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保护高频通道基础及试验(2010.7)

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保护高频通道基础及试验广西电网公司电力科学研究院2010.7.目录一、电力线载波高频通道组成与各部分作用----------------------- ------------------------------ --------------11、组成--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12、作用--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 1）并联谐振------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2）匹配------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 注意事项------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5二、四端网络及衰耗、输入阻抗、特性阻抗--------------------------------------------------------------- ------61、四端网络--------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----62、衰耗--------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----- ----71） 工作衰减bw-------------------------------------------------------------------------------------------------- -----7 1、相对电平-----------------------------------------------------------------------------------------------------------9 2、功率绝对电平----------------------------------------------------------------------------------------------------10 3、电压绝对电平----------------------------------------------------------------------------------------------------10 4、w p 与u p 的换算--------------------------------------------------------------------------------------------------10传输衰耗bt-------------------------------------------------------------------------------------------------- -----11 分流衰耗b di ------------------------------------------------------------------------------------------------ ------13 回波损耗brt---------------------------------------------------------- ----------------------------- -----------14 跨越衰耗bc------------------------------------------------------------------------------------------- - -------15 3、输入阻抗Zr---------------------------------------------------------------------------------------------------- --17 4、特性阻抗Zc------------------------------------------------------------------------------------------------------18 三、高频通道试验----------------------------------------------------------------------------------------------- ---243.1检验周期---------------------------------------------------------------------------------------------------- 253.2检验内容-----------------------------------------------------------------------------------------------------26检验方法--------------------------------------------------------------------------------------------------------28 3.1 线路阻波器检验------------------------------------------------------------------------------------------------24 3.2耦合电容器检验------------------------------------------------------------------------------------------------39 3.3结合滤波器检验------------------------------------------------------------------------------------------------39 3.4高频电缆检验---------------------------------------------------------------------------------------------------44 3.5单侧通道测试----------------------------------------------------------------------------------------------------50 3.6、高频通道衰耗和输入阻抗测试---------------------------------------------------------------------------51一、高频通道组成与各部分作用1、组成：1-输电线路2-线路阻波器3-耦合电容器4-结合滤波器5-高频电缆6-避雷器7-接地刀闸8-电力线载波机或继电保护收发信机9-保护母线A B C阻波器结合滤波器电力线载波机耦合电容器或TYD高频电缆母线A B C阻波器结合滤波器电力线载波机耦合电容器或TYD高频电缆输电线路图1 相地耦合载波通道构成示意图母线A B C阻波器结合滤波器电力线载波机TYD 高频电缆母线A B C阻波器电力线载波机TYD 高频电缆输电线路阻波器阻波器结合滤波器图1 相相耦合载波通道构成示意图2、作用：1）功能：传送继电保护信息及其它信息。

2）各部分作用：①输电线路：将高频信号从线路一端传送至另一端。

相地耦合：A相：高闭、载波；B相：方向高频（相差高频）；C相：远切、载波。

相相耦合：A相与B相: 高闭C相：远切、载波。

②线路阻波器：L-C组成并联谐振回路（单频、宽频等）a)高频信号呈很大的阻抗，使高频信号被限制在所保护的输电线路之内传输。

b)工频电流：呈很小的阻抗，使其畅通无阻。

③耦合电容器：a)工频电流：呈很大的阻抗，防止其侵入高频收发信机。

b)高频信号：呈很小的阻抗。

c)与结合滤波器共同组成带通或高通滤波器，只允许此通带频率之内的高频信号通过。

④ 结合滤波器：a)与耦合电容器组成带通或高通滤波器。

b)起阻抗匹配作用，减小高频信号的衰耗。

电力架空线的特性阻抗为400Ω或300Ω（双分裂导线）； 高频电缆的特性阻抗为75Ω或100Ω。

c)使电力线载波机或高频收发信机与高压线路隔离。

概念：1、并联谐振：Lj 1C j L j 1Z 1ω-=ω+ω=j 1ωj ω当012=-LC ω时，推导出： LC1=ω⇒LC 1212f π=πω=，则∞=Z 2、匹配：使负载得到最大功率。

LRLR R EI +=0 ，LLL L L L L LLL L L L L R R R R R E R R R R R R R E R R R R R ER R R E R I P 02020200222002220224)(422)(+-=++-=++=+==∴当L 0R R =时，02maxL R 4E P = 注意事项： 1、耦合电容器、结合滤波器与刀闸的连接：(错误)(正确)2、在结合滤波器上工作时，必须将刀闸合上。

3、耦合电容器下端绝对不能悬空，否则，高压电将危及人身安全。

⑤高频电缆：连接电力线载波机或收发信机与结合滤波器。

⑥保护间隙（辅助设备）：保护电力线载波机或收发信机和高频电缆免受过电压的袭击。

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纵联保护载波通道

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。
高频设备效验规定

高频设备效验规定

綦南供电局继电保护高频通道加工设备检验管理规定綦南供电局继电保护高频通道加工设备检验管理规定1 范围本管理规定：规定了綦南供电局继电保护高频通道加工设备的检验内容、检验要求、试验方法。

