收信机接收不到高频信号，也就没有输出脉 冲去闭锁保护，于是两侧方向元件均作用于跳闸，这就是故障时发信闭锁式 方向纵联保护。 高频保护依靠两侧收发信机传输、交换信号，以此判断是否动作出口，收 发信机是通过高压输电线路传输高频信号（高频通道）。在电力系统无故障 的正常情况下，干扰相对来说较小，基本处于待命状态；但在系统突然发生 故障的瞬间，它要在比正常时严重几倍的干扰情况下，及时启动，并完成收、 发信，把保护动作信息准确送至对侧高频保护装置，这就要求除输电线路的 加工设备提供良好的通道外，还需要高频收发信机具有良好的抗干扰性能。 否则，每一种干扰都有可能在这种连续的时间间隔中，造成信号的误发、误 收，导致保护错误判断，以至以误动。
3、结合滤波器
• 结合滤波器与耦合电容器和线路阻波器一道完成 通过高频电缆和高压输电线发送或接收电力线载 波信号，实现传输通道与电力线载波设备之间的 阻抗匹配，实现高压设备与电力线载波设备之间 的隔离，为电力线载波信号传输提供很小的插入 衰减。电缆侧有一高压电容用于阻止工频电压进 入高频电缆，防止高频保护区外故障造成继电保 护误动。每年必须对结合滤波器的回波损耗、工 作衰减及避雷器等部件进行认真的检查。如发现 内部元件损坏，一定要及时更换。
3）、高频电缆接地 • 高频电缆与结合滤波设备均处于同一地网内．通 常将高顿电缆屏蔽层的两端都接地。这种方法可 以保证载波设备和工作人员的安全，因为在本地 的大地和高频电缆屏蔽层之间没有电位差。 • 在开关操作或发生故障时，在结合滤波器内，电 缆屏蔽层与当地大地之间可能出现的地电位 差．如果结合滤波器和载波机不是接在同一接地 网上，电力系统接地故障及操作引起的瞬时过电 压，地电位会更大，电缆屏蔽层中的环流可能达 到危险的程度。
图二
目前常用的宽带调谐线路阻波器原理图
• 在高频通道设计阻波器通常取 母线分流损耗为2dB, 如果母线 分流损耗图二 目前常用的宽 带调谐线路阻波器原理图仅仅 比设计值偏高1dB左右,甚至更 小一个数值,阻波器故障现象并 不十分明显，但是阻波器的调 谐元件、放电间隙击穿损坏的 可能性却大大的增加。虽然高 频收发信机的收信电平裕度满 足正常运行条件，但是母线的 高频阻抗受到运行条件或者接 线方式的影响，分流损耗将随 母线的工作状况而改变。特别 是阻波器的背后保护区外（母 线故障）发生短路故障的时刻， 母线分流损耗会剧烈地增加， 甚至出现高频阻波器特殊故障， 导致高频通道异常，影响了线 路的正常运行，阻波器故障较 多的是避雷器和调谐电 回波损耗法：有些变电站只有 一条出线，仅加工了一相，用 于开设高频保护或载波通道， 检查阻波器的故障只能用测量 结合设备的回波损耗的方法来 测试。其结线如图示，等效电 路见图的计算公式为：
A P 6 P dB） （ 1 2 回
根据国际电工委员会IEc(481)标 准及国家标准GB『T 7329_1998规 定，结合设备回波损耗应大于12dB