高频通道基础知识简介

继电保护用高频通道知识简介继电保护用高频通道是闭锁式纵联保护重要的组成部分，事关纵联保护能否正常运行及正确动作。

在现实工作中高频通道异常是造成纵联保护被迫退出的主要原因。

本文将较全面的对高频通道及其异常情况进行分析，供大家在工作中参考。

一、高频通道的构成情况：1．输电线路尽管我们平时并不注意，其实输电线路是高频信号传输的必由通道。

我们常见的情况是线路检修时，如果线路上挂有地线，则高频信号的传输就会产生极大的衰耗，基本上不能在两侧间传输。

闭锁式高频保护的通道一般采用相－地制，也就是说高频信号被调制设备耦合在输电线路和大地之间。

正常情况下高频信号除了在输电线路上传播外还会在大地中进行传播，其中由于地阻抗很大所以高频信号在输电线路上传播占主体。

输电线路除了耦合电容器连接的相别是高频通道外，另外两相输电线路由于和被耦合相线路之间存在电容等耦合途径也会成为高频信号传输的通道。

考虑到中间相（一般为B相）与另外两相耦合关系最紧密、相应的阻抗最小，所以一般认为高频通道采用中间相最佳。

而我们实际工作中，中间相往往被通讯专业使用，继电保护一般使用A、C相。

另外输电线路作为高频信号传输通道其输入阻抗这一参数我们必须给予重视，常见的220kV输电线路不分裂的导线输入阻抗为400欧姆，双分裂的导线输入阻抗为300欧姆。

请大家参照实际情况正确整定结合滤波器相应的线路侧阻抗情况。

2．高频阻波器它是一个高频谐振回路，对高频信号呈高阻抗，可以有效的将高频信号限制在两侧阻波器之间，一来防止高频信号流到其它线路造成对其它设备的干扰，二来可以减少高频信号的分流衰耗。

阻波器损坏，常见现象就是高频对试时收讯电平的降低。

阻波器对工频信号呈低阻性，可以保证电能传输不受阻碍。

3．耦合电容器和结合滤波器两者共同组成滤波器，允许高频信号流过，阻止工频信号侵入收发讯机。

同时还实现高频电缆和输电线路的阻抗匹配，保证高频信号的可靠高效传输。

这里我们需要注意耦合电容器电容量和结合滤波器相匹配的问题，实际工作中存在两者阻抗不匹配的情况会影响信号的传输。

另外，在进行结合滤波器的调整时我们还要注意输电线和高频电缆的阻抗匹配情况，减少传输衰耗。

4．高频电缆高频电缆将收发讯机和结合滤波器结合起来。

现在常用的高频电缆的特性阻抗为75欧。

5．保护间隙保护间隙位于结合滤波器和耦合电容器之间。

防止过电压造成收发讯机和高频电缆的损坏。

新型的结合滤波器中放电器（避雷器）替代了保护间隙，但由于无法从外观确定放电器的状态，因此也存在其击穿造成高频信号无法传递的隐患。

6．接地刀闸在高频通道上工作时，应将其合入以保证人身安全。

但一定要注意的是高频保护运行中不能合入，否则高频信号会被直接导入地，无法在保护间传送，从而在系统发生故障时造成保护不正确动作。

7．高频收发讯机高频收发讯机用来发出和接收高频信号，与保护装置进行逻辑上的配合。

收发讯机的简化原理图如图一所示，图中虚线框内部分为收发讯机。

图一收发讯机简化原理图其中晶振电路利用晶振芯片提供工作频率的信号f0给发讯回路，提供另一频率为fl＝f0＋12KHZ的信号给解调回路用于进行信号解调最后形成12KHZ中频信号供收发讯机用来进行解调、放大、输出。

前置放大和功率放大元件共同构成信号的发大回路；滤波元件的作用主要是保证滤除非工作频率的信号，保证收发讯机的正常运行。

这里需要注意的是滤波元件的工作频率与收发讯机工作频率必须保持一致且一般无法整定，因此一旦该元件损坏我们无法简单随意的更换其它备件来解决问题，即使有些型号的收发讯机的滤波插件的频率能够现场整定，考虑到现场工作条件以及元件品质、特性等问题我们也不主张现场变更滤波元件的工作频率。

