對220kV線路高頻通道異常故障實例分析

1、對220kV線路高頻通道異常故障實例分析1 高頻通道基本構(gòu)成目前，電力系統(tǒng)廣泛采用輸電線路本身兼做高頻通道，這就必須對輸電線路進行高頻加工，把工頻電流和高頻電流分開，做到既不影響工頻電流的輸送，又滿足傳輸高頻信號的要求。經(jīng)過高頻加工的輸電線路稱為輸電線載波通道，簡稱高頻通道。以“相地”制接線（圖1）為例，高頻通道的組成包括如下部分：（1）輸電線路：傳送高頻電流信號。（2）高頻阻波器：高頻阻波器對高頻電流呈現(xiàn)很大阻抗，從而將高頻電流限制在被保護的線路上，使高頻信號不向其他設(shè)備泄漏。同時，其對工頻電流呈現(xiàn)很小阻抗，不影響工頻電流的傳輸。（3）耦合電容器：耦合電容器對工頻電流呈現(xiàn)很大阻抗，可阻止工頻

2、電壓侵入高頻收發(fā)信機。而對高頻電流則呈現(xiàn)很小阻抗，使高頻電流可順利通過。（4）連接濾波器：連接濾波器與耦合電容器組成帶通濾波，只使允許通過的高頻電流通過。帶通濾波器線路一側(cè)的阻抗與線路的波阻抗相匹配，電纜一側(cè)的阻抗則與高頻電纜的波阻抗相匹配，從而減少避免電磁波在傳輸過程中的反射，減少能量損耗，使收發(fā)信機盡量保持最大功率。另外，利用連接濾波器可使收發(fā)信機進一步與高壓輸電線路隔離，從而保證收發(fā)信機及人身的安全。（5）高頻電纜：其作用是將連接濾波器與收發(fā)信機相連，從而將高頻信號輸送到收發(fā)信機。（6）保護間隙：保護高頻電纜和收發(fā)信機免遭過電壓的襲擊。（7）接地刀閘：調(diào)試和檢修收發(fā)信機或連接濾波器時用來

3、安全接地，以保證人身和設(shè)備的安全。（8）高頻收發(fā)信機：接收和發(fā)送高頻信號。圖1 高頻通道原理接線圖1-輸電線路 2-高頻阻波器 3-耦合電容器 4-連接濾波器 5-高頻電纜 6-保護間隙 7-接地刀閘 8-高頻收發(fā)信機 9-保護 10-電容器2 高頻通道異常故障處理2.1故障現(xiàn)象2012年1月17日，220kV額爾齊斯變電站和220kV龍灣變電站在進行每天的220kV龍齊線兩側(cè)高頻信號交換試驗時發(fā)現(xiàn)（保護為RCS-902B，收發(fā)信機為PCS-912）兩側(cè)收發(fā)信機均收不到來自對側(cè)的信號。檢查前一天的交換信號試驗數(shù)據(jù)，兩側(cè)收發(fā)信機都正常。所以初步判斷：由于當(dāng)天下雪使通道存在較大的衰耗，通道出現(xiàn)故障

4、，以至于兩側(cè)無法正常交換信號。 2.2故障發(fā)生時簡要經(jīng)過及處理變得檢修工區(qū)繼電保護人員接到通知后，詢問現(xiàn)場情況，攜帶備品備件、試驗設(shè)備趕赴現(xiàn)場。繼電保護人員到達現(xiàn)場后，根據(jù)現(xiàn)場情況，做好安全措施，履行許可手續(xù)。首先檢查收發(fā)信機是否正常，兩側(cè)繼保人員迅速行動，分別檢查兩側(cè)高頻通道上的所有設(shè)備，如圖2 所示。然后，220kV龍灣變電站側(cè)和220kV額爾齊斯變電站站側(cè)分別進行長發(fā)信，并沿通道檢測各點電平，收發(fā)信機起信正常，在測得通道各點電平如表1 所示。檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)收發(fā)信機正常；表1 試驗數(shù)據(jù) （單位：dB）220kV額爾齊斯變電站側(cè)電平20kV龍灣變電站側(cè)電平220kV額爾齊斯變電站側(cè)電平9.33

5、1.2220kV龍灣變電站側(cè)電平31.23.3表2 試驗數(shù)據(jù) （單位：dB）220kV額爾齊斯變電站側(cè)電平220kV龍灣變電站側(cè)電平電纜側(cè)線路側(cè)電纜側(cè)線路側(cè)220kV額爾齊斯變電站側(cè)電平24.431.79.316.3220kV龍灣變電站側(cè)電平2.410.523.114.2圖2 通道整組接線圖其次對對兩側(cè)結(jié)合濾波器的線路側(cè)以及電纜側(cè)高頻信號電壓電平進行測量，測量數(shù)據(jù)見表2在解除結(jié)合濾波器中的避雷器后，再測量各點電平，其數(shù)據(jù)與表2無明顯變化，據(jù)此可判斷避雷器無擊穿。由于結(jié)合濾波器電纜側(cè)特性阻抗為75歐姆，結(jié)合濾波器線路側(cè)特性阻抗為400歐姆，在假設(shè)結(jié)合濾波器無衰耗的情況下，電纜側(cè)與線路側(cè)高頻信號的

