线路保护通道测试方法PPT课件.ppt

继电保护,线路保护通道构成及测试方法,目录,通道种类线路保护高频通道的构成高频通道的调试方法案例：通道故障引起的保护误动分析光纤通道的构成及调试方法光纤通道常见问题的处理方法,通道种类,为什么线路保护需要通道？后备保护反应线路一端电气量变化的保护，区分不开本线路末端和相邻线路始端的短路。纵联保护反应两端电气量变化的保护，要把对端电气量变化的信息告诉本端，也应把本端电气量变化的信息告诉对端，综合比较两端电气量变化的信息做出是否要发跳闸命令的决定。这样就要涉及到通信的问题，而通信需要通道。,通道种类-高频通道,电力线载波通道这是过去使用最多的一种通道类型，其使用的信号频率是50-400KHZ。这种频率在通信上属于高频频段范围，所以把这种通道也称作高频通道，把利用这种通道的纵联保护称作高频保护高频收发信机和载波机都在指定的频率下工作，占有4KHZ的频谱，相互间靠频率分隔独立工作。同相通道并机大于14KHZ，邻相通道紧邻使用。,通道种类-高频通道,有线传输，输电线路本身也作为高频通道的一部分。故障时影响传输通道拥挤，通信、保护、远动都用输电线路上发生故障时影响信号的传输容易受到电磁干扰天气条件影响信号维护工作量大,通道种类-微波通道,微波通道使用的信号频率是300MHZ300GHZ。这种频率在通信上属于微波频段范围，所以把这种通道也称作微波通道，把利用这种通道的纵联保护称作微波保护受到干扰小，通道容量大，不存在拥挤问题。要建高的微波铁塔，且在中间加中继站；微波通道没有得到应用,通道种类-光纤通道,光纤通道用光纤通道做成的纵联保护称作光纤保护。如：复合地线式光缆（OPGW）目前，采用专用光纤传输通道，传输距离已达到120KM通信容量大，可构成分相式纵联保护不受电磁干扰的影响输电线路故障，不影响信号传输光缆与架空地线做在一起,通道种类-导引线通道,导引线通道用电缆作为通道传送保护信息这就是导引线通道。用导引线作为通道构成的纵联保护称作导引线保护。导引线保护一般做成纵联电流差动保护，在电缆中传送的是两端电流信息。电缆绝缘水平要高，分布电容影响电流信号的传输，只适用于小于十公里的短线路上，目前导引线通道已经越来越少了。,通道种类,距离保护I段为什么只能保护线路全长的80%-85%,通道种类,1)、距离I段的动作时间为保护的固有时间，为了能和相邻的线路有选择性的配合，两者不能有重叠的部分，否则造成无选择性动作；2)、保护定值计算用的线路参数有误差；3)、PT和CT的测量也有误差。考虑这些误差正值相加，如果距离I段为线路全长的100%，就不可避免地要延伸到下一线路，此时下一线路出口故障，则相邻的两条线路I段会同时动作。为除上弊端，距离保护I段只能保护线路全长的80%-85%,本节小结,单、双端电气量的特点通道的四种类型、特点,高频通道的构成,高频通道的组成：1）输电线路2）阻波器3）耦合电容4）结合滤波器5）接地刀闸6）高频电缆7）高频收发信机8）线路保护由于历史的原因，高压输电线路构成的高频保护仍然是目前国内电网的主要运行方式之一。,图一纵联保护载波通道的构成,阻波器外形图,阻波器装在什么位置？,高频电缆外形图,结合滤波器外形图,结合滤波器外形图,耦合电容器外形图,高频通道的构成-作用,良好的高频通道高频保护依靠两侧收发信机传输、交换信号,以此判断是否动作出口,收发信机是通过高压输电线路传输高频信号。电力系统无故障时，干扰相对来说较小，基本处于待命状态；电力系统突然发生故障的瞬间，它要在比正常时严重几倍的干扰情况下，及时启动，并完成收、发信，把保护动作信息准确送至对侧高频保护装置；输电线路的加工设备需提供良好的通道外，还要高频收发信机具有良好的抗干扰性能。否则，每一种干扰都有可能在这种连续的时间间隔中，造成信号的误发、误收，导致保护错误判断，以至以误动。