繼電保護高頻通道原理

1、生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗總結(jié)匯編繼電保護高頻通道原理、調(diào)試與故障處理郭愛軍【摘 要】本文主要介紹了線路高頻保護的高頻通道構(gòu)成及其原理，對高頻通道的調(diào)試方法、典型故障的處理方法進行了探討。本文為高頻保護的維護及運行人員提供參考?！娟P(guān)鍵詞】高頻通道 原理 調(diào)試 故障處理1 概述 線路高頻保護的高頻通道由保護高頻收發(fā)信機、高頻電纜、阻波器、結(jié)合濾波器、耦合電容、輸電線路構(gòu)成。本文將結(jié)合我廠實際，對高頻通道原理、調(diào)試、故障的處理等有關(guān)內(nèi)容進行介紹。2 繼電保護高頻通道（相地制）的組成繼電保護高頻通道主要由高頻收發(fā)信機、高頻加工設(shè)備、高頻結(jié)合設(shè)備、輸電線路四個部分構(gòu)成，如圖1： 圖1：繼電保護高頻通道（相地制）的組

2、成圖1中：1輸電線路；2高頻阻波器；3耦合電容器；4結(jié)合濾波器；5高頻電纜；6放電間隙；7接地刀閘；8高頻收發(fā)信機；9保護裝置。 這里有幾個專業(yè)術(shù)語，需要解釋一下：（1）高頻加工設(shè)備，是指阻波器，因為它串聯(lián)在輸電線路中，其含義是對輸電線路進行再加工。（2）高頻結(jié)合設(shè)備，是指高頻電纜、結(jié)合濾波器、耦合電容器，其含義是將高頻收發(fā)信機與輸電線路結(jié)合再一起。 （3）關(guān)于高頻信號的“高頻”：所謂高頻是相對于工頻50HZ而言的，高頻縱聯(lián)保護信號頻率范圍一般為幾十幾百千HZ； （4）輸電線路的“高頻縱聯(lián)保護”:線路縱聯(lián)保護是當(dāng)線路發(fā)生故障時,使兩側(cè)開關(guān)同時快速跳閘的一種保護裝置,是線路的主保護。線路兩側(cè)保護

3、將判別量借助通信通道傳送到對側(cè),然后,兩側(cè)分別按照對側(cè)與本側(cè)判別量之間的關(guān)系來判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。判別量和通道是縱聯(lián)保護裝置的主要組成部分。線路縱聯(lián)保護的信號通道可以是微波通道、光纖通道，或電纜線通道，而利用電力載波通信通道構(gòu)成的線路縱聯(lián)保護則稱為電力線載波縱聯(lián)保護，即高頻縱聯(lián)保護。3 高頻縱聯(lián)保護的高頻收發(fā)信機原理、調(diào)試，及故障處理高頻收發(fā)信機的作用是發(fā)送和接收高頻信號。高頻發(fā)信機部分是由繼電保護來控制。高頻收信機接收由本側(cè)和對側(cè)所發(fā)送的高頻信號，經(jīng)過比較判斷之后，再動作于跳閘或?qū)⒈Ｗo閉鎖。如圖2所示：圖2：高頻縱聯(lián)保護的高頻收發(fā)信機3.1、高頻收發(fā)信機的發(fā)信回路3.1.1、高頻收發(fā)信機

4、的發(fā)信頻率高頻收發(fā)信機發(fā)信頻率的范圍一般為40400KHZ，在出廠時已經(jīng)根據(jù)用戶要求設(shè)定為一個單一頻率，訂貨時，需要向廠家提供該高頻保護的工作頻率。該工作頻率是由中調(diào)統(tǒng)一安排的。對于特定的一套220KV線路高頻保護，其線路兩側(cè)保護的高頻收發(fā)信機的發(fā)信信號頻率相同并且是固定的。不同的220KV線路高頻保護，其高頻收發(fā)信機的發(fā)信頻率都各不相同。附表1：我廠各高頻保護的高頻收發(fā)信機發(fā)信頻率：萬虎I線萬虎II線萬文I線萬文II線萬燕線高閉方向高閉方向高閉方向高閉方向高閉方向114KHZ286KHZ130KHZ78KHZ90KHZ126KHZ138KHZ102KHZ170KHZ110KHZ3.1.2、高

5、頻收發(fā)信機發(fā)信回路原理發(fā)信回路的發(fā)信振蕩器提供本側(cè)發(fā)信頻率的高頻信號。高頻收發(fā)信機的發(fā)信回路原理框圖如圖3所示。注意：振蕩器產(chǎn)生的高頻信號的發(fā)出和停止是受到保護裝置的控制的。 圖3：高頻收發(fā)信機的發(fā)信回路原理框圖3.1.3、關(guān)于高頻收發(fā)信機發(fā)信功率及發(fā)信電平保護收發(fā)信機額定發(fā)信功率一般為10W，或10W20W可調(diào)。如果額定發(fā)信功率為10W，則輸出信號的功率電平是40dBm。功率電平的計算公式是：Lpx=10×lg（Px/P0）發(fā)信功率10W時，式中，Px=10W=10000mW，P0=1mW，因此，輸出信號功率電平為：10×lg（10000/1）40dBm 此處需要引起注意

6、的是，提高發(fā)信功率對提高發(fā)信電平的貢獻有限。不要簡單地認為發(fā)信功率加大一倍就會使發(fā)信電平也加大一倍。因為2的對數(shù)值Lg20.3，假定將輸出功率從10W提高到20W，則輸出信號功率電平可以計算如下： 10×lg（20000/1）10×lg2+10×lg100003+4043dBm上述結(jié)論的意義就是：如果在工作中發(fā)現(xiàn)對側(cè)收信電平大幅度下降，此時你最好不要指望能夠通過調(diào)整收發(fā)信機發(fā)信功率來解決問題，因為即使將發(fā)信功率翻一番，輸出電平也只能增加3dB，而功耗、發(fā)熱情況卻會上升。不同發(fā)信功率下對應(yīng)的發(fā)信電平值見附表2。附表2：發(fā)信功率與發(fā)信電平之間的關(guān)系發(fā)信功率（W）2.5

