對(duì)220kV線路高頻通道異常故障實(shí)例分析

1、對(duì)220kV線路高頻通道異常故障實(shí)例分析1 高頻通道基本構(gòu)成目前，電力系統(tǒng)廣泛采用輸電線路本身兼做高頻通道，這就必須對(duì)輸電線路進(jìn)行高頻加工，把工頻電流和高頻電流分開，做到既不影響工頻電流的輸送，又滿足傳輸高頻信號(hào)的要求。經(jīng)過高頻加工的輸電線路稱為輸電線載波通道，簡(jiǎn)稱高頻通道。以“相地”制接線（圖1）為例，高頻通道的組成包括如下部分：（1）輸電線路：傳送高頻電流信號(hào)。（2）高頻阻波器：高頻阻波器對(duì)高頻電流呈現(xiàn)很大阻抗，從而將高頻電流限制在被保護(hù)的線路上，使高頻信號(hào)不向其他設(shè)備泄漏。同時(shí)，其對(duì)工頻電流呈現(xiàn)很小阻抗，不影響工頻電流的傳輸。（3）耦合電容器：耦合電容器對(duì)工頻電流呈現(xiàn)很大阻抗，可阻止工頻

2、電壓侵入高頻收發(fā)信機(jī)。而對(duì)高頻電流則呈現(xiàn)很小阻抗，使高頻電流可順利通過。（4）連接濾波器：連接濾波器與耦合電容器組成帶通濾波，只使允許通過的高頻電流通過。帶通濾波器線路一側(cè)的阻抗與線路的波阻抗相匹配，電纜一側(cè)的阻抗則與高頻電纜的波阻抗相匹配，從而減少避免電磁波在傳輸過程中的反射，減少能量損耗，使收發(fā)信機(jī)盡量保持最大功率。另外，利用連接濾波器可使收發(fā)信機(jī)進(jìn)一步與高壓輸電線路隔離，從而保證收發(fā)信機(jī)及人身的安全。（5）高頻電纜：其作用是將連接濾波器與收發(fā)信機(jī)相連，從而將高頻信號(hào)輸送到收發(fā)信機(jī)。（6）保護(hù)間隙：保護(hù)高頻電纜和收發(fā)信機(jī)免遭過電壓的襲擊。（7）接地刀閘：調(diào)試和檢修收發(fā)信機(jī)或連接濾波器時(shí)用來

3、安全接地，以保證人身和設(shè)備的安全。（8）高頻收發(fā)信機(jī)：接收和發(fā)送高頻信號(hào)。圖1 高頻通道原理接線圖1-輸電線路 2-高頻阻波器 3-耦合電容器 4-連接濾波器 5-高頻電纜 6-保護(hù)間隙 7-接地刀閘 8-高頻收發(fā)信機(jī) 9-保護(hù) 10-電容器2 高頻通道異常故障處理2.1故障現(xiàn)象2012年1月17日，220kV額爾齊斯變電站和220kV龍灣變電站在進(jìn)行每天的220kV龍齊線兩側(cè)高頻信號(hào)交換試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)（保護(hù)為RCS-902B，收發(fā)信機(jī)為PCS-912）兩側(cè)收發(fā)信機(jī)均收不到來自對(duì)側(cè)的信號(hào)。檢查前一天的交換信號(hào)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，兩側(cè)收發(fā)信機(jī)都正常。所以初步判斷：由于當(dāng)天下雪使通道存在較大的衰耗，通道出現(xiàn)故障

4、，以至于兩側(cè)無法正常交換信號(hào)。 2.2故障發(fā)生時(shí)簡(jiǎn)要經(jīng)過及處理變得檢修工區(qū)繼電保護(hù)人員接到通知后，詢問現(xiàn)場(chǎng)情況，攜帶備品備件、試驗(yàn)設(shè)備趕赴現(xiàn)場(chǎng)。繼電保護(hù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，做好安全措施，履行許可手續(xù)。首先檢查收發(fā)信機(jī)是否正常，兩側(cè)繼保人員迅速行動(dòng)，分別檢查兩側(cè)高頻通道上的所有設(shè)備，如圖2 所示。然后，220kV龍灣變電站側(cè)和220kV額爾齊斯變電站站側(cè)分別進(jìn)行長(zhǎng)發(fā)信，并沿通道檢測(cè)各點(diǎn)電平，收發(fā)信機(jī)起信正常，在測(cè)得通道各點(diǎn)電平如表1 所示。檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)收發(fā)信機(jī)正常；表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù) （單位：dB）220kV額爾齊斯變電站側(cè)電平20kV龍灣變電站側(cè)電平220kV額爾齊斯變電站側(cè)電平9.33

5、1.2220kV龍灣變電站側(cè)電平31.23.3表2 試驗(yàn)數(shù)據(jù) （單位：dB）220kV額爾齊斯變電站側(cè)電平220kV龍灣變電站側(cè)電平電纜側(cè)線路側(cè)電纜側(cè)線路側(cè)220kV額爾齊斯變電站側(cè)電平24.431.79.316.3220kV龍灣變電站側(cè)電平2.410.523.114.2圖2 通道整組接線圖其次對(duì)對(duì)兩側(cè)結(jié)合濾波器的線路側(cè)以及電纜側(cè)高頻信號(hào)電壓電平進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)見表2在解除結(jié)合濾波器中的避雷器后，再測(cè)量各點(diǎn)電平，其數(shù)據(jù)與表2無明顯變化，據(jù)此可判斷避雷器無擊穿。由于結(jié)合濾波器電纜側(cè)特性阻抗為75歐姆，結(jié)合濾波器線路側(cè)特性阻抗為400歐姆，在假設(shè)結(jié)合濾波器無衰耗的情況下，電纜側(cè)與線路側(cè)高頻信號(hào)的