,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；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、线路阻波器单频阻波器：一个尖峰的陡峭特性曲线，品质因数Q值很高，适用单频率的保护专用通道。在发信频率上阻塞阻抗很高，但阻塞频带窄双频阻波器：二个尖峰的陡峭特性曲线，可以阻塞两个频率信号，适用于双频率的高频保护，也可满足阻塞电力线载波电话中收信和发信两个频带的需要宽带阻波器：特性曲线在阻带范围内较平坦，品质因数Q值较低，阻塞频带宽，适用于多台载波机并联运行,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。尤其是当母线或其他线路出口发生故障时，高频电流向母线分流将造成信号短路。工频电流：呈很小的阻抗，使其畅通无阻。,3、耦合电容器工频电流：呈很大的阻抗，防止其侵入高频收发信机；高频信号：呈很小的阻抗；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、结合滤波器与耦合电容器组成带通或高通滤波器；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400或300（分裂导线）；高频电缆的特性阻抗为75或100；使电力线载波机或高频收发信机与高压线路隔离。,5、接地刀闸接地刀闸（辅助设备）：在调整或检修电力线载波机收发信机和结合滤波器时，将它接地，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。注意：耦合电容器、结合滤波器与刀闸的连接,6、高频电缆高频电缆有对称电缆和不对称电缆两种。对称电缆常用于相-相耦合方式，其波阻抗为150。不对称电缆（即单芯同轴电缆）常用于相-地耦合方式，其波阻抗为75.,7、高频收发信机目前电力系统使用的收发信机厂家：南瑞继保-LFX-912/913、PCS-912/913国家南自-PSF630系列许继电气-SF-500、600，960扬州电讯-YBX系列宏图高科-GSF-6型,高频通道的构成,高频闭锁式保护正常时不发信号，如何监测通道的正常？,本节小结,高频通道有哪些部件组成高频通道各个部件的作用,高频通道中的几个重要概念,电平：电路中任一点的功率P1和另一点的功率P2之比的对数。电平的高低表明信号功率的强弱，被测信号的电平高表示电信号强，电平低表示电信号弱。电平实质上是能量强度的单位，并以分贝（dB）为计量单位功率绝对电平：某测试点的功率Px和标准比较功率P0=1mW之比取常用对数的10倍，即Lpx=,dB,高频通道中的几个重要概念,电压绝对电平：某测试点的电压Ux和标准比较电压U0（U0=0.775V）之比取常用对数的20倍，即1mW的功率在600欧姆负载上所需的电压约是0.775V，所以我们选U0=0.775V作标准比较电压。功率绝对电平与电压绝对电平的关系：,高频通道中的几个重要概念,当Z=600欧姆时，,当Z=75欧姆时，,dB,dB,高频通道中的几个重要概念,当功率为10W的发信机时，装置的发信功率电平为多少dbm,电压电平为多少dbv?(发信机内阻为75欧姆）当发信电平下降了3dbm后，装置的发信功率下降为原来的多少倍？,高频通道的调试方法,1、检验周期：高频通道加工设备应每6年进行一次全部检验；2至3年进行一次部分检验。2、检验内容：带为部分检验时所做的项目。1、线路阻波器：1）外部检查；2）绝缘检查；3）阻塞阻抗特性ZG=F(f)检验。2、耦合电容器：1）绝缘及耐压试验；2）电容量测定；3）介损试验。,3、结合滤波器：1）外部检查；2）绝缘检查；3）避雷器检查；4）工作衰减特性bp=f(f)检验和输入阻抗特性Zr=f(f)5）回波损耗特性brt=f(f)检验。4、高频电缆：1）外观检查；2）绝缘检查；3）输入阻抗测量；4）特性阻抗测量；5）工作衰减测量。3、检验方法：,应配置的试验设备和器材,3.1线路阻波器检验：3.1.1阻波器外部检查a.