7、 W5 W10 W20 W發(fā)信電平（功率電平dbm）34db37db40db43db發(fā)信電平（電壓電平dbu/75歐）25db28db31db34db備注：dbm 為功率電平，dbu為電壓電平。平時測量時我們大多用電壓電平。表中電壓電平值是對應(yīng)75歐特性阻抗的換算值。3.1.4、高頻收發(fā)信機輸出通道的附加電路為方便調(diào)試，各型高頻收發(fā)信機輸出通道都有“通道、負載切換”的附加電路，其原理接線如圖4所示。圖4：高頻收發(fā)信機輸出通道的附加電路75歐負載電阻前，LFX912型串有衰耗器，其它型號則沒有。正常運行中，將輸出端與高頻電纜短接（接至通道），調(diào)試時則可以將輸出端與高頻電纜斷開，轉(zhuǎn)而跨接在75歐姆

8、負載電阻上（接至負載）。GSF6A型、SF600型收發(fā)信機的“通道、負載切換”的插頭布置在前面板，而LFX912布置在背板，但萬虎II線PSF631發(fā)信機的“通道、負載切換”插頭布置在內(nèi)部，要打開前面板才看得到。3.1.5、高頻收發(fā)信機發(fā)信電平的測量 平時我們用選頻電平表測量發(fā)信電平時，都是直接將表跨接在收發(fā)信機輸出端，圖5中A、B點處。當(dāng)高頻電纜特性阻抗為75歐姆時，在圖5中A、B點測量發(fā)信電平，如果額定發(fā)信功率為10W，測得的發(fā)信電平應(yīng)為31dBu（電壓電平）,如果額定發(fā)信功率為20W，測得的發(fā)信電平應(yīng)為34dBu （電壓電平）。圖5：高頻收發(fā)信機發(fā)信電平的測量注意在75歐姆負載電阻前，L

9、FX912型號的收發(fā)信機串有20dB的衰耗器，并且從衰耗器下端頭（圖中C點）引出到面板測試孔。調(diào)試時，如果將輸出端切換到負載電阻，而你從面板的負載測試孔測量發(fā)信電平，則測試得到的發(fā)信電平數(shù)據(jù)要加上20dB。附表3：我廠各高頻保護發(fā)信電平實測值萬虎I線萬虎II線萬文I線萬文II線萬燕線高閉方向高閉方向高閉方向高閉方向高閉方向29.7dB31.7 dB30.9dB30.1 dB31.4dB31.9dB31dB31.62 dB29.6dB30.1dB注：實測值均應(yīng)在30±2dB范圍內(nèi)。3.1.6、高頻收發(fā)信機發(fā)信電平的測量值異常的分析及處理 如果發(fā)信電平測量值異常，首先要檢查選頻電平表的頻

10、率設(shè)置是否與被測保護收發(fā)信機工作頻率一致，例如，萬虎I線高閉保護工作頻率為114KHZ，那就必須把選頻電平表的頻率設(shè)置為114KHZ，否則測試電平肯定不對。其次要注意排除外接負載阻抗不匹配的問題（電壓電平測值與被測點特性阻抗有關(guān)）。此時可以把輸出端從高頻電纜處甩開，外接75歐姆標準電阻，再進行復(fù)測，如果在75歐姆標準電阻上測試發(fā)信電平正常，則應(yīng)考慮是外接負載（高頻電纜、結(jié)合濾波器，或阻波器）阻抗匹配引起的問題。如果確實是因為電路元件故障引起發(fā)信電平異常，那么在收發(fā)信機的前面板上一般會有指示燈或液晶顯示的異常信號。此時可以參考說明書進行判斷。由于高頻電路對元器件要求較高，對于電路元件故障引起的發(fā)

11、信電平異常，不宜自行更換元器件，而應(yīng)聯(lián)系廠家更換插件。對于發(fā)信電平輕微下降，可以通過調(diào)整功放回路相應(yīng)的電位器進行有限度的調(diào)整。3.1.7、關(guān)于高頻收發(fā)信機發(fā)信電平的測量值換算用選頻電平表測量通道電平值時，選頻電平表可以選擇用功率電平檔或電壓電平檔。實測時，我們一般都是使用電壓電平，將選頻電平表打高阻檔（手持表用大功率檔）。注意電壓電平測量值與被測點的特性阻抗有關(guān)，而功率電平與被測點的特性阻抗無關(guān)，所以功率電平測量值更便于故障分析。電壓電平與功率電平之間換算關(guān)系見表4。例如：在高頻收發(fā)信機出口或在高頻電纜的兩端測量，由于被測點的特性阻抗為75，此時電壓電平與功率電平的換算關(guān)系為：電壓電平功率電平

12、-9。具體來說，如果用功率電平檔測得電平為40dBm，則換算為電壓電平為40-931dBu，注意9dB的計算關(guān)系的前提是特性阻抗為標準的75。但實際測試時，會有這種現(xiàn)象，例如功率電平檔測得電平為40dBm，而改用電壓電平檔測得電平并不是31dBu，而有可能是32或29 dBu。這種現(xiàn)象可能是因為被測點的特性阻抗不是標準的75附表4：被測點不同特性阻抗下，電壓電平與功率電平的換算關(guān)系特性阻抗60040015010075功率電平dBu00000電壓電平dBm0-1.76-6-7.78-9附表4的應(yīng)用舉例：在結(jié)合濾波器的上下端測收信電平（如圖6的A，B點）：圖6：在結(jié)合濾波器的上下端測收信電平假定用

