淺談高頻保護(hù)

摘要 高頻保護(hù)是以輸電線載波通道作為通信的縱聯(lián)保護(hù)，廣泛應(yīng)用于高壓和超高壓輸電線路，是一種比較成熟和完善的無(wú)時(shí)限快速原理保護(hù)。文章說(shuō)明了高頻保護(hù)的組成元件的功能和需要注意的問(wèn)題，列舉了兩起高頻保護(hù)拒動(dòng)事故，并制定了一些防范措施。

關(guān)鍵詞 高頻保護(hù)、拒動(dòng)、防范措施。

1 高頻保護(hù)的概念

高頻保護(hù)是以輸電線載波通道作為通信的縱聯(lián)保護(hù)，廣泛應(yīng)用于高壓和超高壓輸電線路，是一種比較成熟和完善的無(wú)時(shí)限快速原理保護(hù)。它能快速切除被保護(hù)范圍內(nèi)任何類(lèi)型故障，它是采用沿被保護(hù)輸電線路本身傳送高頻電流的方法，來(lái)比較輸電線路兩端的電氣量，以判別是發(fā)生區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障。區(qū)內(nèi)故障快速動(dòng)作切除故障；區(qū)外故障發(fā)出信號(hào)閉鎖保護(hù)。因?yàn)樗荒芊从潮槐Ｗo(hù)輸電線路以外的故障，所以不能作為下一段輸電線路的后備保護(hù)，在定值整定上也無(wú)需與下一條線路相配合。

2 高頻保護(hù)的信號(hào)

高頻保護(hù)主要有三種信號(hào)，其簡(jiǎn)單的邏輯圖如圖l所示。

(1)閉鎖信號(hào)，它是阻止保護(hù)跳閘的信號(hào)。也就是說(shuō)，無(wú)閉鎖信號(hào)是保護(hù)作用于跳閘的必要條件。只有滿足本端保護(hù)元件動(dòng)作和無(wú)閉鎖信號(hào)兩個(gè)條件時(shí)保護(hù)才動(dòng)作跳閘。

(2)允許信號(hào)，它是允許保護(hù)跳閘的信號(hào)。也就是說(shuō)，有允許信號(hào)是保護(hù)動(dòng)作于跳閘的必要條件。只有滿足本端保護(hù)元件動(dòng)作和有允許信號(hào)兩個(gè)條件時(shí)保護(hù)才動(dòng)作于跳閘。

(3)跳閘信號(hào)，它是直接引起跳閘的信號(hào)，它與保護(hù)元件是否動(dòng)作無(wú)關(guān)，只要收到跳閘信號(hào)，保護(hù)就作用于跳閘。

這三種信號(hào)中閉鎖信號(hào)得到更廣泛的應(yīng)用，而跳閘信號(hào)使用范圍最小，基本不用。

3 高頻保護(hù)的組成及功能

高頻通道各元件的簡(jiǎn)單邏輯圖如圖2所示。

在圖2中繼電保護(hù)裝置的功能是對(duì)由被保護(hù)線路輸入的電氣量根據(jù)高頻保護(hù)的原理進(jìn)行處理，如電氣量處理相位、大小、方向等，已達(dá)到繼電保護(hù)的各種目的。收發(fā)信機(jī)功能是負(fù)責(zé)發(fā)出和接受高頻信號(hào)，是高頻通道中最核心的部分，直接與保護(hù)裝置相連，它的運(yùn)行狀態(tài)直接決定保護(hù)裝置能否正常動(dòng)作。耦合電容器的電容量很小，對(duì)工頻電流具有很大的阻抗，它的主要功能是可以防止工頻電流侵入高頻收發(fā)信機(jī)。對(duì)高頻電流則阻抗很小，高頻電流可順利通過(guò)。耦合電容器和結(jié)合濾波器共同組成帶同濾波器，只允許此帶通帶頻率內(nèi)的高頻電流通過(guò)。減少高頻信號(hào)的衰耗，使高頻收發(fā)信機(jī)收到的高頻功率最大。同時(shí)利用結(jié)合濾波器進(jìn)一步使高頻收發(fā)信機(jī)與高壓線路隔離，以保證高頻收發(fā)信機(jī)和人身的安全。

安裝或更換結(jié)合濾波器時(shí)要注意耦合電容器的容量和結(jié)合濾波器的容量應(yīng)大小相等。結(jié)合濾波器測(cè)試原理圖如圖3所示。

結(jié)合濾波器要注意問(wèn)題如下：

(1)須在線路停電的情況下進(jìn)行。

(2)拆開(kāi)結(jié)合濾波器高壓端與線路的連線。

(3)拆開(kāi)結(jié)合濾波器與電纜的連線。

(4)測(cè)試結(jié)果，保護(hù)專(zhuān)用結(jié)合濾波器B8Z系列的測(cè)試后在工作頻段內(nèi)工作衰耗>13.3db、回波損耗<12db的視為不合格。

