载波机培训教材6.16.doc

国网运行有限公司培训教材 第十一分册 换流站通讯系统 第一部分 ETL500ETL500 载波系统载波系统 目目 录录 第一章第一章 ETL500ETL500 载波机简介载波机简介 2 1 电力线载波通信具有以下优点 2 2 载波通信系统的构成与工作原理 2 3 各组成部分的功能 3 第二章第二章 设备结构设备结构 4 1 ETL500 载波机基本部分 4 2 板卡及其基本功能介绍 6 3 载波机面板告警定义 26 第三章第三章 ETL500ETL500 载波机的典型应用载波机的典型应用 27 3 1 葛南直流载波系统 28 3 2 万龙 II 线载波系统 32 3 3 龙奉 II 线 500KV 交流载波系统 34 第四章第四章 ETL500ETL500 载波机例行检修和试验载波机例行检修和试验 37 4 1 检修项目周期及工期 37 4 2 检修方法及工艺 38 第五章第五章 载波设备日常巡检及常见故障处理载波设备日常巡检及常见故障处理 44 1 日常巡检项目 44 2 载波设备常见故障处理 45 第一章 ETL500 载波机简介 在大力发展光纤电力介入通信网的今天 载波通信依然是应用最为普遍的电力通信方 式 全世界几乎所有国家都使用电力线载波在高压电力线上传输信息 电力线在 40 500KHz 频率范围内传输信号的衰耗较低 是一种理想的中长距离 20 500km 的传输介质 在 80KHz 附近或以下的频率范围内 无中继电力线载波的最长距离可达到 800Km 其他通 信方式 电缆 金属 光纤或微波等 如果不设中继器或中继站是无法达到的 1 1 电力线载波通信具有以下优点 电力线载波通信具有以下优点 1 波通信利用电力线 不需另外架设通信电缆 建造费用低 2 通道运行不受断路器 隔离刀闸的操作影响 3 线路衰耗较低 在正常天气情况下相对比较稳定 长期噪声电平不高 2 载波通信系统的构成与工作原理载波通信系统的构成与工作原理 载波通信系统主要由载波机 高频电缆 结合滤波器 耦合电容器 高频阻波器 电 力线组成 开通载波复用通道有两种耦合方式 相相耦合与相地耦合 最常用的耦合方式 为相相耦合 图 1 为采用相相耦合的交流载波原理图 载波机将接收到的话音和远动信号通过频率变换 经过高频电缆 结合滤波器和耦合 电容器将信号送到电力线路上 经过线路的传输 信号到达收信端 在收信端 信号经过 耦合电容器 结合滤波器 高频电缆进入载波机 在载波机中进行频率反变换 这样被还 原的信号经音频电缆送到话音和远动信号的接收装置 实现了信息的传输 CDCDCDCD L T L T L T L T L T L T BTBT CVTCVTCVTCVT 载波 机 载波 机 图 1 载波原理图 BT 联络变压器 CD 结合滤波器 CVT 电容式电压互感器 LT 高频阻波器 3 3 各组成部分的功能 各组成部分的功能 高频阻波器 阻止高频信号进入变电所 发电厂 耦合电容器 阻止工频电流进入载波设备 结合滤波器 与耦合电容器一起构成高频带通滤波器 接地开关 检修结合加工设备中除了它之外的部分设备时为保证人身设备安全 将 耦合电容器低压端子接地之用 高频电缆 将载波终端设备与结合滤波器连接在一起 根据输出功率的不同 ABB ETL500 系列载波机有三种机型 1 ETL505 5W 单路载波机 2 ETL540 40W 载波机 ETL541 就是 40W 单路载波机 ETL542 就是 40W 双路载波机 3 ETL580 80W 载波机 ETL581 就是 80W 单路载波机 ETL582 就是 80W 双路载波机 在大多数情况下 40W 的功率可以保证必要的传输质量 恶劣运行的条件下 线路的衰 耗很大 噪声电平很高 这时可以再并联一台功率放大器 使功率增加到 80W 两台功率 放大器分别由独立的电源供电 再通过高频差接网络耦合到线路上 就形成了双功放结构 对于衰耗小 噪声低的线路 也可使用小型的 5W 功率的载波机 输出功率指载波机外线端的输出功率 功放的实际输出功率还要大 三种载波机都可以按单路 4KHz 带宽方式工作 其中 40W 和 80W 载波机可以设置成两 路各 4KHz 带宽的双路机 40W 和 80W 载波机还可以设置为单路 8KHz 带宽 第二章 设备结构 1 ETL5001 ETL500 载波机基本部分 载波机基本部分 1 1 ETL540 580 载波机不包括接口模块在内的基本部分是 1 直流变换器 B4LE 2 中心处理器 P4LQ DSP 模块 3 收信滤波器 P4LR 4 直流电源盘 B5LA 或 B5LC 5 发信滤波器 E5LA 或 E5LB 6 高频差接网络 P3LB 或 P3DA P3LB 只适用于采用 P4LR 的情况 7 高频汇集器 P3LC 或 P3LD P3LD 只用于 ETL580 载波机 8 功率放大器 P1LA 1 2 ETL505 载波机不包括几口模块在内的基本部分是 1 直流变换器 B4LE 2 中心处理器 P4LQ DSP 模块 3 线路放大器 高频发信和高频收信滤波器 P4LS 4 线路接口板 G1DA 1 3 ETL540 580 载波机板卡配置图 8 8 5 图 2 ETL540 580 载波机板卡配置图 1 4 ETL505 载波机板卡配置图 7 139 10 