對一起高頻通道故障的分析及處理

丁國華

（鎮江供電公司，江蘇 鎮江 212001）

高頻保護作為220kV及以上電壓等級線路保護的主保護，其通道的正常與否關系到保護能否正確動作。當高頻通道出現異常時必須迅速進行處理,否則就有影響高頻保護的正常運行，如果此時線路上發生故障，高頻保護就有可能發生誤動或拒動，從而產生嚴重的后果。所以，作為檢修人員，在通道出現異常時，必須通過異?，F象以及相關的實驗對故障進行正確的分析和判斷，從而確定故障點的位置，合理提出停電范圍，停用相關保護，在最短的時間內處理完故障。如果對異常情況不能進行正確地判斷或判斷錯誤，將會大大增加處理故障的難度，從而有可能使高頻保護長時間不能投入運行。所以通過對高頻通道故障現象進行正確判斷出故障點位置顯得非常重要。

1 高頻通道的構成

目前，高頻保護通道主要是采用“相地”方式，其主要由以下幾個部分組成：輸電線路、高頻阻波器、耦合電容器、結合濾波器、高頻電纜、保護間隙、接地刀閘以及高頻收發信機。原理接線如圖1所示。高頻通道在實際運行的過程中，有幾個部分比較容易出現問題。（1）收發信機的性能不夠穩定，由于長時間處于工作狀態，元器件容易損壞，根據不同的廠家，發生問題的情況會不一樣；（2）結合濾波器中的避雷器會發生問題，從而引起通道衰耗的增大，嚴重時有可能導致通道無法交換信號等；（3）阻波器中的調諧器損壞，導致其特性阻抗發生變化，高頻信號分流，通道衰耗增大；（4）在整個通道中，由于施工工藝比較差，導致通道在運行一段時間后某些地方發生接觸不良或接地現象，使高頻信號分流，通道衰耗增大。在高頻通道中的任何一點發生故障，其表現出來的現象亦不相同，這就需要根據這些故障現象以及相關的試驗數據能夠正確判斷，從而準確判斷出故障點位置。

圖1 高頻保護通道原理接線

2 通道故障現象及原因分析

2.1 故障現象

近日某變電站220kV華上線路高頻保護在進行每天的兩側高頻信號交換試驗時發現 （兩側收發信機為LEX912），甲側收發信機發信時，乙側收發信機能夠收到甲側所發信號并啟動發信，同時發3 dB告警信號，而乙側收發信機發信時，甲側收發信機則無任何反應，檢查前一天的交換信號試驗數據，兩側都收發信機正常。對比兩側收發信機定校數據發現，甲側比乙側收發信機靈敏啟動電平高。所以，初步判斷：（1）在交換高頻信號時，通道發生了較大的衰耗，通道出現故障；（2）由于乙側收發信機的靈敏啟動電平較低，在收到對側的信號時能夠啟動發信，而甲側收發信機在收到對側信號時則不能啟動發信。

2.2 故障分析

2.2.1 相關試驗及數據分析

申請停用本套高頻保護，對兩側高頻收發信機的發信電平以及高頻通道各關鍵點電平進行測量。

（1）用電平表以及高頻振蕩器對兩側收發信機通道口收、發信電平以及靈敏啟動電平進行測量，測量數據如表1所示。甲側收發信機發信電平30.9 dB，乙側發信電平為31.3 dB，裝置的額定發信電平為31 dB，從測量數據分析判斷，兩側收發信機發信回路正常；用高頻振動器對高頻收發信機加入額定頻率的高頻信號，對高頻收發信機的靈敏啟動電平進行測量，當高頻收發信機通道口接收到信號電平高于靈敏啟動電平時，高頻收發信機能夠啟動發信，否則不能啟動發信，說明裝置收信回路正常。兩側收發信機裝置良好。

表1 通道口電平 dB

（2）對兩側結合濾波器的線路側以及電纜側高頻信號電壓電平進行測量，測量數據見表2。

表2 電壓電平 dB

在解除結合濾波器中的避雷器后，再測量各點電平，其數據與表2無明顯變化，據此可判斷避雷器無擊穿。由于結合濾波器電纜側波阻抗為75 Ω，結合濾波器線路側波阻抗為400 Ω，在假設結合濾波器無衰耗的情況下，電纜側與線路側高頻信號的功率絕對電平應相等，根據電壓電平與功率電平之間的換算公式Lp=Lu+10log600/Z，則有電纜側電壓電平與線路側電壓電平的關系。

