引起高频保护通道异常的常见原因及处理对策

2022-09-10

高频保护 (又称电力线载波纵联保护) 是利用高频通道将输电线两端的保护装置纵向连接起来, 将两端的电气量传送到对端, 并加以比较, 以判断故障是否在本线路保护范围之内, 从而决定是否切除被保护线路。由于高频通道实现简单, 投资经济, 所以在线路保护中应用广泛。高频通道可以说是高频保护的生命线, 其能否正确传输高频信号, 决定了高频保护能否正确动作。据统计, 高频保护因故障退出90%是由于高频通道故障造成的。因此, 认真分析引起高频通道故障的原因, 采取针对性的诊断方法和防范措施, 对保证高频保护的正确动作有十分重要意义。

1 引起高频通道异常的常见原因

引起高频通道异常的常见原因可分为两大类:

(1) 高频通道的物理连接开路或短路。 (1) 高频电缆的开路、短路; (2) 耦合电容器与结合滤波器之间连线的开路。

(2) 高频通道衰耗的增大。 (1) 阻波器的损坏导致高频通道告警; (2) 结合滤波器的老化或损坏, 导致高频通道告警; (3) 耦合电容器与结合滤波器之间的连线绝缘损坏, 使高频信号传输接地, 造成高频通道告警; (4) 输电线路与耦合电容器之间的连线接触不良, 使高频信号衰耗过大, 造成高频通道告警。

2 高频通道异常的查找方法

高频通道的异常多数表现为通道衰耗的增大, 因此, 检查高频通道时可以用定量分析方法, 整体上先判断出哪些元件导致高频通道衰耗增大, 再进一步测量元件的性能, 从而消除故障。高频通道的衰耗主要受以下因素的影响。

(1) 输电线路的衰耗Bx。

K为线路类型系数, 2 2 0 k V线路一般取0.75×10-3;

f为收发信机所用频率;

l为输电线路长度;

b为始端和终端的衰耗, 一般可取0.15。

(2) 结合滤波器的工作衰耗Bl。根据结合滤波器铭牌上的技术参数可查知, 一般Bl≤1.3dB。

(3) 阻波器的分流衰耗Bz。一般要求Bz≤1.5dB。

(4) 高频电缆的衰耗Bn。

βn为高频电缆每千米的衰耗, 一般有:

500KHz~200KHz时, βn≤3.3dB/km;

200KHz~40KHz时, βn≤4.5dB/km;

ln为线路两端高频电缆的长度 (km) 。

所以, 整个高频通道的理论衰耗为:

以上计算均是理论最大值, 具体衰耗可由实验测出, 但不应大于此值。若测得通道衰耗大于此值, 必须检查通道元件, 找出具体原因。

2.1 高压线路不停电时的检查方法

2.1.1 收发信机的检查

不带通道时, 把收发信机的出口连接为“本机-负载”, 测量点为收发信机面板上的“负载-公共”接点, 也即图2中的A点, 用选频电平表测得的发信电平应与收发信机的技术参数相同。带通道时, 测量点为收发信机面板上的“通道-公共”接点, 分别测得收信电平和发信电平, 从而判断通道衰耗的大小。

2.1.2 高频电缆的检查

分别测出图2中A、B两点的收信电平或发信电平, 然后加以比较, 若差值大于高频电缆的衰耗计算值, 则应对高频电缆进行测试。常见的高频电缆故障就是短路、开路, 通过测量其特性阻抗、直流环阻及绝缘就可以找出故障。目前, 常用的高频电缆的特性阻抗值为75欧姆或100欧姆, 测量高频电缆的绝缘时, 应分别测得“芯-地”、“芯-屏蔽层”、“屏蔽层-地”的绝缘。若测得值不符合规定, 应认真检查高频电缆是否有被破坏的地方。

2.1.3 结合滤波器的检查

在高频通道中, 电力架空线路的波阻抗和高频电缆的波阻抗通过结合滤波器实现匹配连接。在结合滤波器的一次侧 (耦合电容器侧C、C`点) 测得的电压电平为P1, 在其二次侧 (高频电缆侧B、B`点) 测得的电压电平为P2, 若模拟负载R=400欧姆, 高频电缆特性阻抗为75欧姆, 则有:

所以, P1=P2+6dB。

使收发信机发信, 若测得结合滤波器一次侧与二次侧的收发信电平相差大于6dB, 就应单独拆开结合滤波器, 按结合滤波器的厂家技术要求, 做各项指标实验。

2.1.4 耦合电容器的检查

用钳表在耦合电容器与结合滤波器的连线上测出电流值I (单位:A) , 然后可计算出电容值C (单位:F) 。

若测得值与铭牌值不符合, 则应对耦合电容器做实验。如果以上四个项目全部检查正确 (两侧) , 则可检查线路阻波器是否失谐, 这时只能申请停电。

2.2 高压线路停电时的检查方法

2.2.1 对耦合电容器的检查

对耦合电容器检查, 主要有高压试验人员进行。主要测试项目有电容值C、介质损耗tgδ和绝缘值, 与铭牌参数作比较。另外还应检查耦合电容器与结合滤波器之间连线的绝缘情况, 若绝缘老化, 与外壳失去绝缘, 则高频信号传输中接地。

2.2.2 线路阻波器的检查

由于线路阻波器装设在高压线路上, 拆装比较困难, 而且不停电时的近端跨越衰耗法也不适用于同一母线带多条线路的情况。可以采用轮流跳开关及拉合线路地刀的方法, 判断哪一侧的线路阻波器出故障。地刀在不同位置时, 如果收信电平没有明显变化, 说明两侧的阻波器本身没有问题, 如果收信电平变化比较大 (大于2dB) , 则应吊检线路阻波器。