高频通道故障分析

高频通道的运行维护及其故障处理
2005-5-6 9:30:34
摘要：高频通道是高频保护装置的主要部分，文中从运行维护的角度对通道的加工结合设备进行了分析，并就常见的异常现象提出了常规的处理方法。

关键词：高频通道；运行维护；异常分析
1.前言线路纵联保护是当线路发生故障时，使两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置，一般作为线路的主保护。

对高压电网，其稳定性要求比较突出，故必须要求继电保护实现全线速动。

目前实现保护全线速动的唯一办法是将线路两侧的保护装置的信息进行交换。

对于短线，可用辅助导线，但长线，因受干扰和衰耗等影响，只能使用高频通道。

河源220kV变电站是粤东电网的一个重要枢纽站，其中枫河线116km、广新线164km、河湖线82km分别与粤东、粤北、粤中电网相连，广东电网第1及第2调频厂新丰江和枫树坝电站也通过该站向电网输送电力。

5条220kV线路运行着10套高频保护，因此，为确保电网安全，对通道的加工结合设备进行日常巡视及维护检查成了运行人员和继电保护人员的重要工作内容。

2.电力线载波通道的基本构成电力线的主要功能是传输工频电流，要使它兼作传输高频信号的通道，就必须使工频电流和高频电流分开。

这就需要一套加工结合设备。

图1即为加工结合设备的构成图，也即电力线路载波通道的构成图，主要包括电力线，高频阻波器，耦合电容器，连结滤波器，高频电缆和高频收发信机，这就是在我国电网中得到了广泛应用的相—地制电力线高频通道的构成图。

（1）高频阻波器是一个由电感线圈和可调电容组成的并联谐振电路，当其谐振频率为选用的载波频率时，对载波电流呈现很大的阻抗（在1000Ω以上），对工频电流而言，高频阻波器的阻抗仅是电感线圈的阻抗，其值约为0．04Ω，不影响工频电流的传输；其作用是分离工频电流和高频电流。

（2）耦合电容器接于电力线和连接滤波器之间，耐高压，电容量小，它对工频信号，呈现很大阻抗，对地泄漏电流小，而对高频信号，呈现阻抗很小，高频信号可以顺利传输。

（3）连结滤波器和耦合电容器构成带通滤波器，是一个不对称的四端网络，接线路侧的特性阻抗与线路的波阻抗应匹配，接电缆侧的特性阻抗与高频电缆的波阻抗应匹配，在通频带内，信号衰耗很小，提高了传输效率，同时给工频电流提供接地通路，进一步降低了工频电压。

（4）高频电缆的作用是把户外的带通滤波器和户内保护屏上的收发信机连接起来，并屏蔽干扰信号。

（5）收发信机是发送和接收高频信号的设备。

此外，还有避雷器和接地刀闸，是保护设备和人身安全的设备。

当线路由于遭受雷击或其它原因产生危及高频设备安全的高电压时，避雷器的间隙击穿接地，起保护作用。

在检查、调试高频保护时，将接地刀闸合上，可防止高压窜入。

3 继电保护载波通道应满足的基本运行条件（1）P1———收信机灵敏启动电平不应低于＋
4dB，当收信入口处的电平达到此值时，收信输出就起变化。

（2）P2———通道上出现的最大干扰或串扰电平值不允许超过－13dB。

（3）P3———收信机输出能使保护正常工作的
最低收信电平值，必须比灵敏收信电平＋4dB高＋6dB，即要大于＋10dB。

（4）P4———最低通道裕量，即正常接收电平一定要高于可靠工作电平，它是保证保护安全运行的重要数据，此值不应小于8．686dB，但允许短时波动＋2．6dB。

对使用载波通道的闭锁式纵联保护，在正常运行状态其通道裕量不应小于1．0Np，遇有裕量较正常情况降低0．3Np，应及时查明原因，要特别注意及时发现阻波器失调的不正常现象。

