高频通道元件的测试方法
- 格式:doc
- 大小:828.50 KB
- 文档页数:9
高频通道元件的测试方法一、高频阻波器 1.试验接线阻波器图中: R1为去谐电阻;阻值1.5~3K Ω R2为无感电阻;阻值100Ω P 为选频电平表2.阻抗特性试验按上图接线,振荡器输出阻抗选择“0”Ω,输出电平“0”dB 。
选频表输入阻抗选择“∞”。
表头指示的是电压电平。
从84(或60、70)kHz ~500kHZ 测试若干个点,振荡器每改变一次频率,选频表就测试一次P1、P2值。
在全部试验过程中,振荡器输出电平始终维持不变。
然后按下式计算阻抗值。
阻抗计算公式:2)21(05.0)110(R Zp p ⨯-=-要求:在84kHz ~500kHz 的范围内,阻抗值不小于570Ω(厂家出厂标准)。
二、结合滤波器1.工作衰耗测试 (1)电缆侧 试验接线:R1CR2振荡器图中: R1 75Ω无感电阻,模拟高频电缆输出阻抗R2 300Ω无感电阻,模拟线路输入阻抗。
如果线路为单根导线,R2取400Ω。
双分裂导线取300ΩC 5000pf 电容,模拟结合电容器电容(以现场实际电容值选取)T 结合滤波器在50kHz ~500kHz 之间,选取若干个点测试,振荡器每改变一次频率,选频表就测试一次P1、P2值。
然后计算工作衰耗。
测试时,振荡器输出阻抗选择“0” Ω,输出电平可以为“0”dB ,但是在测试中应始终维持不变。
选频表输入阻抗选择无穷大。
选频表所读数值为电压电平。
工作衰耗计算公式:功率电平 12214l o g 10R Rp p b g +-= (dBm )** 关于上述公式的推导:用电压表测量:因为是测量工作衰耗,所以,结合滤波器的输入阻抗与电阻R1相等。
因此结合滤波器电缆侧输入端的功率为:12112114)2(R U R U P == 结合滤波器线路侧负载阻抗R2所得到的功率为:2242R U P =工作衰耗为:10=g b ㏒10)2(log 1022412121==R U R U P P ㏒102421+U U ㏒124R R 20=G b ㏒1041+U U ㏒124R R用电平表测量:1041+-=p p b G ㏒124R R (2)线路侧试验接线:R2T振荡器C图中: R1 300Ω无感电阻 R2 75Ω无感电阻C 5000pf 电容 T 结合滤波器测试方法与电缆侧相同。
附件3中国南方电网电力载波高频通道定检规范2010-06-15发布 2010-07-01实施中国南方电网电力调度通信中心发布目录前言 (II)1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4要求 (3)5定检周期 (3)6定检项目 (3)6.1阻波器 (3)6.2结合设备 (4)6.3高频电缆 (4)6.4高频通道衰减和回波损耗 (4)6.5电力线载波机 (4)6.6远方保护通道 (4)7定检方法 (5)7.1至少应执行的三个步骤 (5)7.2应具备的技术资料 (5)7.3应具备的仪器仪表 (5)7.4测试方法 (6)7.4.1阻波器测试 (6)7.4.2 结合设备测试 (7)7.4.3高频电缆测试 (10)7.4.4高频通道衰减和回波损耗测试 (10)7.4.5电力线载波机测试 (12)7.4.6 远方保护通道 (13)附录A(规范性附录)高频通道定检报告 (14)前言为保障南方电网电力线载波高频通道安全稳定运行,规范南方电网电力线载波高频通道运行维护及定检工作,制定本规范。
本规范依据国家标准、行业规范,结合南方电网电力线载波高频通道定检的实际情况,规定了南方电网电力线载波高频通道的定检周期、项目和方法。