本规定适用于现场专业人员对高频通道加工设备的检验。

2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本办法中引用而构成为本办法的条文。

本办法出台时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，适用本办法的各方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；《继电保护及电网安全自动装置检验条例》；《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CB／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》；3 通则3.1 在检验前，工作负责人必须组织工作人员学习本办法，要求理解和熟悉本办法。

3.2 有关本办法的说明：1)本办法中一些公式的单位可能与现场仪器仪表的测量单位不一致，须注意单位的换算。

2)本办法是在产品出厂合格的前提下编写的，因而在新安装时如无合格证，试验项目要增加工厂出厂检验的全部项目。

其内容不包括在本办法内。

3)对通道设备本身，自投产日起，每6年进行—次全部检验；每3年进行—次部分检验；每日应以收发信机“交换信号”的方式监测通道设备工作的正常性；临时检验按部分检验项目进行并参照全检项目适当予以补充。

4)试验仪表应经检验合格，其精度应不低于0.5级，5)检修工作人员必须严格遵守《电业安全工作规程》和《继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定》。

4 检验内客带△为部分检验时所做的项目。

4.1 高频电缆：△(1)外部检查；△(2)绝缘测试；(3)工作频率下的特性阻抗Zc测试；下的工作衰减测试；△(4)工作频率f△(5)工作频率f下的输入阻抗测试。

高频通道的运行维护及其故障处理

高频通道的运行维护及其故障处理

2．4高频通道整组试验项目要达到规定要求
（1）通道衰耗实验，要求由两侧所测的衰耗值之差不大于3dB。
（2）信号差拍，要求U1／U2大于2（U1—本端发信电压，U2—对侧发信时，本端所接受的电压）。
（3）通道信号裕量测量，应在8．868dB以上。
（4）衰耗控制器调整，使收信输出电流为1mA。
3高频通道的异常分析及故障处理
（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。
2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。
（2）瓷瓶绝缘有缺陷或高压设备不良，有放电现象。
（3）阻波器调谐元件损坏，产生火花放电。
（4）表用电压互感器熔断器熔丝接触不良。
（5）耦合电容器下桩头螺丝不紧，有不连续的放电现象。
（6）耦合电容器与输电线路连线太细，放电产生杂音干扰；
（7）结合滤波器内部接线断线产生火花放电。
3．4运行中的高频保护出现下列情况时，应同时退出两侧高频保护
高频通道的运行维护及其故障处理
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。
输电线路高频保护

输电线路高频保护

号至对侧和本侧收讯机，闭锁断路器 跳闸回路。 当功率由母线流向线路时，S+动 作,经t2延时后输出，若收不到对侧闭
锁讯号，则接通断路器跳闸回路跳闸。
如图所示，线路BC的K
点短路，因BC两侧的功率都从 母线流向线路，两侧S+动作, S不动作，于是BC两侧发信机均 不发信 ，当两侧收信机收不到 高频信号时；3QF和4QF经t2延 时跳闸。
1 高频保护基本原理
1 高频保护的作用原理
图5.1 输电线路内外短路示意图
输电线路高频保护所用的载波通道主要元件及作用：
图5.3 高频通道构成示意图 1—阻波器；2—结合电容器；3—连接滤波器； 4—电缆；5—高频收、发信机；6—刀闸
图5.4 阻波器阻抗与频率的关系
二、载波通道的构成原理
目前应用比较广泛的载波通道是“导线一大地”制。
2．高频保护的分类 高频保护按比较信号的方式可分为直接比较式高频保护和间接 比较式高频保护两类。 直接比较式高频保护是将两侧的交流电量经过转换后直接传送 到对侧去，装在两侧的保护装置直接对交流电量进行比较。如电流相位
比较式高频保护，简称相差动高频保护。
间接比较式高频保护:有高频闭锁方向保护、高频闭锁距离保护、 高频远方跳闸。
(2） 距离元件 距离元件的作用是判断故障的方向，以控制发信机是 否停止发信。因此，距离元件必须有方向性，并能保护线 路全长，通常采用第Ⅱ段方向距离元件作为高频闭锁距离 保护的距离元件。在距离保护中，广泛采用一个距离继电 器，通过切换的方式来作为保护的第I 段和第Ⅱ段的距离 元件。用这种方式构成高频闭锁距离保护时，必须将距离 元件切换到第Ⅱ段。当高频部分退出工作时，应将距离元 件再切换到第Ⅰ段，以便恢复距离保护第I段的正常运行。 （3） 高频收、发信机 高频收、发信机部分与高频闭锁方向保护相同。