139 11 5 6 9R 1 or 2 6R 5R 1 or 2 or 3 6R 1 or 2 or 3 6R 1 or 2 or 3 6R5R 4 6R3R 1 or 2 or 3 6R5R 1 or 2 6R 1 or 2 or 3 6R1 12 8R 6 9R 1 or 2 6R 5R 1 or 2 or 3 6R 1 or 2 or 3 6R 1 or 2 or 3 6R5R 4 6R3R 1 or 2 6R6R 14 15 20R 5 15 图 3 ETL505 载波机板卡配置图 1 5 图中符号说明 1 电话和远动的音频接口模块 O4LE 2 NSD550 远方保护接口模块 G4AI 3 NSK5 移频键控 FSK 调制解调器 G4AK 4 数字信号处理 DSP 模块 P4LQ 或称中心处理模块 5 告警继电器模块 R1BC 6 直流变换器 B4LE 7 通路机层 P7LC 8 40W 功率放大器 P1LA 9 发信滤波器 E5LA 或 E5LB 10 高频汇集器 P3LC 或 P3LD 11 高频差接网络 P3LB 或 P3DA 测试用假负载 P3LK 12 收信滤波器 P4LR 13 电源盘 B5LA 或 B5LC 14 ETL505 的 5W 功率放大器 包括发信和收信滤波器 P4LS 15 ETL505 的线路接口模块 G1DA 2 板卡及其基本功能介绍板卡及其基本功能介绍 ABB ETL500 系列载波机组成分为必选组件和选用组件 其中基本部分为必选组件 2 12 1 必选组件必选组件 2 1 12 1 1 中心处理器中心处理器 P4LQP4LQ P4LQ 只 ETL500 载波机的心脏 具有以下主要功能 在发信接收两个方向将音频 AF 转换为载频 RF 又将载频转换为音频 监视载波机的全部硬件和软件 两个方向的导频通路具有以下功能 嵌入式公务通路 EOC 的信令 两个通道具有相互独立的 E 和 M 信令 两个通道具有相互独立的自动增益控制 AGC 电路 频率同步 监视接收导频的信号质量 提供 NSD550 的监频信号 自动测量两个方向通路的频率响应 并从各自的一端对均衡滤波器进行计算 可以直接或通过调制解调器电路 将微机与载波机连接 输入设置值和监视设备的运 行状况 复用 NSD550 远方保护时进行信号处理 ETL550 TDM 总线的控制器 带有系统 机柜告警 硬件告警和电路告警的带转换接点的告警继电器 全部功能都由 3 个 DSP 电路及其有关的外围电路来实现 这些电路包括模数转换器 ADC 数模转换器 DAC 缓冲器 驱动器 通用异步收发信机 UART 监视狗 RAM Falsh EPROM 时钟信号发生器和12V 监视电路等 音频转换为高频或高频变换为音频的过程完全是数字化处理的 不需要模拟滤波器 调制和解调设备 所以具有极高的热稳定性 这项技术被称作直接数字合成 DDS Direct Digital Synthesis 2 1 22 1 2 直流变换器直流变换器 B4LEB4LE 直流变换器 B4LE 将直流 48V 变换为通路机层中各模块所需的12V 和5V 电源的 容量可以满足 2 路通道设备 双路机 的需要 PLQ 模块监视12V 电压是否过高或过低 B4LE 装在 P7LC 机层的最左边 外面有一块与模块不连接的假面板 B4LE 设置有以下保护措施 启动电流限制器 输入端装有 6 3A 慢熔熔丝 过载和空载保护 温度过高保护 电源极性接反保护 用熔丝 输出端过压保护 2 1 32 1 3 40W40W 功率放大器功率放大器 P1LAP1LA 40W 功率放大器 P1LA 安装在功率机层 P7LA 的背面 功率放大器输入端的载频信号通 过前置放大器进入驱动电路 电流和电压的综合负反馈使放大器的线性失真降低 输出阻 抗稳定 驱动电路为输出放大级提供正常工作所需的低压信号源阻抗 功率放大器的输出 信号在输出变量器中汇集 进入大功率发信滤波器 E5LA 或 E5LB 2 1 42 1 4 高频汇集器高频汇集器 P3LCP3LC 或或 P3LDP3LD 高频汇集器 P3LC 或 P3LD 只用于 80W 载波机 汇集器的用途是将两台 40W 功率放大器 的输出功率组合为 80W 的输出功率 它由汇集变量器和发信告警电路组成 装在 P7LA 功率 机层的高频差接网络的位置 P3LD 用于 100KHz 以下频带 P3LD 用于 100KHz 至 500KHz 频带 2 1 52 1 5 高频差接网络高频差接网络 P3LBP3LB 高频差接网络用于将本机的发信和收信电路隔离 适用于线路衰耗过大 特别是发信 频带和收信频带紧邻的情况 由于差接网络的跨越衰耗过大 发信输出的交调产物在收信 输入端大大降低 差接网络主要由变量器和调协电路组成 调协电路模拟线路的阻抗 差 接网罗变量器的变比很高 可以使功率放大器输出到线路的介质衰耗很小 改变跳线焊接 的位置 可将输出阻抗设置为 75或 125 高频差接网络设备设有发信告警的 LED 指示灯 调整接受电平的电位器和测量发信信 号电平的经过 40dB 衰耗的测试孔 P3LB 要和附加的收信滤波器 P4LR 一起使用 2 1 62 1 6 收信滤波器收信滤波器 P4LRP4LR 收信滤波器主要用来抑制本机和并机发信输出信号 外线端接收的信号经过高频差接网络的输入电位器进入 