本规范由中国南方电网电力调度通信中心提出、归口并解释。
本规范主要起草单位:中国南方电网电力调度通信中心、贵州电力调度通信局、贵阳供电局、安顺供电局。
本规范主要起草人:杨俊权、陈新南、洪丹轲、陈登墀、陈健、李再歧、袁汉云、刘瑞怡、田勇、许筑军、姜海、金海、菊海峰、周欣、欧阳晓林、扬安华。
本规范自2010年7月1日起试行。
中国南方电网电力载波高频通道定检规范1 范围本规范规定了中国南方电网有限责任公司电力线载波高频通道的定检周期、项目和方法。
本规范适用于中国南方电网有限责任公司系统各单位进行电力线载波高频通道定检工作。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
高频通道输入阻抗测试摘要高频通道输入阻抗是220kV电力输电线路高频保护中高频通道及收发信机主要技术参数。
本文就模拟器及阻抗换算表设计做简单的分析。
关键词高频通道、模拟器、阻抗换算表1 高频通道输入阻抗技术参数要求1)收发信机输出、输入阻抗及通道阻抗:75±25Ω;2)收信灵敏电平:10±1dBm(收信输入阻抗为标称值时);3)收信裕度:12dB~18dB;4)通信裕度告警:(收信灵敏电平+5.68dBm);5)通道异常告警:(正常收信电平-5dB)。
通过上面的参数指标,可以看到高频通道的阻抗是判定通道是否合格的关键数据。
在实际工作中,高频通道的阻抗是校验及处理通道问题的必测数据。
但是,由于原有设备的限制及传统的计算方法,造成我们在该数据的测试工程中花费大量的时间和精力,经常是需要反复多次的测量、计算,才能确定最后数据的正确。
使我们对通道的合格性的判定难度加大,原来的每次测量计算花费近2个小时,大家知道,220KV线路送电有时候继电人员经常会通宵工作,经常就是因为高频通道的对调中测试通道阻抗数据不准确,而测试计算又会消耗大量的时间造成的。
我们希望通过测量计算方法的改进将时间缩短至半个小时以内。
我们需要介绍两个电平的概念:(1)功率绝对电平在电路中某测试点X的功率Px与标准基准功率Po=1mW之比的常用对数的十倍(单位为分贝),称为该点的功率绝对电平,即(dBm)(2)电压绝对电平在电路中某测试点X的电压Ux与标准基准电压Uo=0.775V之比的常用对数的二十倍(单位为分贝),称为该点的电压绝对电平,即(dBv),当R=75Ω时,,从前面我们看到的上级部门指定的参数标准中可以看到dB与dBm这两个单位是都会用到,在实际的测量计算中是经常需要进行换算,如果通道阻抗是不合格的,那么上面的等式是不成立的,所有的数据将全部不正确。
从前面我们看到的技术参数标准中可以看到dB与dBm这两个单位是都会用到,在实际的测量计算中是经常需要进行换算,如果通道阻抗不是75Ω或者不合格的,那么公式的换算出就不是9 dB关系,计算出的数据将不准确。
高频保护通道加工设备试验报告厂(局)名称:__________年月日安装地点:线路名称:所属单位:试验单位:试验人员:试验负责人:报告编写:试验日期:批准日期:检验性质:(全检、定检)设备铭牌及参数:1阻波器号:生产日期生产厂家:2结合滤波器号:号:(型号、阻抗)高频电缆生产日期生产厂家:1阻波器试验外部检查检查阻波器主线圈和调谐元件之间的连线是否正确,接触应良好。
清除阻波器上的灰尘和污物,检查螺丝是否拧紧,各焊接点可靠。
调谐元件是否严密,放电器固定是否牢靠。
检查结果:绝缘电阻测试避雷器放电电压测试调谐频率测试要求:1 / f o < 100kHz 时,Ze > 1 200 Q;fo < 1 00kHz 时,Ze > 2250 Q ;2/ f应较fo低。