6、功率絕對電平應(yīng)相等。根據(jù)電壓電平與功率電平之間的換算公式：Lp=Lu+10600/Z，則有電纜側(cè)電壓電平與線路側(cè)電壓電平的關(guān)系：Lu1+10600/75= Lu2+10600/400 （1）Lu1+7.27dB= Lu2 （2）其中，Lu1為結(jié)合濾波器電纜側(cè)電壓電平，Lu2為結(jié)合濾波器線路側(cè)電壓電平。從220kV額爾齊斯變電站側(cè)結(jié)合濾波器所測數(shù)據(jù)來看，無論是本側(cè)發(fā)信，還是收對側(cè)高頻信號，電纜側(cè)電平均比線路側(cè)電平低7dB左右，結(jié)合濾波器衰耗未超過2dB，符合規(guī)程要求，說明220kV額爾齊斯變電站側(cè)結(jié)合濾波器良好。從220kV龍灣變電站側(cè)結(jié)合濾波器所測數(shù)據(jù)來看，在本側(cè)發(fā)信時，電纜側(cè)電平為23.1d

7、B，歸算到線路側(cè)電平應(yīng)為23.1dB+7.27dB=30.37dB，但實際測量時只有14.2dB，少了16.17dB，說明結(jié)合濾波器有可能被損害，或線路側(cè)有較大的衰耗。而在對側(cè)發(fā)信，本側(cè)收信時，所測數(shù)據(jù)為電纜側(cè)電平比線路側(cè)電平低7dB，歸算后可知結(jié)合濾波器衰耗較小，說明220kV龍灣變電站側(cè)結(jié)合濾波器良好。從收發(fā)信機經(jīng)過高頻電纜到結(jié)合濾波器的高頻信號衰耗，兩側(cè)均約為6dB左右，符合規(guī)程的要求，說明高頻電纜無異常。1.3故障原因分析 各項試驗數(shù)據(jù)表明兩側(cè)收發(fā)信機裝置正常，高頻通道正常，結(jié)合當(dāng)天天氣220kV龍灣變電站至220kV額爾齊斯變電站之內(nèi)范圍有風(fēng)雪，影響線路衰耗。下午天氣晴朗時，該高頻通

8、道恢復(fù)正常。3防范措施及建議為了盡量避免高頻通道在運行過程中出現(xiàn)異?；蚬收锨闆r，保證高頻保護的可靠運行，主要應(yīng)從以下幾個方面采取措施進行防范。（1）由于高頻通道由多個部分組成，其中任何一個部分出現(xiàn)接線松動、接觸不良、導(dǎo)線銹蝕等都會造成高頻通道異常或故障。所以，在高頻通道施工的各個環(huán)節(jié)上都應(yīng)做到認真仔細，嚴格執(zhí)行相關(guān)反措要求，注意施工工藝，保證通道的每一個部分都可靠連接，特別是高頻電纜與收發(fā)信機連接時，要注意高頻電纜芯既不能太短，以便連接可靠，但也不宜太長，否則就容易與屏蔽層或收發(fā)信機外殼接觸到，導(dǎo)致通道衰耗增加。（2）改進耦合電容器二次接線盒設(shè)計，將N接線樁頭與其它接線樁頭隔離開，單獨進行布置

9、，便于施工接線，同時防止導(dǎo)引線與耦合電容器外殼或其他部位接觸。（3）采用不易老化的絕緣套管將連接耦合電容器與結(jié)合濾波器的導(dǎo)引線套上，防止導(dǎo)線與耦合電容器外殼或支柱接觸時發(fā)生接地，導(dǎo)致高頻電流分流。所采用的導(dǎo)線應(yīng)有一定的硬度，防止運行一段時間后發(fā)生變形，發(fā)生接地故障。（4）高頻通道構(gòu)成部分較多，特別是收發(fā)信機的有些元器件比較容易老化、損壞，進行高頻通道定期檢驗時一定要認真、仔細，同時在進行試驗時一定要將本次的檢驗數(shù)據(jù)與上一次的檢驗記錄進行比較，如果發(fā)現(xiàn)兩次檢驗的數(shù)據(jù)不同，就必須進行分析，查找導(dǎo)致數(shù)據(jù)變化的原因，及時采取相應(yīng)的措施，這樣才能消除設(shè)備故障的隱患，保證校驗的質(zhì)量，達到校驗?zāi)康?。?）根據(jù)高頻通道的構(gòu)成特點可知，高頻通道抗干擾性能相對較差，容易受到外部的影響，而且很難實