P4LR 的输入端 B4 和 B6 输入 端的衰耗电路可以使输入阻抗不受电位器调节的影响 保持 以满足其后收信滤波器电路 的要求 同时可以补偿收信滤波器的频率衰耗特性 收信带通滤波器提供输入选择性 主 要用于抑制并联载波机的发信信号 在现场用调谐适配器 P4LM 就可以对它进行调整 收信滤波器由 3 部分组成 T 形衰耗器 3 级调谐组成的滤波器和终接阻抗输出电路 衰耗器设有 7 个不同的衰耗电路 频率范围为 24 至 500KHz 带宽为 4KHz 和 8KHz 衰耗器和输入电路的终端阻抗与通道的频率安排有关 收信滤波器 4 8KHZz 可在 40 500KHz 频率范围内设置 在 24 36KHz 频率范围内 时 需加装电容器 收信滤波器的三部分 衰耗电路器 滤波电路器和终接阻抗 是通过背板上的端子 AC 4 和 C27 A27 互相连接的 从而将收信滤波器和设备的其他电路隔离 通过输入端 A2 C4 和 C27 开关 S1 和收信调谐适配器 P4LM 可以对收信滤波器各部分电路分别调整 放大器具有很高的噪声抑制能力 它将滤波后的接收信号放大后送入 P4LQ 模块的数 字处理器去 放大器的增益可以精确调整 使所有带宽为 4KHz 和 8KHz 的滤波器衰耗为 0dB1 5d 2 1 72 1 7 电源模块电源模块 B5LAB5LA 和和 B5LCB5LC 供电电源为 48V 直流时 用 B5LA 电源模块 供电电源为 230V 或 115V 时 用 B5LC 电 源模块 模块内装有滤波器 以抑制纹波和冲击电压 还有电磁开关和测量输入电压和直 流 48V 输出电压的测试孔 输入电源的技术数据为 直流电源 用 B5LA 48VDC 20 15 纹波5 峰峰值 交流电源 用 B5LC 115 230V 10 15 50 60Hz5 在设备接上电源前 请确认 B5LC 已经设置到正确的 230 或 115AC 的输入电压 2 1 82 1 8 5W5W 功率放大器功率放大器 P4LSP4LS 和线路接口板和线路接口板 G1DAG1DA P4LS 是一块 5W 功率的收发信模块 其设计完全符合 IEC 对电力线载波机的传输和 保护系统的要求 P4LS 的一端与线路接口 G1DA 连接 另一端与中心处理器 P4LQ 连接 它装在 P7LC 通路机层中 由直流变换器 B4LE 供电 P4LS 模块已经内置了调谐和测试电路 所以调整 时不需要外加调谐适配器 功能说明 通过 P4LS 模块面板上的电位器 可以调整发信输出功率的告警门限值 出现以下情况 时 面板上 Tx ALARM LED 会略带延时点亮 1 功率低于发信告警门限值 2 功率放大器过载 在面板的测试孔上可以测得经过 40dB 衰耗的载频外线电平 发信滤波器由电感器和 P4LS 模块机盒内小格里的电容器组成 调整滤波器时要使用 MMI500 软件 在面板上调整线圈的磁心以改变其电感量 高频收信滤波器输入端的衰耗用来降低收信滤波器的输入电平 衰耗值由跳线设置 决 定于同一条 75电缆上并联载波机的台数 调整高频收信滤波器频率所需的元件都在模块上 由跳线设置 调整滤波器要用 MMI500 软件 并调整印制板上的电感磁心或电位器 线路接口 G1DA 装在 P7LC 机层的背面 用于高频外线端的阻抗匹配 G1DA 内的变量器 将外线和载波机隔离 需要时 可以用跳线将高频电缆接地 2 2 选用组件选用组件 2 2 12 2 1 音频接口模块音频接口模块 O4LEO4LE 音频接口模块 O4LE 支持以下应用方式 1 电话 ETL500 载波机的每一路都可以接入一路电话 带宽可以设置到 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 3 2 或 3 4KHz 在 ETL500 的传输线路中 电话信号的标 称电平为 0dBm0 权重 1 为防止在输入电话信号的电平过高时载频信号饱和 电话信 号在 ETL 机内的最高电平被限制为 3 dBm0 以下分别说明电话通路的几种工作方式 a 点对点热线电话 直通电话 ETL500 ETL500 a ba b 图 4 点对点热线电话 这种方式可以在两台电话机之间建立直通电路 一端摘机 另一端电话立即振铃 直 到对端拿起电话为止 电话的输入电平和输出电平以及振铃的频率都可以设置 在有噪声 的电路上 可以用压缩扩张器将信噪比最多提升 10dB 直通 电话 O4LEO4LE 直通 电话 在热线电话空闲时 两端都不摘机 公务电话可以使用电话通路 虽然如此 在任 何情况下 直通电话优先于公务电话 b 远程电话 在这种方式里 ETL 插入到用户电话机和交换机之间 如图所示 这种方式一般也称 为 小号 方式 O4LE 模块的运行方式在接电话机的一侧设置为 远程电话用户 在接 交换机一侧设置为 PAX2 线 电话机侧和交换机侧的输入和输出方式的电话电平以及电 话机侧的振铃频率都可以设置 并可使用双频多音 DTMF 和脉冲拨号两种信令方式 ETL500 ETL500 a ba b 图 5 2 线远程电话 如果交换机可以用 4 线 E M 方式连接远程电话用户 交换机侧的 O4LE 模块应设置为 4 线 工作方式 见图 6 在这种方式中只有一端为 2 线电路 可以减少一只音频差 接网络 使音频回授降低 