额定阻塞带宽△ f 的计算1. 5阻抗、电阻频率特性试验1. 6要求:1 /对于宽频阻波器Re > 800 Q;2/对宽频阻波器每20kHz录取一组数据,在保护收发讯机工作频率附近20kHz时,每5 kHz录取一组数据;对单频阻波器,每录取一组数据。
注:对单频阻波器应做4、5项,对宽频阻波器不做4、5项。
2结合滤波器试验外部检查检查结合滤波器中中各元件是否完整,连接是否正确、螺丝是否拧紧、焊点有无假焊及脱现象,外壳内有无渗水及生锈现象,放电器固定是否牢固等。
检查结果:绝缘电阻测试避雷器放电电压测试线路侧输入阻抗频率特性和衰减特性试验2. 4要求:衰耗值bp不大于。
电缆侧输入阻抗频率特性和衰减特性试验要求:衰耗值bp不大于。
结合滤波器特性阻抗测试2. 6. 1 线路侧特性阻抗测试要求:Z c与所用档的最大误差不超过20%2. 6. 2 电缆侧特性阻抗测试要求:Z c与所用档的最大误差不超过20%注:第6项试验在所用收发讯机频率下进行即可。
3咼频电缆试验外部检查检查两接线处有无损伤,如果中间有接头,要求接头一定要焊接良好。
高频通道加工设备检验 (1)高频载波通道设备检验规程 (3)载波高频通道设备部分检验 (37)高频通道加工设备检验检验内容高频电缆的检验外部检查绝缘检查特性阻抗ZC的测试A相B相工作频率f0A相B相结合滤波器外部检查绝缘检查回波损耗特性测试AB工作衰减特性及输入阻抗特性测试A相线路侧B相电缆侧线路侧地刀检查阻波器的调试外部检查绝缘检查阻波器阻塞特性测试A相高频载波通道设备检验规程目次前言 (x)第一部分检验项目 (x)第二部分通道设备的单体检验 (x)1 高频电缆的检验 (x)2 结合滤波器的检验 (x)3 高压耦合电容器的检验 (x)4 高频阻波器的检验 (x)5 分频滤波器的检验 (x)第三部分通道整体检验 (x)1 总体通道的衰耗及输入阻抗测量 (x)2 通道信号裕量试验 (x)3 通道3dB变化的整定 (x)第四部分附录 (x)附录1 阻波器滤波器自动测试仪使用介绍 (x)附录2 高频电缆自动测试仪使用介绍 (x)附录3 高频电缆检验报告表格 (x)附录4 结合滤波器检验报告表格 (x)附录5 高频阻波器检验报告表格 (x)附录6 分频滤波器检验报告表格 (x)前言继电保护用高频载波通道(以下简称高频通道),是利用电力输电线构成的一种重要的通信设备。
它配合电网继电保护及安全自动装置,以实现高压、超高压线路两侧保护的纵联,目前主要用于高频闭锁、高频方向保护和远跳、远切装置之中。
高频通道包括输电线、高频同轴电缆、结合滤波器、高压耦合电容器(包括接地刀闸)、高频阻波器、分频滤波器(或差接网络)等设备。
高频通道在高频保护中至关重要。
为了满足现场继电保护专业人员工作的需要,特修编此《高频载波通道设备检验规程》(简称《高频通道检验规程》或《规程》)。
以下特对本《规程》的相关内容作出说明。
1.引用标准下列标准所包含的条文,通过在本《规程》中引用而构成为本《规程》的条文。
由于现行标准都可能被修订,适用本《规程》时,应探讨使用下列标准最新版本的可能性:《继电保护及安全自动装置运行管理规程》(82)水电生字第11号文;《继电保护及电网安全自动装置检验条例》(87)水电生第108号文;《华中公司直调系统复用继电保护及安全自动装置通信设备的运行管理规定》华中电调[2002]303号文;GB/T7329-1998 《电力线载波结合设备》;GB/T7330-1998 《交流电力系统阻波器》;DL/T629-1997 《电力线载波结合设备分频滤波器》;GB/T4705-92 《耦合电容器及电容分压器》。
继电保护高频通道基本知识及调试方法高频通道基本知识及调试方法高频通道基本知识及调试方法第一节用途在超高压电力系统,系统的稳定问题比较突出。
