线路保护通道测试方法

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300MHZ—300GHZ。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？运行方式？出线出线运行方式？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400Ω或300Ω（分裂导线）；•高频电缆的特性阻抗为75Ω或100Ω；•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JL(错误)JL(正确)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.电缆型号直径尺寸ф(mm)内导体外径绝缘外径分导体外径护套外径SYV-75-91.379.0±0.3010.2012.4±0.40SYV-75-152.4615.0±0.5016.4019.0±0.507、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=0lg10PXP0lg10PPXdB•高频通道中的几个重要概念775.0lg20lg200XXUUUULX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：Z60010lg0.775U120lg6000.775ZU10lgPP10lgL2X20XPX高频通道中的几个重要概念ZLuLXXP600lg10当Z=600欧姆时，XXLuLP当Z=75欧姆时，975600lg10XXXLuLuLPdBdB•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Δ为部分检验时所做的项目。1、线路阻波器：Δ1）外部检查；2）绝缘检查；Δ3）阻塞阻抗特性ZG=F(f)检验。2、耦合电容器：Δ1）绝缘及耐压试验；Δ2）电容量测定；3）介损试验。3、结合滤波器：Δ1）外部检查；Δ2）绝缘检查；Δ3）避雷器检查；Δ4）工作衰减特性bp=f(f)检验和输入阻抗特性Zr=f(f)Δ5）回波损耗特性brt=f(f)检验。4、高频电缆：Δ1）外观检查；Δ2）绝缘检查；Δ3）输入阻抗测量；4）特性阻抗测量；Δ5）工作衰减测量。3、检验方法：应配置的试验设备和器材名称规格备注电平表可选频或宽频测量，量程：-50db—+40db;有平衡档和不平衡档输入档，输入阻抗：75Ω,∞.振荡器有平衡和不平衡输出档，输出电平：-60db—+20db，输出阻抗：0Ω，75Ω.电阻器75Ω，100Ω，300Ω，400Ω5W无感电阻或金属膜电阻，各四只。电容器200,3300，3500，4500，5000，5500，6000，10000，15000，20000（单位：pF）根据现场实际耦合电容器容量来配置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100MΩ。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100MΩ。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。)f(fZr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450Ω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。3．1．3．6阻抗特性Zr=f(f)检验：①振荡器输出阻抗置于OΩ档，输出电平10dB，；f：工作频带内。②电平表置于高阻档，p2、p1采用不平衡档测量。电压表法：R)1UU(Z21r（Ω）R]110[Z)2p1p(201r（Ω）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800Ω时的阻塞频带应满足（在f0）,宽频阻波器不小于570Ω。0ffZrf0rCLRm2RRmminf1f2fpLC121f022pLrLC121fr-强流