13、功率電平檔測得：VA15dBm，VB13dBm，如果用電壓電平檔測，則相差就很大：VA約為15-1.7613dBu，而VB約為13-94dBu。A，B點換算關(guān)系不一樣，因為在A點的特性阻抗約為400，而在B的特性阻抗是75。3.2、高頻收發(fā)信機的收信回路高頻收發(fā)信機是采用超外差式接收的，也就是說發(fā)射信號的電路和接受信號的電路不使用同一個頻率。超外差式接收電路中有一個振蕩器叫本機振蕩器，它產(chǎn)生的高頻電磁波（f2）與所接收的高頻信號（f1）混合后產(chǎn)生差頻（f1-f2），這個差頻就是中頻，接收電路通過濾波器將此中頻信號取出并進行處理。收信回路原理框圖見圖7。圖7：收信回路原理框圖關(guān)于混頻：兩個不同頻

14、率的信號，例如頻率f1和頻率f2的兩個信號，通過非線性元件混合后，會出現(xiàn)4個頻率：f1+f2，f1-f2，f1，f2。我廠各型號高頻收發(fā)信機采用的本機振蕩頻率（f2）分別如下：LFX912型f21MHZ -f1，差頻f1-f2（中頻）為1MHZ（本振頻率很高，抗干擾能力較強）SF600型f2f1+12KHZ，差頻f1-f2（中頻）為12KHZGSF6A型f2f1+12 KHZ，差頻f1-f2（中頻）為12KHZPSF631型f2f1+1MHZ，差頻f1-f2（中頻）為1MHZ（本振頻率很高，抗干擾能力較強）3.2.1、收信回路的“時分門控”接收方式：無論是在保護啟動發(fā)信期間，還是在通道試驗交換

15、信號期間，在通道中都會同時出現(xiàn)兩側(cè)發(fā)出的高頻信號，如果此兩側(cè)信號同時進入收信回路，會產(chǎn)生差拍現(xiàn)象，引起信號失真。我廠各型號收發(fā)信機的收信回路都采用了時分門控接收方式：當(dāng)本側(cè)啟動發(fā)信時，只接收本側(cè)信號，此時從發(fā)信回路的功率放大器輸入端之前取得本側(cè)發(fā)出的高頻信號。當(dāng)本側(cè)停止發(fā)信時，才能接收對側(cè)信號，此時從發(fā)信回路功率放大器輸出端與電纜入口之間取得通道高頻信號。3.2.2、收信電平的測量值 對側(cè)發(fā)出的高頻信號，經(jīng)過高頻信號傳輸通道（高頻電纜、結(jié)合濾波器、阻波器、耦合電容器、輸電線路）后，到達本側(cè)時，信號要衰減。以我廠為例，對側(cè)發(fā)信電平都是30dB左右，但到本側(cè)收發(fā)信機入口時，測量得到的收信電平（電壓

16、電平）都要遠小于30dB。我廠各高頻保護實測收信電平值見附表5。附表5：我廠各高頻保護實測收信電平值（線路送電后 ）萬虎I線萬虎II線萬文I線萬文II線萬燕線高閉方向高閉方向高閉方向高閉方向高閉方向114KHZ286KHZ130KHZ78KHZ90KHZ126KHZ138KHZ102KHZ170KHZ110KHZ23.3dB18.7dB23.4dB20dB24.96 dB20.1dB14dB22.79dB14.4 dB16.5dB注意：表中萬文I、II線的收信電平是在2011年線路破口前的測量值，線路破口后將發(fā)生變化。3.2.3、收信電平3dB衰耗告警的原理每套保護收發(fā)信機入口的收信電平是不一

17、樣的，但只要線路投運以后，高頻信號傳輸通道中的設(shè)備（高頻電纜、結(jié)合濾波器、阻波器、耦合電容器、輸電線路）沒有發(fā)生大的變動，則運行中收信電平就不會有大的變化（正常變化范圍應(yīng)在2dB以內(nèi)）。如果運行中，收信電平在正常收信電平基礎(chǔ)上衰減幅度超過3dB，就表明高頻信號通道中的設(shè)備（包括收發(fā)信機）出現(xiàn)了異常，此時收發(fā)信機就發(fā)出“3dB告警”信號(PSF631型、SF600型面板上為“通道異常告警”)。當(dāng)然，除了通道中的設(shè)備出現(xiàn)異常會導(dǎo)致收信電平衰減增加，其它因素也會導(dǎo)致收信電平衰減增加：天氣的影響，線路負載電流大時導(dǎo)線弧垂的變化等。例如2008年元月份冰災(zāi)期間，在線路倒塔斷線之前，我廠所有高頻保護都告警

18、，收信電平嚴重衰減。3.2.4、收信電平3dB衰耗告警的調(diào)試在保護定檢之后、輸電線路進行了改造、或高頻信號傳輸通道中的其它設(shè)備（高頻電纜、結(jié)合濾波器、阻波器、耦合電容器）進行了改造，此時都要進行3dB衰耗告警調(diào)試。3dB衰耗告警調(diào)試方法比較簡單：在本側(cè)收發(fā)信機入口處串入特性阻抗為75歐姆的可調(diào)衰耗器，試驗接線如圖8所示，當(dāng)投入4dB衰耗量，按通道試驗按鈕，3dB告警燈點亮，當(dāng)投入2dB衰耗量時，3dB告警燈不點亮，則此時就表明收發(fā)信機內(nèi)部3dB衰耗告警值整定正確。（調(diào)試時注意將高頻主保護壓板投信號位）。圖8：3dB衰耗告警調(diào)試試驗接線如果調(diào)試時需要投入的衰耗量高于4dB才告警，或投入2dB衰耗