因此 它优于图 5 的方式 ETL500ETL500 a b4 线 E M 图 6 4 线远程电话用户 对于交换机的这两种接法 为了提高信噪比 可以将压缩扩张器投入运行 用户电路 空闲时 此通路可以由公务电话使用 但在任何情况下 用户电话优先于公务电话 c 4 线 E M 信令的交换机连接 ETL500 ETL500 本地 转接本地 转接 E ME M 4 线4 线 图 7 4 线 E M 信令的交换机连接 在这种方式离 ETL 电路插入到两侧交换机之间的 4 线中继电路中 如图 7 所示 信令通过 E 线和 M 线传送 为了提高有噪声线路上的信噪比 可以将压缩扩张器接入 远程 电话 O4LEO4LE 交 换 机 交 换 机 交 换 机 O4LEO4LE 远程 电话 O4LEO4LE 交换 机 压缩扩张器可以经常接入 也可由交换机的 本地 转接 端控制接入 如果线路上的噪声 电平太高 电话通路可能被中断或严重失真 这时 一个电器隔离的继电器转换接点会将 交换机闭锁 E M 信令不能工作 电话信号也被抑制 E 线 M 线和 本地 转接 都可以 独立地倒相 这些信号都是电气隔离的 交换机只需要用继电器的空接点就可以控制 M 线 和 本地 转接 输入端 因为 O4LE 内部能提供控制电源 在交换机中继线空闲时 电话通路可以由公务电话使用 但在任何情况下 中继线优 先于公务电话 通过 E 线 M 线的动作状态可以确定中继线是否空闲 这两条线只要有一 条在动作状态 中继线就被占用 d 带 E M 信令和差接网络控制的 2 4 线交换机 ETL500ETL500 本地 转接本地 转接 E ME M 44 22 图 8 带 E M 信令和差接网络控制的 2 4 线交换机 在这种方式中 既有 4 线电路又有 2 线电路 交换机格局 O4LE 模块的 本地 接入 端的控制信号 选择采用 4 线还是 2 线方式 一些早期的交换机如果需要用 4 线作中转 用 2 线接本地电话时 就会有这样的要求 但是注意 2 线的收信支路不受 本地 转接 端控制 一直在连通状态 所以 在交换机 2 线端子上总是能收到话音和命令信号 电路 占线时 E 线和 M 线都动作 压缩扩张器的投入可以由 本地 转接 端控制 因为压缩扩 张器只用在本地 2 线电话机电路里 而不用于 4 线转接站 e E M 信令 如果要将第一条 ETL 电路的音频信号通过远动转发到第 2 条 ETL 电路 就称为 转接 方式 如果电话信号也这样转接 就需要转发 E M 信令 为此 转接站的载波机必须设置 成这种方式 f 公务电话 公务电话在以上各种电话方式中都可以使用 但那些电话的工作方式都优先于公务电 话 使用公务电话时 要将电话机插在 O4LE 面板的插座里 一端拿起受送话器 对端 交 换 机 O4LE 交 换 机 O4LE O4LE 盘里的蜂鸣器就会发出间歇蜂鸣声 如对端话机也插在面板插座里 话机会同时间歇 振铃 对端拿起送受话器 振铃停止 公务电话的输入输出电平和振铃频率都可以设置 在公务电话里压缩扩张器始终工作 即使线路噪声电平很高 公务电话信号也不被闭锁 这是它和其他电话工作方式的不同之处 2 2 远动远动 a 端口 载波机提供 3 个电气隔离的远动口 F2 AF3 和 AF4 如果不用 4 线电话 第 4 个远动端 口 AF1 也可以用于远动用途 每个远动通路都有一个输入口和一个输出口 阻抗为 600 频率范围为 300 至 4000Hz 这个频段里的信号可以透明地在电路中传送 线路噪 声很高时 各输出口的信号可以分别地被闭锁 双路载波机中 各端口可以分别连接两路 中的任一路 每个端口都可以设置成 可中断 或 不可中断 方式 在 可中断 方式 中 电路传送远方保护命令信号时 加在输入口的信号将被闭锁 这种方式可以使远方保 护命令信号在传送时可以获得更多的功率 在 不可中断 方式里 电路传送远方保护命 令信号时 加在输入口的信号不被闭锁 如果在电路传送远方保护命令信号时 远动信号 不允许短时间中断 一般小于 100ms 就必须采用 不可中断 方式 在这种方式里 远 方保护命令的传送功率比前一种要相应减少 b 转接滤波器 对远动输入端信号的频率范围有以下要求 各频段都应在 300 至 4000Hz 范围内 各频段不能重叠 各频段都不能和导频重叠 如果电路里用了电话 各频段不能和电话频段重叠 如复用的 NSD550 使用它本身的监频信号 各频段不能和 NSD550 的监频信号频段重叠 为保证远动输入端的信号不违反以上要求 可以在远动的输入或输出口加接带通滤波 器 称为 转接滤波器 这种转接滤波器的频率特性种类很多 有的为降低群时延失真而 用了均衡器 如电路里使用了电话 最多可以接 2 个转接滤波器 如电路里未使用电话 最多可以接 4 个转接滤波器 第 1 条 ETL 电路信号通过远动端口转送到第 2 条电炉的工作方式称为 转接方式 这时 第 1 条电路的导频信号不能传送到第 2 条电路 因为 要进行自动增益控制 每条电路必须有独立的导频信号而和其他电路无关 当只需要传输所需的数据信号 又要 抑制导频信号时 就必须使用转接滤波器 但还需要作以下的连接 对于带外信令 应连接两台载波机的 E 线和 M 线 为了数据管理 两台载波机的串行口 COM1 应通过空调制解调器 NULL MODEM 连 