Lu1為結合濾波器電纜側電壓電平；Lu2為結合濾波器線路側電壓電平。從甲側結合濾波器所測數據來看，無論是本側發信，還是收對側高頻信號，電纜側電平均比線路側電平低7 dB左右，結合濾波器衰耗未超過2 dB，符合規程要求，說明甲側結合濾波器良好。從乙側結合濾波器所測數據來看，在本側發信時，電纜側電平為23.1 dB,歸算到線路側電平應為23.1+7.27=30.37 dB，但實際測量時只有14.2 dB，少了16.17 dB，說明結合濾波器有可能損害，或線路側有較大的衰耗。在對側發信、本側收信時，電纜側電平比線路側電平低7 dB，歸算后可知結合濾波器衰耗較小，說明乙側結合濾波器良好。

2.2.2 故障點查找

通過以上的各項試驗以及對試驗數據的分析，可以判斷兩側的收發信機以及結合濾波器完好，從收發信機經過高頻電纜到結合濾波器的高頻信號衰耗約為6 dB左右，符合規程的要求?？梢耘袛嗍亲璨ㄆ骰蝰詈想娙萜鞒霈F了異常情況，并且在線路的乙側可能性極大，因為在乙側發信時，結合濾波器線路側電平較低，高頻信號發生了較大的分流。

停用一次設備，對一次設備進行檢查。由于檢查耦合電容器與檢查阻波器時，考慮到與運行設備的安全距離，所需停電范圍不同，檢查耦合電容器只需停線路即可，停電較小，而檢查阻波器時除需停本線路外還需停母線，范圍較大，所以應先考慮檢查耦合電容器。

在停用線路后對耦合電容器進行檢查時發現，其引至結合濾波器的導線發生了接地，導致高頻電流發生較大的分流。由于是采用線路壓變兼作高頻通道的耦合電容器，其二次接線盒內接線端子設計不合理，不利于接線，固定絕緣板用螺帽生銹，同時導線絕緣層老化，最終導致導線通過鐵銹與外殼接觸，發生接地。

3 防范措施及建議

為了盡量避免高頻通道出現異?；蚬收锨闆r，保證高頻保護的正常運行，主要應從以下幾個方面考慮：（1）由于高頻通道由多個部分組成，其中任何一個部分出現接線松動、元件老化、導線銹蝕等都會造成高頻通道故障，所以，在高頻通道施工的各個環節都要嚴格把關，注意施工工藝，嚴格執行相關反事故措施要求，保證各個部分連接可靠。（2）高頻通道抗干擾性能較差，容易受到外部的影響，在進行高頻通道檢驗時要認真、仔細，并將本次的檢驗數據與以往檢驗記錄進行比較，如發現數據有變化時，要找出原因，這樣才能消除故障隱患。（3）根據高頻通道的構成以及其特點，很難實現高頻通道的實時監測，這就需要運行人員嚴格執行相關規程要求，按時進行通道信號交換試驗，在遇有惡劣天氣時，應縮短信號交換試驗周期，以便在通道故障或異常時能及時發現及處理。（4）高頻通道故障率較高，出現故障的范圍較廣，維護比較麻煩，盡量采用光纖通道。

4 結束語

高頻通道作為高頻保護的重要組成部分，在通道出現異常時，必須能夠及時發現及處理，否則將會導致保護的誤動或拒動。在處理故障的過程中應做到：（1）停電的范圍盡可能??；（2）保護停用的時間盡可能短。所以，對高頻通道故障分析要正確，故障點位置的判斷要準確，只有這樣，才能在較短的時間內將故障排除，保證高頻保護的安全、穩定運行。

[1]國家電力調度通信中心.電力系統繼電保護實用技術問答（第2版）[M].北京：中國電力出版社，2000.

[2]江蘇省電力公司.電力系統繼電保護原理與實用技術[M].北京：中國電力出版社，2006.