19、量就告警，則表明收發(fā)信機內(nèi)部3dB衰耗告警值整定偏大（或偏?。?，此時就要進行調(diào)整，不同型號收發(fā)信機，調(diào)整方法是不一樣的。 萬文II線高閉保護（A相），其收信電平在送電前后有較大變化，送電后收信電平比送電前要低4dB以上（原因不明）。因此，對于萬文II線高閉保護（A相），其3dB衰耗告警調(diào)試必須在線路送電后進行，否則一旦送電，就可能誤報。其它各套高頻保護在線路送電前后收信電平值相差不大，在1dB以內(nèi)，但最好也在線路送電后進行3dB衰耗告警調(diào)試，因為阻波器的故障通常要在送電后才會暴露。 不同型號收發(fā)信機3dB衰耗整定方式：² GSF6A型調(diào)整觸發(fā)器電位器W3（調(diào)整時要拔出插件板）。

20、78; SF600型調(diào)整10號插件面板上的通道調(diào)整電位器RP2。不需要拔出插件。² PSF631型直接在液晶顯示菜單里設(shè)置“收信告警電平”即可：例如，如果已經(jīng)測得收信電平為17dB(此收信電平值甚至不需要測，直接在液晶顯示上讀數(shù)據(jù)就行)，則只需要將“收信告警電平”設(shè)置為17dB3dB14dB。² LFX912型注意，首先要通過跳線JP1、JP4調(diào)整好內(nèi)部衰耗器檔位，然后才可以進行3dB衰耗告警設(shè)置。設(shè)置時要根據(jù)收信裕度燈點亮情況進行設(shè)置。在面板上有5檔收信裕度指示燈，分別是6dB、9dB、12dB、15dB、18dB，進行信號交換，當(dāng)頭5秒單獨收對側(cè)信號時，觀察最大收信裕度

21、指示燈點亮情況，如果裕度指示燈點亮的最高檔是+12dB，則將“收信”插件跳線組JP2中對應(yīng)+12dB的跳線短接，其它依次類推。跳線JP2設(shè)置好后，再在收發(fā)信機入口處串入可調(diào)衰耗器，按前面所說方法進行驗證。跳線JP2分為4檔，如圖9示。（如果調(diào)整時要拔插件板，拔板子前一定要先斷開電源）。圖9：LFX912型收發(fā)信機3dB衰耗整定跳線JP23.2.5、收信電平的幾個關(guān)鍵參數(shù)（1） 靈敏啟動電平：靈敏啟動電平的意思是：當(dāng)收發(fā)信機入口的收信電平高于此電平值時，收信輸出可能起變化。所謂收信輸出起變化，是指此時收信機面板上有收信指示，或收信機的收信接點閉合。我廠不同型號收發(fā)信機面板上的收信指示： LFX9

22、12型“收信啟動”燈 SF600型“收信指示”燈 GSF6A型收信指示表，有信號時指示為0V，無信號指示為15V。 PSF631型“收信指示”燈靈敏啟動電平越低越靈敏，但太低則抗干擾能力差，各型收發(fā)信機標稱的靈敏啟動電平都是4dBm（-5dBu/75歐）。但標稱的靈敏啟動電平與在收信機入口實測的收信啟動電平值不一定一致，受兩個方面影響：第一，如果收信機出口與高頻電纜的阻抗匹配不是特別理想，則實測靈敏啟動電平就會偏離標稱的靈敏啟動電平值。第二，當(dāng)線路收信電平太高時，需要在收信回路投入衰耗器，此時靈敏啟動電平要加上衰耗電平。例如，如果收信回路投入了4dB的衰耗，則在收信機入口實測靈敏啟動電平應(yīng)為8

23、dBm。（2） 最低可靠工作電平：在靈敏啟動電平上加上6dB，就是最低可靠工作電平。如果收信回路沒有投入衰耗器，則最低可靠工作電平就是4+610 dBm（1dBu/75歐）。假定收信回路投入了4dB的衰耗，在收信機入口實測靈敏啟動電平應(yīng)為8dBm，則最低可靠工作電平就是8+614 dBm（5dBu/75歐）。注意，最低可靠工作電平并不是裝置的技術(shù)參數(shù)，而是運行規(guī)定，意思是當(dāng)收信電平低于此值時，即使收信輸出能起變化，也不允許高頻保護投入運行。廠家技術(shù)說明書里只會說它的靈敏啟動電平是4dBm，但不會說它的最低可靠工作電平是10 dBm。（3） 可靠工作電平：在最低可靠工作電平上加上8.68dB（約

24、9dB，好記些），就是可靠工作電平?？煽抗ぷ麟娖酵瑯硬皇茄b置的技術(shù)參數(shù)，而是運行規(guī)定，意思是當(dāng)收信電平高于此值時，能夠保證保護的安全運行。如果收信回路沒有投入衰耗器，則可靠工作電平就是4+6+8.68 18.68（約為19 dBm，或10dBu/75歐）。假定收信回路投入了4dB的衰耗，在收信機入口實測靈敏啟動電平應(yīng)為8dBm，則可靠工作電平就是8+6+8.6822.68 dBm（約為23dBm，或14dBu/75歐歐）。8.68dB又稱為最低通道裕度，之所以是8.68dB而不是9dB整數(shù)，是因為8.68dB剛好是電平的另一種計量單位Np (奈培)的整數(shù)：1 Np8.68dB。最低通道裕度允許

25、短時波動范圍為2.6 dB。（4）對最大收信電平的限制：并不是收信電平越高越好，收信電平太高，會有下面的負面影響：可能引起功放、電源過載；可能導(dǎo)致收信動作/返回時間延長(濾波器時間延長)、可能導(dǎo)致收信線性度變差（信號失真）。對于最大收信電平，我廠不同型號收發(fā)信機技術(shù)參數(shù)規(guī)定為：LFX912型最大收信裕度為36dBm，即最大收信電平36+440dBm（或31dBu）。SF600型收信線性工作范圍最大為18dBm，即最大收信電平18+422dBm（或13dBu）。GSF6A型最大收信裕度為18dBm，即最大收信電平18+422dBm（或13dBu）。PSF631型收信線性工作范圍最大為25dBm，