接 导频通路里携带的信息仍可以传送到第 2 条电路 转接滤波器有几种可能的接法 接在两台载波机的音频输出端 接在两台载波机的音频输入端 接在两台载波机的音频输入和输出端 第一种接法是标准接法 如果由于某些原因不能用这种接法 或必须抑制连接两台载 波 机的音频线上的噪声 可以选用第 2 种或第 3 种接法 注意 各种转接滤波器都有群时延 失真 它们的入会增加接电路的总群时延失真 每个信号的输入端都有可编程的衰耗器和放大器 通过对它们的调整能使输入信号的 电平适应 ETL500 的机内电平要求 信号输出也有这种衰耗器和放大器 能将电平调整到所 需的电平 c 外接远方保护 AF4 可以设置为远方保护口 与机外远方保护信号设备 NSD550 连接 在线路噪声高时 ETL500 不抑制对端发来的外接远方保护信号 可以在该输入端介入外部电平提升的控制信 号 入有需要 控制线的极性可以倒换 如果该输入端有控制输入 从 AF4 端口输入的信 号电平最高可以提升 8dB 在外接信号电平提升时 所有可中断的输入信号都被切断 如 果不激活机外电平提升输入端 不论输入端的状态怎样 电平都不被提升 那些信号也不 被切断 机内的 NSD550 远方保护设备的电平提升要优先于机外设备的电平提升 ETL500 的一路最多只能连接一台机外远方保护信号设备 第 1 路的机外远方保护信号的电平提升 要优先于第 2 路机外远方保护信号的电平提升 2 2 22 2 2 NSK5NSK5 调制解体器模块调制解体器模块 G4AKG4AK G4AK 模块可以直接插入到通路机层 P7LC 中 这样可以不用单独的机架和电源盘 从 而节约建立远动系统的费用 G4AK 模块具有以下特点 G4AK 是可以全编程的 VFT 通道发模块 带有双列直插式 DIL 开关 可以进行波特率 发信接收频率和电平的设置 可以设置为符合 ITU T 建议的 R 35 R 37 R 38A 和 R 38B 的通路参数和波特率 为 了更好地使用音频工作频带 可以按每步 120Hz 设置 50 100 200 300 和 600Bd 的 通道速率 G4AK 可以和以前的调制解调器 NSK3 NSK4 NSK23 和 NSK35 一起工作 在 ETL500 的音频频带里最多可以安排 3 条 600Bd 通道 在 2000Hz 电话频带以上 或在几条较低频率的数据通道以上 可以安排一条 1200Bd 的通道 在 ETL500 的音频频带里可以按 ITU T V 23 安排一条 1200Bd 通道 在 ETL500 的音频频带里可以安排一条 2400Bd 通道 模块中设有同步和数据再生电路 以降低等时失真 串行数据口符合 ITU T V 24 V 28 和 V 10 可以在面版上连接进行测试 调制解调器与 ETL 载波机是直流隔离的 G4AK 的测试功能 通过面版上的按键或通过数据终端设备对串行数据口施加相应的控制信号 进行本地环 路测试 通过面版上的测试开关进行全通道的传输测试 以测试误码率 面版上为最重要的输入输出信号设有 LED 指示灯 采用 电话频带以上 1200Bd 或全频带 2400Bd 通路时 需要在 ETL 电路里进行群 时延均衡 这是通过激活相应通道 P4LQ 模块上的全通滤波器 allpass filter 实现的 用全通滤波器时 建议使 TEL 载波机内的均衡滤波器处于 只做幅度均衡 的方式 在两 条 ETL 电路串联工作时 需要使用 O4LE 模块内的专用低通滤波器 以补偿两条电路的群时 延总失真 在这两种情况下 必须停用 P4LQ 模块内的全通滤波器 2 2 32 2 3 高频端子板高频端子板 A9CSA9CS 使用高频端子板 A9CS 的情况有 使用标准的 75或 120不平衡电缆 使用变量差接器 A1AC 使用 3dB 衰耗器 A1AD 电气隔离的 150 或 50不平衡电缆使用阻抗变量器 A1AE 的情况 2 2 42 2 4 告警继电器模块告警继电器模块 R1BCR1BC R1BC 装在 ETL500 通路机层 P7LC 背面的 P1LC 背板上 模块内装有 8 个功率继电器 每 个继电器都可以通过 R1BC 上的跳线单独设置为以下三个告警 系统告警 告警 1 或告警 2 每个继电器有 1 副转换接点接往 3 个端子 因此可以将它们单独设置为告警时断开 NO 或 告警时接点闭合 NC 设备正常运行时 8 个继电器告警时均励磁吸合 告警时继电器释 放 通过 MMI500 对话框 R1BC 的告警继电器 可以设置上述的告警 1 和告警 2 每个告警 1 和告警 2 都可以接往 12 个告警源 其中 6 个 P4LQ 告警 系统告警 电路告警 硬件 告警 NSD550 告警 源自本端 还有相应的 6 个源自对端 如果几个告警源被选为告警 1 或告警 2 这几个告警就通过 或 逻辑合在一起形成告警 1 或告警 2 R1BC 上跳线的设置方法 N 为 1 至 8 之间的一个数字 继电器 N 设置为系统告警 跳线 CA N 插入 继电器 N 设置为告警 1 跳线 R1 N 插入 继电器 N 设置为告警 2 跳线 R2 N 插入 例如 要将本端和对端载波机的电路告警设置为告警时一幅接点闭合一幅接点断开 可以先在 MMI500 中选中标有 Alarm 1 Local equipment link