6、功率絕對(duì)電平應(yīng)相等。根據(jù)電壓電平與功率電平之間的換算公式：Lp=Lu+10600/Z，則有電纜側(cè)電壓電平與線路側(cè)電壓電平的關(guān)系：Lu1+10600/75= Lu2+10600/400 （1）Lu1+7.27dB= Lu2 （2）其中，Lu1為結(jié)合濾波器電纜側(cè)電壓電平，Lu2為結(jié)合濾波器線路側(cè)電壓電平。從220kV額爾齊斯變電站側(cè)結(jié)合濾波器所測(cè)數(shù)據(jù)來看，無論是本側(cè)發(fā)信，還是收對(duì)側(cè)高頻信號(hào)，電纜側(cè)電平均比線路側(cè)電平低7dB左右，結(jié)合濾波器衰耗未超過2dB，符合規(guī)程要求，說明220kV額爾齊斯變電站側(cè)結(jié)合濾波器良好。從220kV龍灣變電站側(cè)結(jié)合濾波器所測(cè)數(shù)據(jù)來看，在本側(cè)發(fā)信時(shí)，電纜側(cè)電平為23.1d

7、B，歸算到線路側(cè)電平應(yīng)為23.1dB+7.27dB=30.37dB，但實(shí)際測(cè)量時(shí)只有14.2dB，少了16.17dB，說明結(jié)合濾波器有可能被損害，或線路側(cè)有較大的衰耗。而在對(duì)側(cè)發(fā)信，本側(cè)收信時(shí)，所測(cè)數(shù)據(jù)為電纜側(cè)電平比線路側(cè)電平低7dB，歸算后可知結(jié)合濾波器衰耗較小，說明220kV龍灣變電站側(cè)結(jié)合濾波器良好。從收發(fā)信機(jī)經(jīng)過高頻電纜到結(jié)合濾波器的高頻信號(hào)衰耗，兩側(cè)均約為6dB左右，符合規(guī)程的要求，說明高頻電纜無異常。1.3故障原因分析 各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明兩側(cè)收發(fā)信機(jī)裝置正常，高頻通道正常，結(jié)合當(dāng)天天氣220kV龍灣變電站至220kV額爾齊斯變電站之內(nèi)范圍有風(fēng)雪，影響線路衰耗。下午天氣晴朗時(shí)，該高頻通

8、道恢復(fù)正常。3防范措施及建議為了盡量避免高頻通道在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異?；蚬收锨闆r，保證高頻保護(hù)的可靠運(yùn)行，主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面采取措施進(jìn)行防范。（1）由于高頻通道由多個(gè)部分組成，其中任何一個(gè)部分出現(xiàn)接線松動(dòng)、接觸不良、導(dǎo)線銹蝕等都會(huì)造成高頻通道異?；蚬收?。所以，在高頻通道施工的各個(gè)環(huán)節(jié)上都應(yīng)做到認(rèn)真仔細(xì)，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)反措要求，注意施工工藝，保證通道的每一個(gè)部分都可靠連接，特別是高頻電纜與收發(fā)信機(jī)連接時(shí)，要注意高頻電纜芯既不能太短，以便連接可靠，但也不宜太長(zhǎng)，否則就容易與屏蔽層或收發(fā)信機(jī)外殼接觸到，導(dǎo)致通道衰耗增加。（2）改進(jìn)耦合電容器二次接線盒設(shè)計(jì)，將N接線樁頭與其它接線樁頭隔離開，單獨(dú)進(jìn)行布置

9、，便于施工接線，同時(shí)防止導(dǎo)引線與耦合電容器外殼或其他部位接觸。（3）采用不易老化的絕緣套管將連接耦合電容器與結(jié)合濾波器的導(dǎo)引線套上，防止導(dǎo)線與耦合電容器外殼或支柱接觸時(shí)發(fā)生接地，導(dǎo)致高頻電流分流。所采用的導(dǎo)線應(yīng)有一定的硬度，防止運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)生變形，發(fā)生接地故障。（4）高頻通道構(gòu)成部分較多，特別是收發(fā)信機(jī)的有些元器件比較容易老化、損壞，進(jìn)行高頻通道定期檢驗(yàn)時(shí)一定要認(rèn)真、仔細(xì)，同時(shí)在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)一定要將本次的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)與上一次的檢驗(yàn)記錄進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)兩次檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)不同，就必須進(jìn)行分析，查找導(dǎo)致數(shù)據(jù)變化的原因，及時(shí)采取相應(yīng)的措施，這樣才能消除設(shè)備故障的隱患，保證校驗(yàn)的質(zhì)量，達(dá)到校驗(yàn)?zāi)康摹＃?）根據(jù)高頻通道的構(gòu)成特點(diǎn)可知，高頻通道抗干擾性能相對(duì)較差，容易受到外部的影響，而且很難實(shí)