26、即最大收信電平25+429dBm（或20dBu）。注意：上述最大收信電平限制參數(shù)是以4dBm靈敏啟動電平為基準的，不考慮投入裝置內(nèi)部收信衰耗器。因此，僅僅看實測的入口收信電平還不能判定它們是否超標，而應(yīng)以實測收發(fā)信機入口的靈敏啟動電平為基準，即要從入口收信電平中扣除內(nèi)部收信衰耗量。（5）最低通道裕度、最低收信裕度、實測收信裕度：最低通道裕度可靠工作電平 - 最低可靠工作電平，規(guī)定值為1 Np8.68dB9 dB最低收信裕度可靠工作電平 - 靈敏啟動電平±2.6，規(guī)定值為8.68+6±2.615±2 dB實測收信裕度實測收信電平 - 實測靈敏啟動電平實測收信裕度的測

27、試方法是：在本側(cè)收信機入口與高頻電纜之間串入31dB/75可變衰耗器，單獨收對側(cè)信號時，將衰耗器的衰耗量向上增加，直到收信指示剛好返回，此時投入的衰耗量即為本側(cè)的實測收信裕度。（6）高頻保護通道運行條件 靈敏啟動電平、最低可靠工作電平、可靠工作電平、最低通道裕度、最低收信裕度，將這幾個參數(shù)綜合在一起，就構(gòu)成了高頻保護通道運行條件，它們之間關(guān)系如圖10所示：圖10：高頻保護通道運行條件在上述圖10的高頻保護通道運行條件中，基準為靈敏啟動電平，但對于一套實際運行中的高頻保護，其通道運行條件應(yīng)該以實測的靈敏啟動電平為基準。 （7）中調(diào)對高頻通道收信電平值的規(guī)定贛電調(diào)繼20088號文規(guī)定如下：（1）收

28、信電平大于21db的，要投入收發(fā)信機內(nèi)部衰耗器或外串衰耗器；（2）兩側(cè)收信電平要求在1021db之間，收信裕度在1316db之間。 贛電調(diào)繼20088號文沒有明確說明它所說的收信電平的電平值是電壓電平還是功率電平（裕度電平是相對值，不需要說明）。由于我廠高頻保護收信電平大多數(shù)都偏高，在實際工作中，我們需要控制好的就是收信裕度，只要收信裕度調(diào)試在1316dB之間，就一定滿足文件要求。例如：收信電平21dBu，在不投入內(nèi)部衰耗器時，出廠時調(diào)整好的靈敏啟動電平應(yīng)為-5dBu（4dBm）,則收信裕度應(yīng)為26dB，此時需要投入內(nèi)部收信衰耗器，直到收信裕度降低到1316dB之間，而且，只要將收信裕度調(diào)整好

29、，則肯定也能滿足最大收信電平限制。3.2.6、收信裕度的測試方法及注意事項 一般利用遠方起信15秒通道交換信號來邏輯來進行，其好處是不需要對方配合。試驗接線如圖11所示：按下本側(cè)信號交換試驗按鈕，此時本側(cè)發(fā)0.2秒信號后，將連續(xù)收對側(cè)信號10秒。在單獨接收對側(cè)信號的前5秒時間內(nèi)，將衰耗器的衰耗量向上增加，直到收發(fā)信機的收信指示剛好返回，這時再退1dB，收信輸出重新動作，此時投入的衰耗量即為本側(cè)的實際收信裕度（此值應(yīng)在1316dB范圍內(nèi)），同時記下此時選頻表電平（圖中V）指示，此電平值即為實際靈敏啟動電平。圖11：收信裕度的測試試驗接線收信指示是否返回，可以用萬用表監(jiān)測收發(fā)信機的收信輸出接點，以

30、收信開出接點不閉合為準。也可以看面板收信啟動指示，但收信指示燈大多數(shù)都是自保持的，此時就要有人在前面板不停按復(fù)歸按鈕。采用上述方法進行收信裕度的驗證試驗時，容易犯下面的錯誤：測試時，先將衰耗器衰耗量向上增加，然后按下本側(cè)信號交換試按鈕，如果有信號交換過程，則繼續(xù)加大衰耗量，直到?jīng)]有信號交換過程為止，認為此時投入的衰耗量為本側(cè)的實際收信裕度。這是不對的，因為此時沒有信號交換過程有兩種可能：一種可能是：對側(cè)收發(fā)信機被啟動發(fā)信，但本側(cè)收信經(jīng)過衰耗后已經(jīng)降到本側(cè)的靈敏啟動電平以下，此時投入的衰耗量確實是本側(cè)的收信裕度。還有一種可能是：對側(cè)收信機已經(jīng)不能啟動，其收信已經(jīng)降到靈敏啟動電平以下，那么此時投入

31、的衰耗量只是對側(cè)的收信裕度，而不是本側(cè)的。正確方法是：在單獨接收對側(cè)信號的前5秒時間內(nèi)，將衰耗器的衰耗量向上增加，直到收發(fā)信機的收信指示剛好返回。注意：萬文II線高閉保護（A相）收信電平在線路送電后會下降45dB，如果在停電時調(diào)整萬文II線高閉保護（A相）的收信裕度，應(yīng)將其調(diào)整在1821db之間。最好送電后調(diào)整。3.2.7、收信裕度的調(diào)整方法 收信裕度的調(diào)整就是根據(jù)實測收信電平調(diào)整收發(fā)信機內(nèi)部收信衰耗器的衰耗量。我廠各型號收發(fā)信機說明書對裕度調(diào)整都有說明，具體如下：（1）LFX912型裕度調(diào)整收信插件內(nèi)部有2個收信衰耗跳線JP1、JP4，JP1為6dB衰耗投入跳線，JP4為10dB衰耗投入跳線