alarm 和 A Alarm 1 Remote equipment link alarm 的 2 个选项框来设置告警 1 再在 R1BC 模块上插入 R1 5 和 R1 6 将继电器 5 和 6 设置为告警 1 电路告警时 本端和对端载波机端子排上 X5 的 2 3 端子的接点就会闭合 端子排 X6 的 1 2 端子间的接点就会断开 指示电路告警 告警电缆可以直接接到继电器模块的端子上 也可以接到机柜背面的端子排 X11 和 X12 上 该端子排通过 V9MR 电缆与告警模块连接 2 2 52 2 5 高频自环模块高频自环模块 P3LKP3LK 用 P3LK 代替 ETL540 580 的高频差接网络 P3LB 可以使载波机在外线端实现高频自环 插入 P3LK 后 发信机的发信频率自动变换成收信机的收信频率 收信支路里的均衡器 也被旁路短接 从而可以进行本地自环测试 2 2 62 2 6 发信调谐模块发信调谐模块 P3LLP3LL P3LL 可以用于调谐 ETL540 580 的高频发信滤波器 E5LA E5LB 或者用于调整高频差接 网络 P3LB 的匹配阻抗 2 2 72 2 7 收信调谐模块收信调谐模块 P4LMP4LM P4LM 可用于调谐 ETL540 580 的高频收信滤波器 P4LR 2 3 远方保护信号设备远方保护信号设备 NSD550 载波机最重要的功能就是为电力系统的继电保护装置执行保护功能 NSD550 是实现这 一功能的重要组件 2 3 12 3 1 工作原理工作原理 NSD550 由一个或多个 G4AI 接口模块组成 可以在 ETL500 载波机提供的 4kHz 或 8kHz 带宽的通路里工作 当载波机为双路时 应将它安排在第 1 路 NSD550 是专为 ETL500 电力载波机设计的选用接口设备 非常适合通过电力载波机在 电力线两端之间传输直接跳闸信号 允许跳闸信号和闭锁跳闸的命令信号 NSD550 一般采 用 ETL500 的导频作为监频信号 接收端连续地监视信号情况 如果信号质量达不到要求 如信噪比过低或接收电平过低 NSD550 就发出告警 它不适合于传送稳态信号 因为 它在电力线载波机的电话频带内传送信号 在传送命令信号时 它会中断电话通话 信号 的命令持续时间并不是一个严重的问题 如持续时间过长 缺省值为 10 秒 仅会使 NSD550 发出告警 表示载波机的导频信号 即 NSD550 的监频信号 已经消失 NSD550 发送命令时 导频或其自己的监频信号被切断 在 ETL500 的电话频带里传送 远跳信号 命令信号发送时 电路会短时间切断电力线载波的电话信号和被设置为 可中 断 的数据信号 将命令信号提升到最大的全部可用功率 由继电保护装置发来的启动判据先将电话通路切断 为发送命令信号作准备 如果命令信号的传送时间超过 10s 发送端会发出告警 并恢复电话和叠加的数据信 号的传送 在收信机判定监信号已经消失 并检测到一个有效的跳频频信号时 相应的输出端就 动作 如同时接收监频信号和跳频信号 或同时接收不到监频信号和跳频信号 接收端就 发出告警 在后一种情况下 设置为解除闭锁式的输出端会动作预定的时间 缺省值为 200ms 接收端的电话在有命令输出时一直中断 这样可以防止命令信号串入其他电话通 路 在电力线载波的的电话频带里 有 8 个预定的频率可以使用各种命令信号或其组合 非编码的命令信号使用单一频率 这样可以获得最佳信噪比和较短的传输时间 编码信号 在两个频率间变换 这样对电话和其音频的干扰可以有较高的安全性 由于利用载波机的导频连续监视未定状态下的远方保护通道 并利用电话频带传送跳 频信号 NSD550 不额外占用电力线载波的频带 2 3 2 2 3 2 NSD550NSD550 的工作方式的工作方式 1 个 G4AI 模块最多可以双向发送 4 个命令信号 A B C D NSD550 可以根据使用要求以两种方式传送命令信号 1 2 2 方式 2 个非编码命令 2 个编码命令 即 2 个允许跳闸命令和 2 个直接跳闸 命令 适用于双回线的冗余保护或单回线的双重保护 2 3 1 方式 3 个非编码命令 1 个编码命令 即 3 个允许跳闸命令和 1 个直接跳闸 命令 适用于三相线路的分相保护 不论哪种方式 直接跳闸命令都优先于允许跳闸命令 4 个命令可使用于双回线路的 保护和电抗器或断路器的失灵保护 2 3 3 2 3 3 G4AIG4AI 的设置 的设置 2 3 3 12 3 3 1 G4AIG4AI 的命令接口 的命令接口 一块远方接口模块 G4AI 包括 4 个配置光耦合器的输入电路 4 个配置场效应管的输出电路 即 固态输出 2 个带有转换接点的输出继电器 即 继电器输出 这些电路或继电器的功能分配都由用户接口软件 MMI500 进行设置 例如设置为命令输 入或启动输入 命令输出或告警输出 如果一个命令需要两个输出口 这两个口既可以在 一块接口模块上 也可以在两块接口模块上 增加继电器接口模块的数量 就可以得到更 多的输入输出端 本模块最重要的设计思想就是保证安全 例如 在印制板焊接面和元件两面都装有屏 蔽板 内部信号通过模块内的 C 型插头接往 TDM 总线 外部信号通过 F 型插头接往外部电 缆 所有输出端都不带电位 对地和对其他电路隔离 输入输出电路都配置有过电压和极性反接保护 