控制电路是整个收发讯机的控制单元，它最主要的功能是从保护装置接到发讯的命令后将晶振电路提供的工作频率信号提供给放大回路从而实现发信。

它还控制信号切换回路保证一旦本机发讯时，高频信号从前置放大回路单独提供给收信解调回路且断开对侧信号进入的通道，而在只有对侧发讯时收到的对侧的高频信号单独进入收讯解调回路，这种功能可以保证在两侧均发讯时不会出现因为两侧信号混叠可能造成的差排现象。

解调输出元件主要是类似触发器的功能，一旦收到信号即动作并提供开关量输出告知保护装置。

二、高频通道检查闭锁式纵联保护对高频通道的依赖性非常高，如果通道不正常就会造成保护的不正确动作。

而由于闭锁式纵联保护的通道在正常时没有监视信号传递，我们无法察觉通道中存在的不正常状态。

因此闭锁式纵联保护中专门设立了通道对试逻辑，通过运行人员进行的通道对试试验可以检查包括两侧保护装置、收发讯机及高频通道在内的与闭锁式纵联保护正确动作有关的各个环节，如图二所示。

图二通道对试试验可以检查的各个环节示意图高频通道对试的过程一般为：启动对试侧按下试验按钮后启动发讯200毫秒（一般不能被我们注意到，可以不考虑）然后停讯，对侧收到信号后连续发讯10秒，本侧在连续收到对侧信号5秒后开始再次发讯10秒。

因此一个高频通道对试过程约为15秒。

通道中的信号与时间的对应关系如表一所示：表一通道对试信号分时情况表对试过程中应注意上述对试过程是否完整以及信号裕度指示与正常值是否一致，特别是有无通道告警信号。

整个过程中我们应注意前5秒（对侧信号）以及后5秒（本测信号）的信号情况，而对于中间阶段的信号因为其是两侧信号的叠加因此没有实际意义。

另外，收发讯机提供的信号指示表（灯）的指针指示的功率或裕度情况只有参考意义，用来定性的确定信号传输情况是否正常，其具体读数不能用作定量分析。

整个对试过程的逻辑部分由继电保护装置控制，因此我们通过对试试验也可以检查纵联保护装置与收发讯机之间联系的正确性。

三、通道异常检查示范方案1. 高频通道异常现象中最常见的是通道对试试验不能完成，处理这种情况可遵循如下原则：1.1外观检查：两侧的收发讯机、保护装置是否正常，有无异常及电源损坏的情况。

1.2按通道试验按钮，检查收发讯机有无发讯指示：判断收发讯机是否发讯可以观察收发讯机发讯指示灯是否点亮及信号指示表（灯）的指示情况。

发讯指示灯通常接在收发讯机的控制回路，当收到继电保护装置的发讯命令时点亮并启动发讯，此灯一般为自保持。

信号指示表一般接在收发讯机与高频电缆的连接处，反应通道口的信号情况。

因为通道试验时本侧最初只发讯200毫秒，因此对信号指示表的观察应该仔细。

通道试验的检查两侧均应进行，以大致的确定问题所在。

✧如果按下试验按钮后收发讯机无任何反应应检查：●收发讯机各电源是否良好；有无异常信号；●试验按钮接触是否良好；●按下试验按钮后，检查继电保护装置是否有通道试验的开关量输入；●继电保护装置的发讯接点是否导通；●在未发讯状态时，继电保护发讯接点两端是否有电位，即收发讯机开关量公共正电和发讯输入端间的电位，一般为直流24V。

此项检查宜在保护装置端子排和收发讯机端子排分别进行；●收发讯机切换把手的接点导通情况；●在收发讯机背板端子排上用开入量公共正电点启动发讯开入端，检查收发讯机是否发讯；✧如果按下收发讯机后发讯指示灯点亮，而信号（功率）指示灯无指示应检查：●令收发讯机发讯（通道试验或点启动发讯开入）用选频电平表测量通道口处信号情况，以确认信号指示表是否指示正确；●在收发讯机发讯状态下测量收发讯机载供（晶振）、前置放大、功率放大、线滤等插件处的电平情况，以确定问题所在；●如果载供（晶振）处信号正常，而在收发讯机发讯指示灯点亮的情况下无高频信号输出，可怀疑控制回路（接口插件）存在问题；1.3收发讯机有发讯指示收发讯机通道口有信号，检查本侧高频通道：✧如果结合滤波器电缆侧无信号的情况下应检查：●一般认为高频电缆存在问题，最常见的为高频电缆断线。