外表有无破损与碰撞痕迹；b.检查阻波器的强流线圈和调谐元件的状态是否完好，它们之间的相互联接是否正确；c.强流线圈应无擦伤和碰撞痕迹，焊点有无虚焊，强流线圈是否干净；构架是否坚固；d.检查调谐元件、避雷器的紧固情况；调谐元件与强流线圈连接线是否接触良好；e.螺丝是否拧紧；f.避雷器固定是否牢靠；g.清除灰尘和污物。,3.1.2绝缘检查：a.用2500V摇表测调谐元件（电容）的绝缘电阻，要求：大于100M。摇测1分钟，代替耐压试验。绝缘电阻应无大的变化。b.避雷器绝缘及放电电压检查c.用2500伏摇表测试绝缘电阻，绝缘电阻应大于100M。d.带有串联间隙的金属氧化物避雷器，工频放电应试验五次；每次间隔不少于30秒，五次放电电压平均值应不超过避雷器合格证的上下限值；第一次放电电压与后四次的试验结果相差较大，则该次数据无效，应补做一次.,避雷器放电试验接线:,3.1.3阻塞性能测试方法3.1.3.1阻塞性能检查3.1.3.2阻波器在按装前必须进行阻塞性能试验。3.1.3.3阻塞性能测试可做阻塞电阻、阻塞阻抗及分流损耗的测量（其中的任一种）。,3.1.3.4阻塞性能安装前测试：a.安装前的验收测试完毕应做好测试资料的存档工作；b.阻波器吊装后和运行期间，例行检查或异常时的分析测试。可以在不拆下阻波器的条件下进行在线测试。c.吊装前测试应将阻波器置于离地及四周物体不小于1米远的位置d.测试引线尽可能地短，减少测试引线的影响；e.阻波器与周围金属物或金属材料之间至少应隔开一个直径的距离。3.1.3.5阻波器在线测试：a.在线测试时，测试线尽可能地短，一般不应大于15米，应采用单芯带屏蔽的电缆；b.二根测试引线应尽量分开，避免测试线引起的误差。,由于15米测试引线的电容将引起测试较大的误差，尤其是高频率时（350kHz）建议采用有长引线补偿功能的仪表。c.测量时应解开阻波器与线路的连接线，阻波器另一端与线路的连接点可靠接地。d.测试时振荡器输出内阻选平衡方式，选频电平表带宽选择1.74kHz，输入内阻选高阻。在线测试的误差:一般测试仪表的测试引线不要大于15米，由于测试引线的电容引起，频率在350kHz以上的测试值明显低于实际值，只要测试曲线平滑，测试值不低于450可认为合格。接地位置会给测试结果带来误差；测试仪表外壳地必须与接地线可靠连接。3136阻抗特性Zr=f(f)检验：振荡器输出阻抗置于O档，输出电平10dB，；f：工作频带内。电平表置于高阻档，p2、p1采用不平衡档测量。,电压表法：,（）,（）,电平表法：,R:去谐电阻，目的是为减少谐波对测量结果的影响。,要求单频阻波器大于800时的阻塞频带应满足（在f0）,宽频阻波器不小于570。,单频阻波器：,宽频阻波器：,3.2耦合电容器检验：由高压试验人员进行试验，应掌握下列数据：1）电容量；不应超过厂家标称的10%。2）介损：20C时，不大于0.4%,如超出11.5%，应退出运行。3）绝缘电阻：在干燥情况下，不低于1000M。3.3结合滤波器检验：1）外部检查：各元件(电感器、电容器、变量器)是否完整，连接是否正确；螺丝是否拧紧，焊点是否可靠；外壳不应有渗水、漏水现象，不应生锈；避雷器固定应牢固。2）绝缘检查：电感及一、二次相联；,接地点断开；电容器短接；用1000V摇表测量线圈对地（外壳）绝缘电阻，应大于100M；二次侧连接线，用1000V摇表测绝缘电阻，应大于100M。在绝缘电阻合格后，进行1000V交流1分钟耐压试验（或用2500V摇表代替）。3）避雷器检查：可用2500V摇表进行测试。放电时，电压表指示值不再上升。4）工作衰耗特性bp=f(f)检验和输入阻抗特性Zr=f(f)：,E=10dB，输出阻抗置于O档；f：工作频带内。电平表置于高阻档，p2采用平衡档测量；p3、p4、p1采用不平衡档测量。bp=p1-p4+10lgR2/4R0(dB)要求：单频:不大于1.3dB；宽频：不大于2.0dB。,要求：单频:误差不大于20%；宽频：误差不大于25%。