2 3 3 22 3 3 2 命令发信输入命令发信输入 G4AI 的每个输入端可以设置为 Off 不使用 Tx Command A B C or D 发送命令 A B C 或 D Start 启动 输入电路的电源电压可以通过相应的跳线设置为 4 种电压范围 命令的正常启动电压 范围是直流 24 47V 48 109V 110 219V 和 220 250V 命令输入端所需工作电压的实际下限 即动作灵敏度约为所选电压范围下限的 75 例如 220 250V 范围的灵敏度约为 165V 命令的启动一般都需要外部提供启动电压 但是 G4AI 模块自己也能提供 24V 的直流电压 入需要 保护继电器只需要提供以个无电位的接 点即可启动命令的发信 输入电路的电流受到限制 不需要再采取其他防护措施 通过用户接口软件 MMI500 可以将每个输入端设置为多种功能中的一种 例如 输入 1 命令 A 输入 2 命令 C 输入 3 命令 D 输入 4 起动输入 输入信号通过 TDM 总线传送到中心处理器 P4LQ G4AI 模块的信号处理器可以检测到元 件故障 从而防止设备带故障工作 元件的故障通过面版上的告警 LED 现实 也传送的 P4LQ 模块 2 3 3 32 3 3 3 命令收信输出命令收信输出 G4AI 的每个输出端都可以设置为 Off 不使用 Rx Command A B C or D 接收命令 A B C 或 D Unblocking 解除闭锁 输入信号完全消失 Rx guard 接收监频信号 Ack Tx Command A B C OR D 发送命令 A B C 或 D NSD Alarm NSD 告警 NSD link alarm NSD 链路告警 NSD hardware alarm NSD 硬件告警 ETL system alarm ETL 系统告警 ETL warning ETL 的告警 G4AI alarm G4AI 模块告警 2 3 42 3 4 NSD550NSD550 的应用的应用 2 3 4 12 3 4 1 允许跳闸式允许跳闸式 允许跳闸式式使用得最普遍的线路保护方式 由于有双向发送信号的远方保护通道 线路两端的保护装置可以快速清楚全线范围内的故障 在允许式中 NSD550 接收到的信号 和本地盘踞 本地保护装置启动 或故障方向判定 或相位选择 相串连 只有在既收到 远方信号 本地保护装置又检测到发生故障的方向式被保护线路的方向时 才会动作于跳 闸 如只接收到由于通道里的干扰而引起的虚假命令 并不会产生错误的跳闸命令 另一 方面 如果对端发送过来的允许命令过迟 即传输时间过长 第一段可能不动作 而等到 第二段才动作 采用允许跳闸方式 则远方保护设备最重要的性能参数是高可靠性和短传输时间 欠范围和超范围距离保护或方向比较保护采用允许式时 建议采用以下配置 命令输出接点 固态 命令传输 非编码 传输时间 T02 14ms 安全性 可靠性 高可靠性 命令展宽时间 0ms 按以上设置 为了很好地传输命令信号 信噪比需要在 3dB 以上 在 200ms 噪声脉冲 宽度和可能最坏的信噪比情况下 虚假命令的概率可小于 6 10 2 3 4 2 2 3 4 2 直接跳闸式直接跳闸式 直跳式的典型应用方式是断路器的后备保护 补偿装置和电力变压器保护 线路保护 采 用直接跳闸式是一种特殊情况 直跳式对传输时间的要求一般不高 在直接跳闸式中 远方保护信号设备接收到跳闸命令后就直接使断路器跳闸 不用本 地判据 因此不论使由于干扰还是认为过失引起的虚假命令都会产生错误的 往往是三相 的跳闸 而且合闸还会闭锁 但是实际上 不论通道内有无干扰 真正的跳闸信号决不能丢失 否则 线路故障不 能清除 会发生严重后果 在直接跳闸方式种 极高的安全性和高度的可靠性比传输时间更重要 为了达到这样的要求 NSD550 的直接跳闸信号采用编码方式 即使远方保护通道受到 电话干扰 或其他音频信号串入了通道 或在设备上进行了错误操作 编码后的跳闸信号 仍具有极高的安全性 建议断路器失灵保护 补偿装置保护 和电力变压器保护采以下的设置 不适用于稳 态信号 命令输出接点 固态或继电器 命令传输 编码 传输时间 T02 固态输出 26ms 继电器输出 34ms 安全性 可靠性 高安全性 命令展宽时间 至少 100ms 命令输出 告警时不输出 按以上设置 为了很好地传送命令信号 信噪比需在 6dB 左右 在 200ms 噪声脉冲宽 度和可能的最坏的信噪比情况下 虚假命令概率在理论上能小于 由于不是靠闭锁装 20 10 置来实现极高的安全性 因此 只要信噪比达到约 6dB NSD550 就可以不带延时地跳闸 建议直跳式线路保护采用以下设置 命令输出接点 固态 命令传输 编码 传输时间 T01 16ms 安全性 可靠性 高可靠性 命令展宽时间 20ms 虽然传输时间不长 只有 16ms 安全性合可靠性还是很高 按以上设置 为了很好地 传输命令信号 信噪比需要在 6dB 左右 在 200ms 噪声脉冲宽度和可能最坏的信噪比情况 下 虚假命令的概率在理论上能小于 10 8 2 3 4 3 2 3 4 3 闭锁式闭锁式 在闭锁式中 故障线路上不传输命令信号 而周围的正常线路要传输命令信号 以防 止它们的对端因超范围继电器动作而跳闸 闭锁式保护装置常由第一段的超范围距离保护和反向的方向保护组成 