对220kV线路高频通道异常故障实例分析

1、对220kV线路高频通道异常故障实例分析1 高频通道基本构成目前，电力系统广泛采用输电线路本身兼做高频通道，这就必须对输电线路进行高频加工，把工频电流和高频电流分开，做到既不影响工频电流的输送，又满足传输高频信号的要求。经过高频加工的输电线路称为输电线载波通道，简称高频通道。以“相地”制接线（图1）为例，高频通道的组成包括如下部分：（1）输电线路：传送高频电流信号。（2）高频阻波器：高频阻波器对高频电流呈现很大阻抗，从而将高频电流限制在被保护的线路上，使高频信号不向其他设备泄漏。同时，其对工频电流呈现很小阻抗，不影响工频电流的传输。（3）耦合电容器：耦合电容器对工频电流呈现很大阻抗，可阻止工频

2、电压侵入高频收发信机。而对高频电流则呈现很小阻抗，使高频电流可顺利通过。（4）连接滤波器：连接滤波器与耦合电容器组成带通滤波，只使允许通过的高频电流通过。带通滤波器线路一侧的阻抗与线路的波阻抗相匹配，电缆一侧的阻抗则与高频电缆的波阻抗相匹配，从而减少避免电磁波在传输过程中的反射，减少能量损耗，使收发信机尽量保持最大功率。另外，利用连接滤波器可使收发信机进一步与高压输电线路隔离，从而保证收发信机及人身的安全。（5）高频电缆：其作用是将连接滤波器与收发信机相连，从而将高频信号输送到收发信机。（6）保护间隙：保护高频电缆和收发信机免遭过电压的袭击。（7）接地刀闸：调试和检修收发信机或连接滤波器时用来

3、安全接地，以保证人身和设备的安全。（8）高频收发信机：接收和发送高频信号。图1 高频通道原理接线图1-输电线路 2-高频阻波器 3-耦合电容器 4-连接滤波器 5-高频电缆 6-保护间隙 7-接地刀闸 8-高频收发信机 9-保护 10-电容器2 高频通道异常故障处理2.1故障现象2012年1月17日，220kV额尔齐斯变电站和220kV龙湾变电站在进行每天的220kV龙齐线两侧高频信号交换试验时发现（保护为RCS-902B，收发信机为PCS-912）两侧收发信机均收不到来自对侧的信号。检查前一天的交换信号试验数据，两侧收发信机都正常。所以初步判断：由于当天下雪使通道存在较大的衰耗，通道出现故障

4、，以至于两侧无法正常交换信号。 2.2故障发生时简要经过及处理变得检修工区继电保护人员接到通知后，询问现场情况，携带备品备件、试验设备赶赴现场。继电保护人员到达现场后，根据现场情况，做好安全措施，履行许可手续。首先检查收发信机是否正常，两侧继保人员迅速行动，分别检查两侧高频通道上的所有设备，如图2 所示。然后，220kV龙湾变电站侧和220kV额尔齐斯变电站站侧分别进行长发信，并沿通道检测各点电平，收发信机起信正常，在测得通道各点电平如表1 所示。检查结果发现收发信机正常；表1 试验数据 （单位：dB）220kV额尔齐斯变电站侧电平20kV龙湾变电站侧电平220kV额尔齐斯变电站侧电平9.33

5、1.2220kV龙湾变电站侧电平31.23.3表2 试验数据 （单位：dB）220kV额尔齐斯变电站侧电平220kV龙湾变电站侧电平电缆侧线路侧电缆侧线路侧220kV额尔齐斯变电站侧电平24.431.79.316.3220kV龙湾变电站侧电平2.410.523.114.2图2 通道整组接线图其次对对两侧结合滤波器的线路侧以及电缆侧高频信号电压电平进行测量，测量数据见表2在解除结合滤波器中的避雷器后，再测量各点电平，其数据与表2无明显变化，据此可判断避雷器无击穿。由于结合滤波器电缆侧特性阻抗为75欧姆，结合滤波器线路侧特性阻抗为400欧姆，在假设结合滤波器无衰耗的情况下，电缆侧与线路侧高频信号的

6、功率绝对电平应相等。根据电压电平与功率电平之间的换算公式：Lp=Lu+10600/Z，则有电缆侧电压电平与线路侧电压电平的关系：Lu1+10600/75= Lu2+10600/400 （1）Lu1+7.27dB= Lu2 （2）其中，Lu1为结合滤波器电缆侧电压电平，Lu2为结合滤波器线路侧电压电平。从220kV额尔齐斯变电站侧结合滤波器所测数据来看，无论是本侧发信，还是收对侧高频信号，电缆侧电平均比线路侧电平低7dB左右，结合滤波器衰耗未超过2dB，符合规程要求，说明220kV额尔齐斯变电站侧结合滤波器良好。从220kV龙湾变电站侧结合滤波器所测数据来看，在本侧发信时，电缆侧电平为23.1d

7、B，归算到线路侧电平应为23.1dB+7.27dB=30.37dB，但实际测量时只有14.2dB，少了16.17dB，说明结合滤波器有可能被损害，或线路侧有较大的衰耗。而在对侧发信，本侧收信时，所测数据为电缆侧电平比线路侧电平低7dB，归算后可知结合滤波器衰耗较小，说明220kV龙湾变电站侧结合滤波器良好。从收发信机经过高频电缆到结合滤波器的高频信号衰耗，两侧均约为6dB左右，符合规程的要求，说明高频电缆无异常。1.3故障原因分析 各项试验数据表明两侧收发信机装置正常，高频通道正常，结合当天天气220kV龙湾变电站至220kV额尔齐斯变电站之内范围有风雪，影响线路衰耗。下午天气晴朗时，该高频通

8、道恢复正常。3防范措施及建议为了尽量避免高频通道在运行过程中出现异常或故障情况，保证高频保护的可靠运行，主要应从以下几个方面采取措施进行防范。（1）由于高频通道由多个部分组成，其中任何一个部分出现接线松动、接触不良、导线锈蚀等都会造成高频通道异常或故障。所以，在高频通道施工的各个环节上都应做到认真仔细，严格执行相关反措要求，注意施工工艺，保证通道的每一个部分都可靠连接，特别是高频电缆与收发信机连接时，要注意高频电缆芯既不能太短，以便连接可靠，但也不宜太长，否则就容易与屏蔽层或收发信机外壳接触到，导致通道衰耗增加。（2）改进耦合电容器二次接线盒设计，将N接线桩头与其它接线桩头隔离开，单独进行布置

9、，便于施工接线，同时防止导引线与耦合电容器外壳或其他部位接触。（3）采用不易老化的绝缘套管将连接耦合电容器与结合滤波器的导引线套上，防止导线与耦合电容器外壳或支柱接触时发生接地，导致高频电流分流。所采用的导线应有一定的硬度，防止运行一段时间后发生变形，发生接地故障。（4）高频通道构成部分较多，特别是收发信机的有些元器件比较容易老化、损坏，进行高频通道定期检验时一定要认真、仔细，同时在进行试验时一定要将本次的检验数据与上一次的检验记录进行比较，如果发现两次检验的数据不同，就必须进行分析，查找导致数据变化的原因，及时采取相应的措施，这样才能消除设备故障的隐患，保证校验的质量，达到校验目的。（5）根据高频通道的构成特点可知，高频通道抗干扰性能相对较差，容易受到外部的影响，而且很难实