5）回波损耗特性brt=f(f)检验：,(),测量：E=10dB，输出阻抗置于O；f：工作频带内。K断开时，电平值为p1；K合上时，电平值为p2。brt=p1-p2(dB)要求：单频：不小于20dB；宽频：不小于12dB。误差；1dB3.4高频电缆检验：1）外观检查：铅包及铠装是否良好；铜芯有无损伤；连接处是否牢固可靠。2）绝缘检查：,用1000V摇表测高频电缆芯与屏蔽层之间的绝缘电阻，应大于100M；绝缘电阻合格后，再进行2000V、1分钟的交流耐压试验。3）输入阻抗测量：,E=10dB，输出阻抗置于O；f:f0。电平表置于高阻档，p2采用平衡档测量；p3、p1采用不平衡档测量。,（）,要求：误差不大于10%。4）特性阻抗测量：E=10dB，输出阻抗置于O档；f:f0。电平表置于高阻档，p2采用平衡档测量；p3、p1采用不平衡档测量。K合上，测得短路阻抗：,K断开，测得开路阻抗：,故特性阻抗：,（）,（）,要求：误差不大于10%。5）工作衰耗测量：,E=10dB，输出阻抗置于O；f:f0。电平表置于高阻档，p1、p3、p4采用不平衡档测量。bw=p1-p4-20lg2=p1-p4-6(dB),（）,3.5单侧通道测试：1）工作衰耗bw和输入阻抗：,E=10dB，输出阻抗置于O档；f：工作频带内。电平表置于高阻档，p1、p3、p4采用不平衡档测量；p2采用平衡档测量。,3.6高频通道总衰耗和输入阻抗测试：1）工作衰减bw和输入阻抗：E=25dB，输出阻抗置于O；f:f0。电平表置于高阻档，p1、p3、p4采用不平衡档测量；p2采用平衡档测量。,(db),（）,要求：为高频电缆和结合滤波器工作衰减之和.,2）传输衰耗bt:电平表置于高阻档，p1采用不平衡档测量；p2采用平衡档测量。,(db),（）,要求：两侧差别不大于3dB。,高频收发信机装置调试,高频收发信机装置调试,1）发信功率和发信显示的测试将背板置在负载位置，短接发信端子，使装置发信2）收信启动电平和收信显示测试将背板置在通道位置，退出收信衰耗，高频震荡器，电平表（均调置在工作频率）。调整振荡器信号的大小，使装置的“收信起动”灯亮，读取收信灯亮时电平表的数值，应为-5dB-4dB,高频收发信机装置调试,单接点方式：保护中有完整的启动、停信（包括位置停信、其它保护停信）、远方启动、每日交换信号操作的逻辑，收发信机只受保护控制，传送信号。此种方式收发信机的远方启动应退出。双接点方式,高频通道对调,发信电平测量收信电平测量通道收信裕度测量3dB告警电平测量线路保护带通道联调试验,发信电平测量,在高频通道的入口处，用选频表的“高阻”档测量发信电平.发信电平应满足30dB发信电平34dB接入通道测试值与接入75电阻测试值差值2dB,收信电平测量,本侧收发信机高频通道的入口处，用选频表的“高阻”档测量对侧发信电平.收发信机通道入口电平应满足10dB收信电平21dB对于通道入口处收信电平大于21dB的，必须在通道上串接衰耗器,通道收信裕度测量,高频通道中的衰耗器置0，两侧轮流由一侧发信，另一侧收信。逐步投入高频通道中的衰耗器，一次增加1dB，直到收信输出动作信号返回，这时退出1dB，收信输出重新发动作信号.通道裕度应满足13dB收信裕度16dB,3dB告警电平测量,本侧远方启动发信，在前5s之内，将高频通道中的衰耗值置为4dB时，“3dB告警”灯亮；而当高频通道中的衰耗值置为3dB时，“3dB告警”灯应灭。,高频保护带通道联调试验,投入线路两侧保护屏上的高频保护压板,，其它保护退出，合上线路两侧开关.收发信机置“本机负载”位置，模拟单相及相间故障，方向正向，使高频保护可靠动作.将收发信机置“通道”位置，模拟单相及相间故障故障，高频保护应可靠不动作.收发信机置“本机负载”位置,模拟单相及相间故障，方向反向，使高频保护可靠不动作.断开对侧线路开关，将收发信机置“通道”位置,模拟单相及相间故障，方向正向，使高频保护可靠动作.,高频收发信机装置常见的问题,抗干扰性能较差直流电源容易损坏在短线路上当收讯电平较高时，会产生倒灌现象，使直流功率输出增大，过负荷保护动作。