随着电网的日益发展和强大,对系统的稳定要求也越来越高。
如果系统稳定被破坏,将造成事故的扩大而影响电力系统的安全运行。
因此,目前220KV以上的超高压输电线路都配置了双套主保护,作为提高系统稳定的重要措施。
在超高压电力系统,简单的距离保护和零序保护是不能作为线路主保护的。
因为它们在原理上只反应一侧电气量的变化,因而无法区分本线路末端和相邻线路首端的故障,不能保证选择性。
而为了要保证选择性,瞬动段的保护范围就要缩小。
这样一来,就不能做到全线速动。
所以,这种类型的保护不能作为主保护。
为了使保护能够做到全线速动,有效的办法是让线路两端的保护都能够测量到对端保护的动作信号,再与本侧带方向的保护动作信号比较、判定,以确定是否为区内故障,若为区内故障,则瞬时跳闸。
这样无论在线路的任何一处发生故障,线路两侧的保护都能瞬时动作跳闸。
快速性、选择性都得到了保证。
为了将线路一端的保护动作信号传送到对端,一般采用电力线载波的方式,将线路一端的工频电气量或保护动作信号与高频信号经过调制,利用电力线本身进行传送。
我们都知道,电力线本身是传送工频电力的,而且属于高电压和大电流。
然而,通过对输电线路进行加工和改造,就可以使它能够同时传送工频电力和高频信号。
经过调制后的高频信号送到线路对端后经过解调,将其变成具有工频特征的电气量或脉冲形式的保护动作信号,送至保护装置。
这就是电力线载波的传输方式。
采用高频信号的原因是便于与工频信号区分开。
采用电力线复用的方式,主要是经济可靠,节省人力和投资。
而且电力线路杆塔坚固,绝缘程度高。
不利的因素是危险的高电压及强大的杂音干扰。
但若采取适当的措施是可以解决这些问题的。
综上所述,可以看出,高频保护是利用被保护线路作为高频信号传输通道的。
因此,继电保护高频通道的基本用途就是用来加工和传输含有保护动作信号特征的高频信号,以构成快速的继电保护装置。
高频一、高频阻波器 1.试验接线阻波器图中: R1为去谐电阻;阻值1.5~3K Ω R2为无感电阻;阻值100Ω P 为选频电平表2.阻抗特性试验按上图接线,振荡器输出阻抗选择“0”Ω,输出电平“0”dB 。
选频表输入阻抗选择无穷大。
从84(或60、70)kHZ ~500kHZ 测试若干个点,振荡器每改变一次频率,选频表就测试一次P1、P2值。
然后按下式计算阻抗值。
阻抗计算公式:2)21(05.0)110(R Z p p ⨯-=-要求:在84kHZ ~500kHZ 的范围内,阻抗值不小于570Ω(厂家出厂标准)。
二、结合滤波器1.电缆侧工作衰耗测试 试验接线:R1CR2振荡器图中: R1 75Ω无感电阻,模拟高频电缆输出阻抗R2 300Ω无感电阻,模拟线路输入阻抗。
如果线路为单根导线,R2取400Ω。
双分裂导线取300ΩC 5000pf 电容,模拟结合电容器电容T 结合滤波器在50kHZ ~500kHZ 之间,选取若干个点测试,振荡器每改变一次频率,选频表就测试一次P1、P2值。
然后计算工作衰耗。
测试时,振荡器输出阻抗选择“0” Ω,输出电平可以为“0”dB ,选频表输入阻抗选择无穷大。
选频表所读数值为电压电平。
工作衰耗计算公式:功率电平 12214l o g10R R p p b g +-= (dBm )2.线路侧工作衰耗 试验接线:R2T振荡器C图中: R1 300Ω无感电阻 R2 75Ω无感电阻C 5000pf 电容 T 结合滤波器测试方法与电缆侧相同。
工作衰耗计算公式:功率电平 12214l o g 10R R p p b g +-=3.工作频率下的特性阻抗试验 电缆侧特性阻抗试验接线R1Tk振荡器图中: R1 75Ω无感电阻 K 短路开关T 结合滤波器试验时合上短路开关K ,测试P1d 、P2d ,然后将K 打开,测试P1k 、P2k ,最后计算电缆侧的特性阻抗。