32、。在前面板上有5檔收信裕度指示燈，分別是6dB、9dB、12dB、15dB、18dB。進行信號交換，當(dāng)頭5秒單獨收對側(cè)信號時，觀察收信裕度指示燈點亮情況，如果5檔裕度指示燈全部點亮，將6dB衰耗跳線JP1投入短接、10dB衰耗跳線JP4不投入；然后再次進行信號交換，當(dāng)頭5秒單獨收對側(cè)信號時，觀察收信裕度指示燈點亮情況，如果5檔裕度指示燈還是全部點亮，則改為將10dB衰耗跳線JP4投入短接、6dB衰耗跳線JP1不投入。如果信號交換頭5秒單獨收對側(cè)信號時，18dB收信裕度指示燈沒有點亮，則不需要投入衰耗跳線。相關(guān)跳線在電路板上布置位置如圖12所示(電路板上有文字標示)：圖12：LFX912型裕度調(diào)

33、整跳線（2）SF600型裕度調(diào)整將本裝置的“遠方啟信”功能解除，并用轉(zhuǎn)接插件將12號插件引到裝置外，在對側(cè)收發(fā)信機處于常發(fā)信狀態(tài)下調(diào)整12號插件內(nèi)的收信輸入衰耗器，直到11號插件的9 dBm18 dBm燈亮而21 dBm燈不亮為止，收信輸入衰耗即調(diào)整完畢。（3）GSF6A型裕度調(diào)整用前述串入衰耗器方法測試實際裕度，若不滿足時，可調(diào)整控制插件內(nèi)衰耗器 SJ1SJ5。（4）PSF631型裕度調(diào)整裝置內(nèi)部可變衰耗器設(shè)置有 1DB 2DB 4DB 8DB 四檔，可組合覆蓋 1DB15DB 的衰耗值，可變衰耗器直接在液晶顯示菜單里設(shè)置。按實際收信電平值減去11dB（實際收信電平+5dBu16 dB）設(shè)置

34、衰耗器檔位，然后用前述串入衰耗器方法進行驗證，不滿足要求的話則再調(diào)整衰耗器設(shè)置、再試驗驗證，直到滿足要求。注意，收信衰耗調(diào)整后要進行實際收信裕度驗證試驗。3.3、高頻收發(fā)信機的發(fā)信、停信控制方式（1）遠方啟動發(fā)信方式：收到對側(cè)信號后啟動發(fā)信10s。（當(dāng)收信回路有收信輸出信號時，經(jīng)2ms延時，收信機發(fā)信，這就是遠方啟動功能。）（2）通道檢查邏輯控制的收發(fā)信方式：按下試驗按鈕后本側(cè)先發(fā)信200ms，然后本側(cè)停信5s，再發(fā)10s。本側(cè)起動發(fā)信后，對方的遠方啟動邏輯因為收到信號啟動發(fā)信10s，此過程中，本側(cè)收發(fā)信機入口信號電平波形如圖13所示。圖13：通道檢查程中，本側(cè)收發(fā)信機入口信號電平波形通道檢查

35、邏輯可以由收發(fā)信機完成，也可以由保護裝置完成。保護與收發(fā)信機之間采用單接點聯(lián)系方式的高頻保護，則由保護裝置完成，采用雙接點聯(lián)系方式的高頻保護，則由收發(fā)信機完成。（3）保護啟動時的發(fā)信、停信方式A、保護與收發(fā)信機之間采用單接點聯(lián)系方式時，保護啟動時對發(fā)信、停信的控制單觸（接）點聯(lián)系的含義：保護只開出一付“啟信”接點給收發(fā)信機。當(dāng)“啟信”接點閉合時，收發(fā)信機即發(fā)信，當(dāng)“啟信”接點返回時，收發(fā)信機即停止發(fā)信。注意，采用單觸點聯(lián)系時，位置停信、其它保護停信、以及試驗發(fā)信按鈕都是開入到保護的，所以其它保護停信、位置停信以及人工交換信號的邏輯都由保護裝置完成（遠方啟信也由保護完成，遠方啟信本身屬于人工交換

36、信號邏輯）。圖14為萬燕線方向保護單觸（接）點聯(lián)系接線圖 B、保護與收發(fā)信機之間采用雙接點聯(lián)系方式時，保護啟動時對發(fā)信、停信的控制雙觸（接）點聯(lián)系的含義：保護開出2付接點給收發(fā)信機，分別為“啟信”接點與“停信”接點。在保護動作過程中，當(dāng)保護的“啟信”接點閉合時，收發(fā)信機即發(fā)信，當(dāng)保護的“停信”接點閉合時，收發(fā)信機即停止發(fā)信。 注意，采用雙觸點聯(lián)系時，位置停信、其它保護停信、以及試驗發(fā)信按鈕都是直接開入到收發(fā)信機，所以其它保護停信、位置停信以及人工交換信號的邏輯都由收發(fā)信機完成（遠方啟信也由收發(fā)信機完成，遠方啟信本身屬于人工交換信號邏輯）。圖15為萬燕線高閉保護雙觸（接）點聯(lián)系接線圖。圖14：萬