如果方向继电 器检测到一个反向的穿越故障 它可以发出命令信号闭锁正常线路上可能因此故障而动作 的距离保护 如保护的线路上发生故障 线路两端的反向继电器不会发生闭锁信号 距离 保护的超范围第 1 段就可以使相应的断路器跳闸 闭锁式远方保护信号设备必须能达到最基本的要求 如在被保护的线路上发生故障 不正确的信号只能使跳闸延迟 但不会阻止跳闸 如果在超范围第 1 端内的邻近线路上发 生故障 闭锁信号丢失或不适当的延时 就会使被保护的线路错误跳闸 超范围第 1 段必需要有足够的延时 以便留出时间来接收对端发来的闭锁信号 所以 闭锁式远方的传输时间应该很短 因此 对于闭锁跳闸方式 短的传输时间和高的可靠性比安全性更重要 建议闭锁式线路保护采用以下设置 命令输出接点 固态 命令传输 编码 传输时间 T01 10ms 安全性 可靠性 高可靠性 命令展宽时间 20ms 按以上设置 为了很好的传送命令信号 信噪比需要在 6dB 左右 在 200ms 噪声脉冲 宽度和可能的最恶劣信噪比情况下 虚假命令的概率能小于 10 4 2 3 4 4 2 3 4 4 解除闭锁式解除闭锁式 NSD550 的标准功能已包括解除闭锁保护方式 解除闭锁式与闭锁式原理相同 但命令 判据相反 在电网正常情况下 连续发送闭锁信号 如本端远方保护设备接收不到对端发 来的闭锁信号 就有可能跳闸 解除闭锁 可以应用于方向比较线路保护 或超范围的允许式线路保护 它是允许 式保护的补充 能在极限情况下改善可靠性 请注意 解除闭锁 命令一般不是由对端发 送过来的 而是由于某些类型的线路故障使载波通道中断或衰减过大 由本侧保护接口设 备自己产生的 在其他远方线路保护的情况下 如果电力线载波通道完全中断 例如 在电站出口处 发生了包括载波机耦合相在内的相间故障 或在相地耦合情况下发生了载波耦合相的接地 故障 跳闸命令信号的传输就得不到保证 距离保护收不到对端发来的跳闸命令信号 只 能由它的带延时的第 2 段跳闸 解除闭锁的目的就在于避免这段延时 如果 NSD550 既收不 到监频信号又收不到跳频信号 这表示电力线载波通道可能中断 解除闭锁接点就会闭合 200ms 2 3 4 52 3 4 5 双回线保护双回线保护 在电力系统中 双回线往往是比较重要的输电线路 它的线路保护常伴有断路器失灵 保护 如果要保护双回线路 可以将 NSD550 的命令组合方式设置为 2 2 方式 其中非编 码命令建议按照允许跳闸式的建议设置进行配置 编码命令建议按照直接跳闸式的建议设 置进行配置 即可传输两组线路保护信号和断路器失灵保护的直跳信号 这些命令的发送和 接收只需要一块个保护接口模块 G4AI 用 NSD550 传送 3 个或 4 个命令时 命令的优先次序有一定的原则 一个基本原则是 编码的直跳信号优先于非编码的允许跳闸式信号 2 2 运行方式中传送各命令的有线关 系见表 1 表中 A 和 B 是来年两个非编码的允许式命令信号 C 和 D 是两个编码的直跳 式命令信号 加在发信机输入端的命令通道中实际传送的命令命令信号的编码方式 AA 非编码 BB 非编码 A 和 BA 和 B非编码 CC 编码 DD 编码 C 和 DC 和 D编码 A 和 DA 和 D编码 B 和 CB 和 C编码 A 和 C C 编码 B 和 D D 编码 A 和 B 和 CB 和 C编码 A 和 B 和 DA 和 D编码 A 和 C 和 DC 和 D编码 B 和 C 和 DC 和 D编码 A 和 B 和 C 和 DC 和 D编码 表 1 2 3 4 62 3 4 6 单回线保护单回线保护 一个或两个信号 一个允许信号 可能还有一个直跳信号 通常就足以保护中压或低 压电网中的一条单回线路 NSD550 用一块远方保护接口模块 G4AI 就可以实现这些功能一个命令 A 设置为非编 码命令 用作允许式 传输时间短 另一个命令 D 设置为编码命令 用作直跳式 这样就 有了两个实际上相互独立的命令 若在发信机端同时输入命令 A 和 D 命令组合后用编码 信号发送 建议配置 命令输出接点 固态 命令 1 允许式 的传输方式 非编码 命令 2 直接跳闸式 的传输方式 编码 命令 1 的传输时间 T02 14ms 命令 2 的传输时间 T02 26ms 命令 1 的安全性 可靠性 高可靠性 命令 2 的安全性 可靠性 高安全性 命令 1 的展宽时间 0ms 命令 2 的展宽时间 100ms 2 3 4 72 3 4 7 分相线路保护分相线路保护 NSD550 的 4 个命令也可以用于三相线路的分相保护 3 1 运行方式 非编码命令 A B C D 分别用作两相或三相故障时 A B C 相的分相允许式保护 编码的命令 D 用作 三相允许式保护 在这种方式下 用 NSD550 传送 1 个以上命令时 命令的优先次序有一定原则 一个 基本原则是 如果编码的跳闸命令信号和 1 个以上的非编码的允许式信号同时发生 只有 编码的跳闸命令信号被传送 3 1 运行方式中传送命令的详细优先关系见表 2 加在发信机输入端的命令通道中实际传送的命令命令信号的编码方式 AA 非编码 BB 非编码 A 和 B D 编码 CC 非编码 DD 编码 C 和 D D 编码 A 和 D D 编码 B 和 C D 编码 A 和 C D 编码 B 和 D D