本项试验可以只在收发信机工作频率下测试,振荡器和选频表的输入输出阻抗与上相同。
特性阻抗计算公式: d K T Z Z Z =751010)20/2()20/1(⨯=K P K P K Z 751010)20/2()20/1(⨯=d P d P Zd线路侧特性阻抗试验接线TCk振荡器图中 R1 300Ω无感电阻 C 5000pf 电容 T 结合滤波器 K 短路开关试验方法与电缆侧相同。
特性阻抗计算公式: d K T Z Z Z =3001010)20/2()20/1(⨯=K P K P K Z 3001010)20/2()20/1(⨯=d P d P Zd三、高频电缆试验1.工作频率下的工作衰耗 试验接线:R1=75R2=75振荡器高频电缆工作衰耗计算公式 12214l o g10R R p p b g +-=2.工作频率下的特性阻抗试验试验接线R1=75振荡器高频电缆K图中: K 为短路开关特性阻抗计算公式: d K T Z Z Z =751010)20/2()20/1(⨯=K P K P K Z 751010)20/2()20/1(⨯=d P d P Zd四、电压电平与功率电平换算测试绝对电平:以600Ω电阻上消耗1毫瓦的功率定为零电平。
测试时,选频表置无穷大档,表头指示即为电压电平。
若要换算为功率电平,则要根据被测点的阻抗大小计算,计算公式为: ZxP P u g 600log10+=式中:Zx 为被测点的阻抗五、电平的概念和意义1.电平的概念和意义高频信号在传输过程中经常要测量和计算某点的电流电压或功率。
在测量或 计算这些物理量的时候,我们一般不直接测量或计算该点的电流(A )、电压(V )或功率(W ),而是用测量或计算它们对于某一基准值的比值取其对数关系来表示。
称为电平。
用公式表示为:P=㏒01P P 单位为贝尔 〈4—1〉即当功率由于传输而变化10倍,或说功率比的绝对值为10,取其常用对数即为1贝尔。
由于贝尔的单位比较大,用起来不方便,常用分贝来表示。
贝尔的十分之一为分贝即:1贝尔=10分贝(db )。
因此,P=10㏒01P P 单位为分贝(db ) 〈4—2〉使用分贝做为传输单位,其主要意义有以下几方面:(1).由于电平的数值是采用功率比得到的,因此,它直接反应了电能传输的实际情况。
(2).使用对数简单易行,可变乘除为加减。
(3).易于书写和记忆。
如1安培电流和1毫安电流作用于同一电阻上,其功率相差1000000倍。
而用电平表示则仅差60db 。
由于电平的数值是采用功率(或电压电流)对比的方法得到的,因此,电平按对比的基准不同又分为相对电平和绝对电平。
2.绝对电平国际标准规定:在600Ω电阻上消耗1毫瓦的功率定为零功率电平。
以1毫瓦的功率为基准,取某点功率与之比较,所得到的电平称为绝对功率电平。
写成公式为: P=10㏒P P (dbm ) 〈4—3〉式中 0P =1毫瓦这个1毫瓦的基准功率0P 称为零功率电平。
若测出某点功率为1毫瓦时,该点的绝对电平即为零。
因此,应注意的是:当某一点的绝对电平等于零时,并不表示该点的功率为零。
而是有1毫瓦的功率,更不能认为该点没有电平。
因为,当被测功率小于1毫瓦时,绝对电平为负值。
因此,零电平也表示电平的存在。
绝对电平分为绝对功率电平、绝对电压电平和绝对电流电平。
虽然,绝对电平是以1毫瓦的功率为基准作为参考功率。
但是,由于负载电阻不同,同样是1毫瓦的功率,而流过电阻的电流及电阻两端的电压却不同。