（5）P5———本侧接收到对侧的信号电平，此值需大于＋19dB。

（6）bΣ———允许最大的传输衰耗，此值不大于＋21dB。

每一侧的终端衰耗约为＋4dB，因此，输电线路本身的传输衰耗最大值应按＋13dB计算。

4 高频通道的日常运行维护目前，我国电力系统中的高频保护通道的运行方式广泛采用短时发信方式。

该方式是正常运行情况下发信机不发信，载波通道中无高频电流通过，只有系统故障时，保护的起动元件才起动发信机发信，通道中才有高频电流传输。

其优点是可以减少对通道中其它信号的干扰和延长发信机寿命，但保护中应有快速反应故障的起动元件。

为了确知高频通道是否完好，需要定期起动发信机来检查通道的完好性。

因此，对运行部门来说，高频通道的日常巡视检查就显得特别重要。

具体地讲，可分为户外加工结合设备的检查和通道数据的测试。

4．1 高频阻波器正常巡视项目如下（1）检查导线有无断股，接头有无发热现象，阻波器有无异常响声。

（2）高频阻波器安装是否牢固。

（3）高频阻波器上部与导线间悬挂的绝缘子是否良好。

（4）阻波器上有无杂物，构架有无变形。

运行中通道设备故障，尤其是线路阻波器故障，会造成高频保护通道衰耗增大，通道裕度减少等问题。

严重时将使高频保护误动作。

当相邻两次测得的通道裕度大于3dB时，用接收电压表示：ΔA＝20lg（U1／U2）＞3dB 即U1／U2＞1．4。

当相邻两次测得的接收电压之比大于1．4时，表明通道裕度突变已超过了
3d
载波通信中高频通道故障的检修
2006年5月19日09:58 来源：
载波通信中高频通道故障的几率所占比例不大，但对通信质量的影响却十分显著，因为这一
部分的故障现象不明显，它们检修往往被忽略掉，就给通信留下了很多隐患。

根据多年来的
工作实践经验，我们总结了一些高频通道故障检修的方法，在此与电力系统同行们进行切磋
探讨。

维护中当遇载波机收不到对方导频、衰耗急剧增大、频响突然变差的现象时，首先应检查载
波机是否存在故障，当排除这个可能性之后，就需要重点检查高频通道。

开始检查以前要看一看电力线路近期有无施工、改道、割接、T接，天气有无落雷等外界条件变化，如有多台载波机并机，应根据一台、多台、全部不通或特性不好的现象判断是哪一段
高频通道的问题。

具体的方法是用选频表测量通道中各点电平来判断故障性质和范围。

过程是根据通讯网络图，
从通道的中间开始，检测通过该点所连接的所有载波机的导频，根据电平数值高低，用排除法把问题存在的范围尽量缩小，然后在小范围内依次检查高频电缆、结合滤波器、耦合电容器和阻波器。

1 怎样检查高频电缆
高频电缆的故障无外乎短路、开路两种，首先在载波机外线测量本端发送的导频电平，断开外接高频电缆，在低阻抗档位测量电平正常，但是接上电缆在高阻抗测量时几乎测不到或很低，可以判断高频电缆或滤波器输入部分有短路点，此时从载波机和滤波器上拆下高频电缆，在一端把屏蔽线和芯线短路，测另一端它们之间的电阻，如果很小则证明电缆短路，如果无穷大，还要看一看芯线是否接地。

如果在低阻抗状态电平正常，而高阻抗状态电平有所升高，可以判断电缆有开路故障，同样用上边的方法检查，正常时芯线和屏蔽线之间电阻很小，如果为无穷大要检查高频电缆中间接头是否断开、接头是否氧化、电缆沟内是否有被老鼠咬断的地方、地表工作是否把地埋线弄断等情况。