造成功放无直流电源而不发讯，导致区外故障误动；收信的输出有时出现错误的缺口调试较复杂现场变频率困难等等,本节小结,高频通道各个元件的调试步骤及方法高频通道对调的项目及数据分析,光纤通道的特点,光纤通信容量大传输中不受电磁干扰的影响明确提出应积极推广使用光纤通道作为纵联保护的通道方式可构成分相纵联电流差动保护、分相纵联距离、方向保护等,光纤及光缆的结构,光纤由纤芯、包层、涂覆层和套塑四部分组成纤芯由高纯度的二氧化硅组成，用于传送光的信号。包层由掺有杂质的二氧化硅组成，其光的折射率比纤芯的折射率低，使光信号能在纤芯中产生全反射传输。涂覆层及套塑用以加强光纤的机械强度。,光纤及光缆的结构,光缆由多根纤芯绞制而成。为了加强机械强度，在缆中用多股钢丝充任加固件。光缆的敷设有下述几种：埋地式；缠绕式；悬挂式；复合地线式光缆OPGW外层的金属保护层作为输电线路的架空地线，内层是绞制的光纤。,光纤的种类,多模光纤（MM）、单模光纤（SM）单模纤芯直径比多模纤芯直径小得多衰耗值与光纤类型、传输的光信号的波长有关,光纤通道组成及测试,OPGW,光配线架及法兰盘,光端盒,光纤接口类型,FC-ST,FC-FC,专用光纤连接方式,PCM复用光纤连接方式,电流差动保护几个数据,光纤类型：单模；光波长：1310nm(1550nm可选)；光接收灵敏度：-38dBm；发送电平：-8dBm；光纤连接器类型：FC型(SC型可选)；专用通道的最大传输距离：40km(4060，60120km可选，定货时注明)。,光纤接口：,注：使用光功率表测光功率、使用误码仪等。,光纤通道测试项目,光功率测试光衰耗测试光接收灵敏度测试光接收裕度测试联动试验,应配置的试验设备和器材,光源光衰耗光功率误码仪尾纤光万用表,光设备仪器的要求,完成光纤通道测试工作（不包括通道传输延时测试）至少需要以下设备：稳定光源LD，波长1310/1550nm，输出功率不小于-7dBm光功率计InGaAs，波长1310/1550nm，测试范围-50dBm0dBm光可变衰耗器060dBFC或ST适配器，单模光纤跳线两根等。,光纤通道参数测试要求,专用光纤通道调试应测试以下参数：本侧光端机发送功率应符合厂家技术指标，一般发送功率-10dBm；本侧接收灵敏度用稳定光源串接衰耗器的方法实测，该值应符合符合厂家技术指标，一般灵敏度-40dBm。收对侧光信号功率电平,光纤通道参数测试要求,结合两侧测试数据，计算：通道实测衰耗=对侧发信电平-本侧收信电平，该值应与下式计算值基本一致：计算衰耗（dBm）=0.3线路公里数+1.0连接头个数+0.3熔接点个数本侧收信裕度=收对侧信号-本侧接收灵敏度，该值不宜小于6dBm。通道单向传输延时（可在通信部门的帮助下完成）应满足厂家技术规范要求，一般15ms,光功率测试,两侧分别在保护的光发送口（在保护装置的光发送插件背板处旋开尾纤，在尾纤插座上插入光功率计）测量发送功率，应满足制造厂家说明书的要求；将接收端尾纤插头插入光功率计测量接收功率，应不小于光接收灵敏度与裕度之和。,光衰耗测试,本侧发送功率与对侧的接收功率差即光通道的衰耗，两个方向的光衰耗之差应小于23dBm。,光接收裕度测试,在光接收尾纤与光接收口之间串入可变光衰耗器，逐步投入光衰耗，当装置发“通道异常”报警时，退出报警前一步投入的光衰耗,此时的光衰耗数，即为通道裕度，应不小于6dBm。注:通道裕度等于光接收功率与光接收灵敏度的差值.,光接收灵敏度测试,在光接收尾纤与光接收口之间串入可变光衰耗器，逐步投入光衰耗，当装置发“通道异常”报警时，退出报警前一步投入的光衰耗，然后，用光功率计测量光接收口的光功率，即为光接收灵敏度。,联动试验,CT系数校验,采样校验。主保护功能试验：本侧断路器在合闸位置，对侧断路器在断开位置，本侧模拟单相故障，则本侧差动保护动作跳开本侧断路器。两侧断路器在合闸位置，一侧模拟相