例如1毫瓦的功率在600Ω电阻上流过的电流和电阻两端的电压分别是:29.1600001.060000===P I mA 〈4—4〉775.0600001.06000=⋅=⋅=P U V 〈4—5〉当被测阻抗不等于600Ω时,,0I 0U 显然不是上述值。
因此,在测量和计算绝对电压电平和绝对电流电平时,应以1毫瓦功率在被测阻抗两端产生的电压和流过被测电阻的电流作为参考值。
设被测点的功率为P ,被测点阻抗为Z ,则:ZU P 2=电压电平 10=u p ㏒ZU Z U202=10㏒20)(U U =20㏒0U U(db ) 〈4—6〉式中:U — 被测点的电压0U — 1毫瓦的功率在600Ω电阻上产生的电压 电流电平i P =10㏒ZI Z I 202=10㏒2)(I I =20㏒I I (db ) 〈4—7〉式中: I — 被测点阻抗流过的电流0I — 1毫瓦的功率在600Ω电阻中流过的电流3.相对电平相对电平也分为相对功率电平、相对电压电平和相对电流电平相对功率电平是指电路中任意一点的功率P X 与电路中某参考点的功率P1相比,取常用对数的10倍,称为相对功率电平。
即:=P 10㏒1P P x (dbm ) 〈4—8〉相对功率电平的大小,实际上反应了电路的增益或衰减。
相对电压电平是指电路中任意一点的电压U X 与电路中某参考点的电压相比,取常用对数的20倍称为相对电压电平。
即: 20=u P ㏒1U Ux(db ) 〈4—9〉同样,相对电流电平为:20=i P ㏒1I I x (db ) 〈4—10〉4.功率电平与电压电平的关系及电平表的使用以上我们讲了绝对电平与相对电平,又讲了功率电平与电压电平、电流电平。
在一般的试验、测量和计算时,经常用到的是功率电平和电压电平。
电流电平则很少用到。
在这里,我们结合电平表的使用,介绍功率电平与电压电平之间的关系。
我们在测量电平时,都使用电平表,一般的电平表都是以600Ω、1毫瓦定为零功率电平的基准。
它相当于一个电压表,它的零刻度是001.0600⨯=U=0.775V 为基准的。
因此,如果被测点的阻抗为600Ω,电平表上的读数就是实际的绝对功率电平。
如果被测点的阻抗不是600Ω,则不能认为电平表的读数是实际的绝对功率电平,而是电压电平。
因为10=P ㏒100=P P X ㏒10600202=UZ UX X㏒1022+U UX ㏒XZ 600=20㏒100+U UX㏒XZ 600=20㏒10775.0+XU㏒XZ 600 〈4—11〉式中U X 为被测电压,Z X 为被测点的阻抗。
〈4—11〉式中的第一项即为电平表电压电平读数。
如果被测点的阻抗为600Ω,式中的第二项即为零。
电平表的读数就是功率电平。
若被测点的阻抗不是600Ω时,式中的第二项不为零,电平表的读数称为电压电平,加上第二项的数值才称为功率电平。
〈4—11〉式中的第二项称之为修正项。
在实际的应用中,常用的是绝对电平。
因此,若提到电平,如果没有特别的说明,都是指绝对电平。
此外,电平的单位是分贝,在使用中应注意区别。
功率电平用dbm 表示。
电压电平用db 表示。
我们在测试中经常遇到的被测阻抗值有75、150、400、600Ω等。
表1列出了1毫瓦的功率在不同的阻抗中与电压、电流的关系及零功率电平与电压电平的关系。
表1 P0与U0和I0的关系在使用电平表测量时,应注意一般电平表都有平衡测量与不平衡两种,不平衡是指一端接地,另一端不接地。
平衡测量是两端均不接地。
一般情况下两种方法均可用,但是某些电路只能使用平衡测量。
此外,电平表的测量输入阻抗分为75、100、150、400、600、∞等若干档位,我们在测量某一个元件上的电平时,应该采用高阻跨接测量法。
即选择无穷大档位,测量这一点的电压电平。
然后根据被测阻抗的实际值,按4—11式换算成为功率电平。