2 怎样检查结合滤波器和耦合电容器
检查高频电缆没有问题，应将选频表移到结合滤波器下面，高低阻抗测量本端发送电平，如有电平则测量对端发送导频。

如果测不到，则判断包括结合滤波器以后的高频通道有问题。

在结合滤波器线路侧并接选频表。

此时要注意安全，必须在有经验的人监护下由2～3人共同完成。

先打开滤波器，听听内部有无连续的"啪、啪、啪"放电声，如有放电声，则证明耦合电容器、结合滤波器的输入没有问题，结合滤波器的排流线圈、变压器次级开路。

此时十分危险，千万不能接选频表，如果听不到放电声，也要用验电器测一下输入端是否有强电，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。

如测不到本端导频，而能测到对端导频，则证明结合滤波器可能损坏，应该再套上一只验证一下，确认其是否损坏，再申请办理各种安全手续后进行更换。

如果本端电平正常而对端电平测不到，故障范围在该点之后。

如果本端、对端的导频都测不到，应该检查输入部分是否短路接地。

先将接地刀闸推上，再松开结合滤波器线圈上的螺丝，将输入连线悬空，身体千万不能接触金属部分，再用拉闸杆拉开接地刀闸，此时如果听到放电声，则证明耦合电容器、结合滤波器的输入没有问题，应在结合滤波器输入端子上测本端发送电平，如果正常则说明结合滤波器没有问题，问题在耦合电容器以后。

如果输出侧有，但输入侧没有则可以肯定结合滤波器坏了。

如果听不到放电声，应该用验电器检验一下耦合电容器下端，结合滤波器上端子、盒内端子、取下的那根连线上是否有电，来判断耦合电容器的好坏、连线通断、放电器的性能，如果都有电，则证明放电器不起作用，应该及时更换。

听不到放电声，也测不到高压电，一方面是电容器损坏(几率很小)，另一方面是电容器往下连线有接地故障，包括放电器击穿短路接地。

可以先用万用表电压最高档快速量一下电压，如测不到电压再测接地电阻，不接地时怀疑电容器有故障。

如果接地，就要申请停电检查，此时不要再进行盲目的检查，否则接地点断开非常危险。

3 怎样检查阻波器
线路阻波器故障一般不会造成载波机完全不通，常见的故障一是散架，这种情况在外观上就可以看到。

二是调谐元件损坏。

调谐元件(主要是调谐电容)击穿，常用测量结合滤波器输入阻抗的方法判别。

如果高频电缆只有数十米，就可在机房里测量高频电缆的输入阻抗来判断。

将电平表置75Ω后与震荡器连接，将震荡器的输出电来调到5dB，再将电平置高阻抗，接入高频电缆，在20～500kHz范围内变化震荡器频率，如果电平变化范围＜2.6dB，则基本证明本侧线路阻波器良好，否则说明有可能击穿。

此时就需要更换阻波器或者把调谐元件取掉继续运行。

在检查高频通道的时候，由于高压电有可能串进来，需要注意的地方本文中已经指出，最后再次敬告大家，工作时一定要注意安全。

必要时，一定申请停电，办理工作票后方可进行检查、更换。

高频通道的现场异常处理
摘要：焦煤集团自供电网110KV线路采用的主保护大部分是以高频通道为载波的纵联距离保护，在现实工作中，高频通道的异常是造成纵联距离保护能否正常运行的主要原因。

通过组织人员现场查找通道异常情况，终于找到问题的症结所在。

关键词：高频通道故障处理电平振荡器选频电平表0.前言
焦煤集团自供电网110KV线路的高频保护投运以来，一直正常运行，未出现过什么异常情况。

但在2009年天九南线、冯九北线、韩营东线等几条枢纽线路相继出线高频通道异常，迫使线路主保护退出运行，严重威胁着电网的安全运行。

本文利用选频电平表和电平振荡器作为测试工具，测试通道电平大小从而找出通道异常部分。

1.高频通道的基本构成及简介
基本原理是反映并比较被保护线路两端电流的大小和相位。

即将两端的电气量调制成高频信号，利用高频通道将高频信号相互送到对侧，再由各自的保护装置将收到的对侧信号与本侧的信号进行比较，判断是内部还是外部的，从而决定保护是否动作。

