郭繼聰
(云南電網(wǎng)公司昆明供電局,昆明 650000)
近年來,高頻通道干擾引起的載波電路故障并不少見,發(fā)生了多起由于保護通道故障而引起通道阻塞、通道告警、甚至線路跳閘的事故事件。因此,總結類似故障原因及故障排除方法對于電網(wǎng)正常運行具有重要意義。以下,就一起寬頻干擾引起的高頻收發(fā)信機異常案例進行敘述和分析,希望對日后類似事件的故障原因查找和問題處理提供一定參考。
某220 kV I 回主二保護屏收發(fā)信機發(fā)生頻繁收發(fā)信的現(xiàn)象,因保護啟信回路解除,期間也沒監(jiān)測到發(fā)信動作,初步懷疑有不明信號進入收發(fā)信機。
高頻通道是縱聯(lián)保護中常見的一種通道類型,使用的信號頻率50~400 kHz。這種頻率在通信上屬于高頻頻段范圍,因此把利用這種通道的縱聯(lián)保護稱作高頻保護。
高頻通道有相—相耦合和相—地耦合兩種類型。所謂相—相耦合是指收發(fā)信機經(jīng)兩套高頻加工設備耦合在兩相輸電線路上,采用這種方式時高頻電流衰耗較小,一般應用于允許信號中。所謂相—地耦合是指收發(fā)信機經(jīng)高頻加工設備耦合在一相輸電線路上,收發(fā)信機另一端接地。采用這種方式時高頻電流衰耗較大,受到的干擾也較大,一般應用于閉鎖信號中。
由于輸電線路是高壓設備,收發(fā)高頻電流的繼電保護專用收發(fā)信機或載波機是低壓設備,所以輸電線路和收發(fā)信機之間還有耦合電容器、結合濾波器、高頻電纜這樣一些連接設備。輸電線路和斷路器之間還裝有阻高頻通工頻的高頻阻波器。上述這些設備統(tǒng)稱為高頻加工設備。高頻加工設備主要有兩點作用,其一是實現(xiàn)高低壓的隔離以確保人身與設備安全,其二是實現(xiàn)阻抗匹配并防止輸電線路上的高頻電流外泄到母線,以減少傳輸衰耗。此外,高頻通道還包括保護間隙、接地開關以及負責發(fā)送和接收高頻信號的高頻收發(fā)信機。高頻收發(fā)信機的原理如圖1 所示。
圖1 高頻收發(fā)信機原理框圖
1)高頻通道背景噪聲測試:因收發(fā)信機收信行為不具有規(guī)律性。在測試背景噪聲時,未發(fā)生收信動作。
在測試時刻,背景噪聲正常,也可以說明信號不是每時每刻都存在。
2)在收發(fā)信機高頻電纜接口處錄取波形。從段錄取的波形可以看出,高頻通道中確實存在隨機的干擾信號。強度有大小。持續(xù)長短不同,并不是所有干擾信號,都能造成SF960A 收信動作。
3)收發(fā)信機測試:將高頻電纜從SF960A 收發(fā)信機處拆除,接入另一套LFX-912 收發(fā)信機,并且LFX-912 頻率并未設為318 kHz,但是LFX-912 收信仍然動作。這次試驗基本可以排除SF960A 收發(fā)信機的問題,并且也可以確認通道干擾信號為一個寬頻信號,不然不會不同頻率的SF960A 與LFX-912 均收信動作。
4)一次設備紫外成像試驗:采用了紫外成像儀開展了結合濾波器及其連接線、耦合電容器和阻波器的紫外成像測試。從檢測結果看,結合濾波器及其連接線、阻波器及其連接線外觀良好,均無放電現(xiàn)象。耦合電容器本體無明顯異常放電,三相的一次接頭也均未檢測到放電現(xiàn)象。
利用望遠鏡對現(xiàn)場其他一次設備進行觀察,發(fā)現(xiàn)電壓互感器與引流線間螺絲有松動現(xiàn)象,通過錄取波形發(fā)現(xiàn),風力較大時,引流線擺動的幅度加大,波形的跳躍也越明顯。
1)收發(fā)信機無異常,收發(fā)信機報文與高頻通道錄播圖形,通道中存在寬頻干擾信號應該是造成收發(fā)信機頻繁收發(fā)信的原因。
2)耦合電容器表面及接頭、結合濾波器、阻波器均未發(fā)現(xiàn)異常放電,雖然B、C 耦合電容器頂部法蘭處出現(xiàn)污穢放電,但放電不強烈,且電暈放電屬于空氣擊穿放電,其放電信號不會串到一次回路中。
綜上,電壓互感器與引流線間螺絲松動是這次干擾的主要原因。事實證明,經(jīng)停電處理后,收發(fā)信機頻繁發(fā)信現(xiàn)象停止。
基于以上分析,為盡量避免高頻通道出現(xiàn)各種類似故障或異常情況,可以從以下幾個方面著手:
1)高頻通道具有結構復雜、抗干擾能力較弱等特點,日常維護中需要重視。
2)在高頻通道故障或異常情況處理時,應該按照正確細致的順序,認真收集并記錄所有相關數(shù)據(jù),制定一套較為成熟的故障查找流程,務必涵蓋高頻通道涉及的相關設備和元件,逐一排除懷疑點并最終確認故障根源。
3)高頻通道硬件質(zhì)量和安裝工藝應高度重視,保證各元件內(nèi)部和之間連接穩(wěn)固。
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