37、燕線方向保護單觸（接）點聯(lián)系接線圖圖15：萬燕線高閉保護雙觸（接）點聯(lián)系接線圖C、我廠高頻保護與收發(fā)信機之間單觸點聯(lián)系和雙觸點聯(lián)系上的現(xiàn)狀目前220KV線路保護在單觸點聯(lián)系和雙觸點聯(lián)系上的現(xiàn)狀如下：萬燕線的高閉以及旁母保護采用雙觸點聯(lián)系；萬燕線、萬虎I、萬虎II、萬文I、萬文II方向高頻保護為單觸點聯(lián)系。萬虎I、萬虎II、萬文I、萬文II高閉保護在切本線運行時為單觸點聯(lián)系，而切換到旁路運行時則為雙觸點聯(lián)系；3dB衰耗告警故障處理舉例3.3、3dB衰耗告警故障處理舉例3.3.1、實例1：高頻通道引線外絕緣層有破損引發(fā)3dB告警現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)故障通道有以下異常情況：(1)通道衰耗突然增大,兩側(cè)收信電平降

38、低,收發(fā)信機3dB告警燈亮,功率下降指示燈亮；(2)交換通道不正常,有時交換失?。从袝r叫不起對方）；(3)有“拖尾”現(xiàn)象.即在交換通道時,哪一側(cè)主動發(fā)信,則哪一側(cè)收發(fā)信機在15s后不能解環(huán),有時要20s甚至30s后收信輸出指示才為零。根據(jù)故障現(xiàn)象分析,發(fā)生故障的可能性有以下幾種： (1)高頻阻波器損壞;   (2)結(jié)合濾波器損壞;   (3)收發(fā)信機損壞;   (4)收發(fā)信機與結(jié)合濾波器之間的高頻電纜芯線接地;   (5)保護裝置提供的起停信邏輯有誤(收發(fā)信機起停信受保護邏輯控制). 故障處理過程如下：²

39、; 線路不停電情況下，首先在M變電所, 在某一線路高頻通道A點(見圖16)接入選頻電平表,然后啟動其他線路同名相發(fā)信機發(fā)信,測量結(jié)果未證實異常通道上的阻波器有損壞.在N變電所,進行同樣測試,亦未斷定阻波器損壞。圖16：高頻通道故障處理² 更換了M、N變電所兩側(cè)異常通道上的結(jié)合濾波器后，故障現(xiàn)象照舊。² 檢查收發(fā)信機,檢測各插件工作點電壓、電平基本正常, 無法解釋收發(fā)信機的“拖尾”現(xiàn)象。² 檢查M、N兩變電所異常通道的高頻電纜,測得芯線與屏蔽層的串聯(lián)電阻為4.5, 排除高頻電纜開路的可能.用2500V搖表測量高頻電纜芯對地、芯對屏蔽層以及屏蔽層對地的絕緣電阻均大于1

40、00M, 排除電纜故障的可能性。² 線路停電后，再次對從高頻電纜到耦合電容器之間的高頻設(shè)備進行仔細排查,在做好充分的安全措施后,保護人員登梯打開了帶電運行中的耦合電容器中壓PT端子箱,發(fā)現(xiàn)端子箱內(nèi)高頻通道引線外絕緣層有破損,使高頻通道引線的銅導(dǎo)體與中壓PT端子箱外殼處于似接非接的狀態(tài)。² 臨時采用絕緣膠片隔離后,所有故障現(xiàn)象(包括收發(fā)信機的“拖尾”現(xiàn)象)頓時全部消失.此時再測量M、N兩變電所異常通道的各項參數(shù)均恢復(fù)正常。² 重新包扎了結(jié)合濾波器與耦合電容器之間高頻通道引線的外絕緣, 高頻保護恢復(fù)正常運行。3.3.2、實例2：阻波器內(nèi)諧振腔失效、開關(guān)改造后參數(shù)變化引

41、發(fā)的3dB告警 本例故障比較復(fù)雜，不作詳細介紹。大概情況如下：某220KV線路檢修后，在線路冷備用情況下，交換信號，測得收發(fā)信電平均正常，可是當(dāng)其中一側(cè)恢復(fù)熱備用后，交換信號即出現(xiàn)告警，而且還發(fā)現(xiàn)送電后收信電平反而又提高了。最后查出原因為：² 阻波器諧振腔失效，打開諧振腔檢查，B相電容器炸裂，A相內(nèi)部斷線。² 因為更換了斷路器，開關(guān)的斷口電容發(fā)生較大變化，一旦恢復(fù)熱備用合上3G，此時阻波器靠母線側(cè)的電容（包括開關(guān)的斷口電容、CT對地電容）與阻波器電感剛好在收發(fā)信機工作頻率附近發(fā)生串聯(lián)諧振，就對高頻信號起了旁路作用，一旦送電，由于開關(guān)合閘短路了開關(guān)的斷口電容，串聯(lián)諧振被破壞，

42、因此送電后收信電平反而又提高了。3.3.3、實例3：耦合電容器引線接觸不良引發(fā)的3dB告警 情況如下：某220KV線路運行中告警，在線路帶電的情況下做了結(jié)合濾波器的特性試驗，發(fā)現(xiàn)濾波器線路側(cè)特性阻抗超出誤差范圍，因此更換了該結(jié)合濾波器，但還是有3 dB告警。后來停電檢查，技術(shù)人員在耦合電容器下端測得本側(cè)收發(fā)信機發(fā)信電平為38dB，而在耦合電容器上端測得本側(cè)發(fā)信電平僅為16.5dB。用相同容量的電容跨接該耦合電容器，交換信號恢復(fù)正常，兩側(cè)收發(fā)信機均能正常收發(fā)且不告警。技術(shù)人員對耦合電容器上引線、下引線接線端頭進行了打磨和緊固后，高頻通道恢復(fù)正常。3.3.4、實例4：耦合電容器損壞導(dǎo)致收發(fā)信機異常