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。其諧振頻率為選用的載波頻率時(shí)，對(duì)載波電流呈現(xiàn)很大的阻抗，從而使載波電流限制在被保護(hù)的輸電線路以內(nèi)(即兩側(cè)的阻波器以內(nèi))，而不致于流到相鄰線路上去。對(duì)于50Hz的工頻電流而言，高頻阻波器的阻抗僅是電感線圈的阻抗。其阻值非常小，因而工頻電流可以暢通無(wú)阻。阻波器中最核心的部分是調(diào)諧元件，調(diào)諧元件損壞，可能導(dǎo)致繼電保護(hù)的不正確動(dòng)作(區(qū)外故障造成區(qū)內(nèi)誤動(dòng))，嚴(yán)重危及到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因阻波器調(diào)諧元件的損壞在大多數(shù)的情況下不能通過(guò)通道測(cè)試中發(fā)現(xiàn)。特別是2001年以前生產(chǎn)的阻波器所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為參照IEC353—1989標(biāo)準(zhǔn)制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變電站隔離刀閘操作所引起的過(guò)電壓估計(jì)不足，此種產(chǎn)品不能滿足電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的要求。所以對(duì)于阻波器應(yīng)利用停電機(jī)會(huì)加強(qiáng)測(cè)試，對(duì)于不合格的調(diào)諧元件必須更換。阻波器測(cè)試原理圖如圖4所示。

阻波器測(cè)試時(shí)要注意問(wèn)題如下：

(1)測(cè)試阻波器時(shí)必須在線路停電時(shí)進(jìn)行測(cè)試。

(2)須將阻波器靠近母線的一端可靠接地。

(3)須拆除阻波器與線路的連接端子，使阻波器與線路斷開(kāi)。

測(cè)試結(jié)果：

阻抗型阻波器：阻塞阻抗在工作頻帶內(nèi)<800Q時(shí)，視為不合格。

電阻型阻波器：阻塞電阻在工作頻帶內(nèi)<570Q時(shí)，視為不合格。

收發(fā)信機(jī)，負(fù)責(zé)發(fā)出和接受高頻信號(hào)，是高頻通道中最核心的部分，直接與保護(hù)裝置相連，它的運(yùn)行狀態(tài)直接決定保護(hù)裝置能否正常動(dòng)作。

4 一起高頻保護(hù)故障分析

某一220kV間隔檢修預(yù)試工作結(jié)束后，線路送電的瞬間控制屏上報(bào)出“收發(fā)信機(jī)異?！毙盘?hào)，工作人員到保護(hù)裝置檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)收發(fā)信機(jī)背板和高頻收發(fā)插件燒壞。當(dāng)排查到結(jié)合濾波器時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)合濾波器上端與耦合電容器連接的銅導(dǎo)線接線端子處有明顯的放電現(xiàn)象。至此查出原因，原來(lái)高壓人員對(duì)耦合電容器做實(shí)驗(yàn)時(shí)將耦合電容器和結(jié)合濾波器之間的銅導(dǎo)線在結(jié)合濾波器上端拆除，恢復(fù)時(shí)螺絲沒(méi)有壓接牢固，導(dǎo)致耦合電容器末屏虛接地。當(dāng)線路帶電運(yùn)行時(shí)，高電壓沿著結(jié)合濾波器高頻電纜侵入到收發(fā)信機(jī)，將收發(fā)信機(jī)背板和高頻收發(fā)插件燒壞。

5 防范措施

從以上一起故障和拒動(dòng)事故可以看出，造成高頻保護(hù)故障或拒動(dòng)的根本原因是沒(méi)有貫徹執(zhí)行反措和相關(guān)規(guī)程。建議在日常工作中加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的工作：

(1)做好二次回路抗干擾工作，貫徹執(zhí)行反措。比如應(yīng)沿高頻電纜敷設(shè)截面不小于100mm。的裸銅排(纜)敷設(shè)成等電位接地網(wǎng)并與主接地網(wǎng)緊密連接；并將結(jié)合濾波器的一次接地點(diǎn)和二次接地點(diǎn)分別接地。應(yīng)將保護(hù)及相關(guān)二次回路和高頻收發(fā)信機(jī)的電纜屏蔽，應(yīng)使用截面不小于4mm²多股銅質(zhì)軟導(dǎo)線可靠連接到等電位接地網(wǎng)的銅排上。

(2)建立完善的阻波器、結(jié)合濾波器等高頻通道加工設(shè)備的定期檢修制度，落實(shí)責(zé)任制，消除檢修、管理的死區(qū)。6結(jié)束語(yǔ)

本文只是簡(jiǎn)單的分析了高頻保護(hù)組成和各元器件的注意要點(diǎn)，其實(shí)在現(xiàn)實(shí)工作中還有很多因素都能引起高頻保護(hù)的異常，比如阻波器損壞，結(jié)合濾波器損壞，收發(fā)信機(jī)異常等等。在日常工作中要切實(shí)做好高頻保護(hù)和高頻設(shè)備的維護(hù)工作，杜絕高頻通道設(shè)備帶電運(yùn)行。