一般利用输电线路本身，采取“相—地”制方式作为高频通道。

高频通道工作方式一般采用短路时发信方式（即正常时通道中无高频信号）。

高频通道的主要构成包括：输电线路、高频阻波器、耦合电容器、结合滤波器、高频电缆和高频收发信机。

如下图1
2.现场故障情况
2009年10月，九里山变电站110KV线路天九南线突然出现保护装置告警：通道异常。

出于对系统的考虑，将线路主保护退出运行，为确保线路运行的安全立即对线路保护的通道进行全面检查。

天九南线保护屏内高频保护的工作频率为154KHZ，采用的收发信机是许继南昌通信设备生产的SF-600集成电路收发信机。

故障现象：收发信机在试验发信时，收信灯不亮；联系线路对侧试验发信，故障现象一样。

保护装置报“通道异常”，显然高频通道
存在阻塞。

3、分项检查分析
3.1对收发信机的检查
首先对许继SF-600做高频通道单机试验，选用低噪者，窄带测量工作方式。

3.1.1发信回路的测量
将发信插件输出面板上四芯短路黑塞插头插在“本机—负载”处，选用选频电平表直接测量发信电平。

设定工作频率f1（天九南线是154KHZ），同轴，阻抗∞，工作方式是低噪者、窄带测量。

测得电平32dB左右(小于37dB)，可以判断发信回路正常。

3.1.2收信回路的测量
取掉发信输出面板、控制电路面板上的黑塞四芯插头，用电频振荡器发信号，做灵敏启动电平、通道异常、裕度告警试验。

单机调试时解调输出插件内W10断开，W11连接。

（1）灵敏度（指收信指示）：≧－5±1dB时，才能启动收信，收信指示灯亮；
（2）裕度告警：≦3±1dB时，告警；
（3）通道异常：≦7±1dB时，告警，通道异常灯亮；
裕度告警是通道异常的严重形式，以上数据可以判断出收信回路正常。

3.2高频电缆的测试
用选频电平表测试高频电缆通道。

设定工作频率f1（天九南线是154KHZ），同轴，阻抗∞，工作方式是低噪者、窄带测量。

从同轴上引出两个红黑线，红线卡在设备后面高频电缆T38上，黑线卡在高频电缆屏蔽线T40上，摁下设备上高频检查按钮，测得33dB。

然后把选频电平表卡在结合滤波器的下端，即高频电缆的另一端，测得32dB，线路损耗1dB。

高频电缆线路损耗在正常范围，可以判断高频电缆通道正常。

3.3结合滤波器的测试
用选频电平表卡在结合滤波器的上端，测得38dB，经过结合滤波器后电平会上升5 dB。

可以判断出结合滤波器通道正常。

3.4耦合电容的测试
3.5阻波器的测试
在打开隔离开关的条件下，也可以用直接测量分流损耗的方法检查阻波器是否存在故障。

测试时，可在机房通过高频电缆向高频通道发送出高频信号，也可在结合滤波器的电缆侧发送信号，用选频电平表测量耦合电容器顶端的电平值，阻波器后面的隔离开关打开和闭合两种状态下的电平之差，便是阻波器的分流损耗。

4.实际问题处理
对冯九北线通道异常进行测试，发现结合滤波器出现异常，经更换后高频通道恢复正常，纵联距离保护重新投入运行。

对天铁南线通道异常进行测试，发现收发信机插件损坏，更换插件后，高频通道恢复正常。

5.结论
高频保护涉及面较广,通道的任何一个环节出现问题或不匹配,都可能影响其正常工作。

当高频保护因故不能投运时,只能逐个环节进行检查。

除了通过测试电平大小判别出通道异常环节外，还可采用回波损耗桥测试出通道异常环节在哪。

如果高频通道出现异常怎么能及时地发现异常,消除缺陷,控制异常,预防故障,这是高频通道设备维护工作中的难点,也是运行检修人员日常工作中的重点。

为了保障电力系统安全运行，我们应定期对高频保护进行检验，防患于未然。