推荐检查方法为自收发讯机出口断开高频电缆与收发讯机的连接，将高频电缆的芯线和屏蔽线短接并接地。

在结合滤波器处分别测量芯线和屏蔽层以及分别对地的电阻情况即可确定高频电缆是否有断线。

当然如果高频电缆断线了是很难采用常规方法检查到的，一旦发生大多只能更换电缆。

因此我们在高频电缆的铺设过程中一定要防止出现挤压、严重弯曲等现象，也要采取必要的防冻措施避免高频电缆因冰冻受损。

●如果高频电缆没有断线情况，我们还要考虑是否存在高频电缆的长度接近高频信号波长的四分之一或四分之一的整数倍。

这时也会出现高频电缆类似开路的情况，从而使高频信号不能传输。

尽管这种情况很少见，我们也要给予重视。

●还有一种情况也很少见，就是高频电缆与结合滤波器以及收发讯不匹配。

目前高频保护的通道中收发讯以及高频电缆一般均采用75欧姆的阻抗，但在早期也曾经使用过100欧姆的高频电缆。

这时就会造成通道不匹配的情况出现，从而使的通道衰耗急剧变大，出现高频信号近似不能传递的情况。

●还需要检查高频电缆的芯线与屏蔽线或地线有无短路的情况。

因为高频电缆芯线裸露较长或屏蔽层处理不好以及芯线和屏蔽层之间绝缘损坏都会造成芯线与屏蔽层之间发生短路，从而造成高频信号被短路点屏蔽。

✧结合滤波器电缆侧有信号而耦合电容器侧无信号的情况下应检查：●检查耦合电容器内部有无断线、虚接，短路的情况；●检查结合滤波器处接地刀闸位置是否在合位，以及有无类似的接地短路情况；●还可能存在结合滤波器内部放电器（避雷器）击穿的情况；●注意在耦合电容器和结合滤波器之间串接的设备（比如电压抽取装置）是否存在异常。

●有时候在结合滤波器内部耦合电容器侧测量有信号而到结合滤波器外部与耦合电容器连接部分测量没有信号，这种情况一般为连接不好，或是外部接线锈蚀严重导致信号衰耗过大；1.4本侧发讯正常，在耦合电容器处（结合滤波器耦合电容器侧，推荐在外部接线处测量）测量信号正常的情况下，考虑对侧配合检查：✧如果发讯侧信号检查正常，而收讯侧收发讯机没有收讯指示则注意检查：●令本侧收发讯机长发讯（短接收发讯机起讯接点，但注意不要时间太长，否则会对发讯回路特别是功放元件造成损坏），收讯侧无收讯指示，在收发讯机通道口测量有无信号，如果信号正常而收发讯机无收讯指示则可以参考说明书分别在收发讯机滤波单元、收讯单元、解调单元等处的测点测量信号状态以确定问题所在。

这里还要考虑控制单元是否有问题，因为如果信号切换部分如果不能正常工作也会造成信号不能进入收发讯机解调单元。

●令本侧收发讯机长发讯（短接收发讯机起讯接点，但注意不要时间太长，否则会对发讯回路特别是功放元件造成损坏），如果在收发讯机通道口测量高频信号不正常，则应分别在结合滤波器耦合电容器侧、结合滤波器高频电缆侧处测量高频信号，检查有无异常，从而确定或排除异常点。

具体的检查方法可以参照上面描述的发讯侧发讯回路的检查方法。

1.5 对侧发讯及本侧收讯均正常，而本侧能在收到信号后不能发讯从而不能完成通道对试逻辑时应注意检查：●本侧收发讯机收讯输出单元是否有问题，测量在收讯时收讯输出的接点是否闭合；●在收讯输出接点闭合的情况下，检查保护装置是否有收讯开关量输入；●检查本侧按下通道试验按钮时本侧收发讯机是否能发讯；（具体方法见1.2）2. 通道衰耗过大为了保证高频保护的可靠运行，我们对高频信号的大小有着明确的要求。