43、啟動 此例故障中，故障現(xiàn)象比較奇怪：A相通道的高閉收發(fā)信機3dB告警，但是A、B相通道兩套高頻保護的收發(fā)信機都出現(xiàn)長期起動，或停止后過很短時間又起動，且起動時有電平指針不穩(wěn)，擺動幅度較大現(xiàn)象。故障處理過程如下：² 報告調(diào)度后調(diào)度下令將線路轉(zhuǎn)熱備用，在斷開兩側(cè)開關(guān)后再做通道試驗，兩側(cè)A相通道正常，B相通道中斷。² 在斷開開關(guān)后，通過交換信號已經(jīng)判斷出A相通道正常，B相通道中斷，那么如何判斷B相通道在哪一側(cè)中斷呢？² 首先排除了結(jié)合濾波器沒有斷線（兩側(cè)自行發(fā)信時在結(jié)合濾波器上下端測一下即可判斷），而輸電線路本身也不可能已經(jīng)斷線，因此最大的可能是耦合電容器斷線。

44、78; 輸電線路相與相之間存在一定的耦合電容，高頻信號可通過這些電容耦合到其他相，從而在其他相的結(jié)合濾波器一次側(cè)可測得該頻率信號。利用此規(guī)律做了如下試驗：在本側(cè)的A相高閉保護交換信號發(fā)信，對側(cè)在B相（故障相）結(jié)合濾波器上端頭測收信電平（注意此時電平表應(yīng)選擇A相高閉保護的頻率），兩側(cè)輪流進行（如圖17所示）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)一側(cè)有收信，一側(cè)沒有，則沒有信號的那一側(cè)的耦合電容顯然已經(jīng)斷開。圖17：耦合電容器損壞導(dǎo)致收發(fā)信機異常啟動故障處理² 此后檢修人員將懷疑已經(jīng)斷線的電容器短接，再次交換信號，發(fā)現(xiàn)又可以交換信號了，這進一步證實該電容器已經(jīng)斷線。 ² 事后檢查發(fā)現(xiàn)一側(cè)電容器確實已經(jīng)損壞

45、。關(guān)于此例中奇怪的故障現(xiàn)象，可以解釋如下：線路帶電時，耦合電容器內(nèi)部故障點處出現(xiàn)間歇放電，導(dǎo)致線路上出現(xiàn)高頻干擾，這些高頻干擾信號中存在與兩套高頻保護工作頻率接近的信號，從而引起兩套高頻保護的收發(fā)信機均出現(xiàn)異常啟動。當(dāng)線路兩側(cè)開關(guān)都斷開后，干擾消失，收發(fā)信機就不再有異常啟動現(xiàn)象。從此例故障還可以得到如下經(jīng)驗：如果僅僅是雙高頻保護中一套出現(xiàn)3dB告警，那只是表明該相通道衰耗增大，如果出現(xiàn)雙高保護同時告警而且收發(fā)信機異常啟動，那就可能是通道中存在高頻干擾，而高頻干擾源很可能是線路中某元件間歇放電引起。在此例故障中，利用不同相之間的耦合作用進行故障判斷的方法尤其值得借鑒。4 阻波器原理及故障處理4.

46、1、阻波器原理高頻阻波器是由電感線圈和可調(diào)電容組成的并聯(lián)諧振回路，當(dāng)其諧振頻率為選用的載波頻率時，它所呈現(xiàn)的阻抗最大。對工頻電流而言，高頻阻波器的阻抗僅是電感線圈的阻抗，因而工頻電流可暢通無阻，不會影響輸電線路正常傳輸。我廠220KV線路保護通道阻波器的阻塞特性分兩種：單頻調(diào)諧、頻帶調(diào)諧，其原理接線及頻率阻塞特性如圖18所示。圖18：阻波器原理及其阻塞特性我廠220KV線路保護通中，B向通道為保護專用，可以使用單頻調(diào)諧阻波器，也可以用頻帶調(diào)諧阻波器；A相通道與通信合用，只能使用頻帶調(diào)諧阻波器。單頻調(diào)諧阻波器的優(yōu)點是阻塞阻抗高，缺點是容易與線路分布參數(shù)發(fā)生諧振導(dǎo)致諧振點漂移。附表6：我廠220K

47、V線路保護高頻通道阻波器參數(shù)線路相別阻波器型號阻塞頻率(KHZ)額定持續(xù)電流（A）額定短時電流（A）主線圈電感（mH）實測工作頻率下阻塞阻抗（）保護頻率（KHZ）1EAGZ2-80084-500800/1735114BGZ2-80084-500800/22232862EAGZ2-80084-500800/1341130BGZ2-80084-500800/3697783EAXZK-800-N284XZK-10001261000250000.116641264EAXZK-80084-500800200001/138BGZ2-80084-500800/3695

48、1025EAXZK-125084-500125040000112401293170BXZK-125084-500125040000113961477110注：部分阻波器型號來自生技辦以前的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可能有誤:根據(jù)試驗結(jié)果，萬文I線、萬文II線B相阻波器應(yīng)為單頻調(diào)諧！ 注意表中頻帶調(diào)諧阻波器的主線圈電感都是1（mH），對于這么大電感量的阻波器，即使沒有調(diào)諧元件也能保證良好的阻塞性能，或者說即使調(diào)諧元件損壞也能起到阻塞作用。但調(diào)諧元件損壞后，如果主線圈電感恰好與母線側(cè)電容在保護工作頻率附近發(fā)生諧振，此時阻塞阻抗將大幅度下降。 4.2、阻波器故障處理4.2.1、線路不停電時的判斷方法之一：測量收發(fā)信機出口端高頻電纜入口的輸入阻抗² 其原理是：如果對側(cè)阻波器損壞，由于經(jīng)過一條長輸電線路，而輸電線路本身阻抗與末端負載無關(guān)，故此時本側(cè)高頻電纜入口的輸入阻抗也不會有變化。而如果本側(cè)阻波器損壞，則高頻電