论文部分内容阅读
摘要 高频保护是以输电线载波通道作为通信的纵联保护，广泛应用于高压和超高压输电线路，是一种比较成熟和完善的无时限快速原理保护。文章说明了高频保护的组成元件的功能和需要注意的问题，列举了两起高频保护拒动事故，并制定了一些防范措施。
关键词 高频保护、拒动、防范措施。
1 高频保护的概念
高频保护是以输电线载波通道作为通信的纵联保护，广泛应用于高压和超高压输电线路，是一种比较成熟和完善的无时限快速原理保护。它能快速切除被保护范围内任何类型故障，它是采用沿被保护输电线路本身传送高频电流的方法，来比较输电线路两端的电气量，以判别是发生区内故障还是区外故障。区内故障快速动作切除故障；区外故障发出信号闭锁保护。因为它不能反映被保护输电线路以外的故障，所以不能作为下一段输电线路的后备保护，在定值整定上也无需与下一条线路相配合。
2 高频保护的信号
高频保护主要有三种信号，其简单的逻辑图如图l所示。
(1)闭锁信号，它是阻止保护跳闸的信号。也就是说，无闭锁信号是保护作用于跳闸的必要条件。只有满足本端保护元件动作和无闭锁信号两个条件时保护才动作跳闸。
(2)允许信号，它是允许保护跳闸的信号。也就是说，有允许信号是保护动作于跳闸的必要条件。只有满足本端保护元件动作和有允许信号两个条件时保护才动作于跳闸。
(3)跳闸信号，它是直接引起跳闸的信号，它与保护元件是否动作无关，只要收到跳闸信号，保护就作用于跳闸。
这三种信号中闭锁信号得到更广泛的应用，而跳闸信号使用范围最小，基本不用。
3 高频保护的组成及功能
高频通道各元件的简单逻辑图如图2所示。
在图2中继电保护装置的功能是对由被保护线路输入的电气量根据高频保护的原理进行处理，如电气量处理相位、大小、方向等，已达到继电保护的各种目的。收发信机功能是负责发出和接受高频信号，是高频通道中最核心的部分，直接与保护装置相连，它的运行状态直接决定保护装置能否正常动作。耦合电容器的电容量很小，对工频电流具有很大的阻抗，它的主要功能是可以防止工频电流侵入高频收发信机。对高频电流则阻抗很小，高频电流可顺利通过。耦合电容器和结合滤波器共同组成带同滤波器，只允许此带通带频率内的高频电流通过。减少高频信号的衰耗，使高频收发信机收到的高频功率最大。同时利用结合滤波器进一步使高频收发信机与高压线路隔离，以保证高频收发信机和人身的安全。
安装或更换结合滤波器时要注意耦合电容器的容量和结合滤波器的容量应大小相等。结合滤波器测试原理图如图3所示。
结合滤波器要注意问题如下：
(1)须在线路停电的情况下进行。
(2)拆开结合滤波器高压端与线路的连线。
(3)拆开结合滤波器与电缆的连线。
(4)测试结果，保护专用结合滤波器B8Z系列的测试后在工作频段内工作衰耗>13.3db、回波损耗<12db的视为不合格。
高频阻波器是由电感线圈和可调电容组成的并联谐振回路。其谐振频率为选用的载波频率时，对载波电流呈现很大的阻抗，从而使载波电流限制在被保护的输电线路以内(即两侧的阻波器以内)，而不致于流到相邻线路上去。对于50Hz的工频电流而言，高频阻波器的阻抗仅是电感线圈的阻抗。其阻值非常小，因而工频电流可以畅通无阻。阻波器中最核心的部分是调谐元件，调谐元件损坏，可能导致继电保护的不正确动作(区外故障造成区内误动)，严重危及到电网的安全稳定运行，因阻波器调谐元件的损坏在大多数的情况下不能通过通道测试中发现。特别是2001年以前生产的阻波器所执行的标准为参照IEC353—1989标准制定的国家标准，该标准对变电站隔离刀闸操作所引起的过电压估计不足，此种产品不能满足电网实际运行的要求。所以对于阻波器应利用停电机会加强测试，对于不合格的调谐元件必须更换。阻波器测试原理图如图4所示。
阻波器测试时要注意问题如下：
(1)测试阻波器时必须在线路停电时进行测试。
(2)须将阻波器靠近母线的一端可靠接地。
(3)须拆除阻波器与线路的连接端子，使阻波器与线路断开。
测试结果：
阻抗型阻波器：阻塞阻抗在工作频带内<800Q时，视为不合格。
电阻型阻波器：阻塞电阻在工作频带内<570Q时，视为不合格。
收发信机，负责发出和接受高频信号，是高频通道中最核心的部分，直接与保护装置相连，它的运行状态直接决定保护装置能否正常动作。
4 一起高频保护故障分析
某一220kV间隔检修预试工作结束后，线路送电的瞬间控制屏上报出“收发信机异常”信号，工作人员到保护装置检查时发现收发信机背板和高频收发插件烧坏。当排查到结合滤波器时发现结合滤波器上端与耦合电容器连接的铜导线接线端子处有明显的放电现象。至此查出原因，原来高压人员对耦合电容器做实验时将耦合电容器和结合滤波器之间的铜导线在结合滤波器上端拆除，恢复时螺丝没有压接牢固，导致耦合电容器末屏虚接地。当线路带电运行时，高电压沿着结合滤波器高频电缆侵入到收发信机，将收发信机背板和高频收发插件烧坏。
5 防范措施
从以上一起故障和拒动事故可以看出，造成高频保护故障或拒动的根本原因是没有贯彻执行反措和相关规程。建议在日常工作中加强以下几个方面的工作：
(1)做好二次回路抗干扰工作，贯彻执行反措。比如应沿高频电缆敷设截面不小于100mm。的裸铜排(缆)敷设成等电位接地网并与主接地网紧密连接；并将结合滤波器的一次接地点和二次接地点分别接地。应将保护及相关二次回路和高频收发信机的电缆屏蔽，应使用截面不小于4mm2多股铜质软导线可靠连接到等电位接地网的铜排上。
(2)建立完善的阻波器、结合滤波器等高频通道加工设备的定期检修制度，落实责任制，消除检修、管理的死区。6结束语
本文只是简单的分析了高频保护组成和各元器件的注意要点，其实在现实工作中还有很多因素都能引起高频保护的异常，比如阻波器损坏，结合滤波器损坏，收发信机异常等等。在日常工作中要切实做好高频保护和高频设备的维护工作，杜绝高频通道设备带电运行。
关键词 高频保护、拒动、防范措施。
1 高频保护的概念
高频保护是以输电线载波通道作为通信的纵联保护，广泛应用于高压和超高压输电线路，是一种比较成熟和完善的无时限快速原理保护。它能快速切除被保护范围内任何类型故障，它是采用沿被保护输电线路本身传送高频电流的方法，来比较输电线路两端的电气量，以判别是发生区内故障还是区外故障。区内故障快速动作切除故障；区外故障发出信号闭锁保护。因为它不能反映被保护输电线路以外的故障，所以不能作为下一段输电线路的后备保护，在定值整定上也无需与下一条线路相配合。
2 高频保护的信号
高频保护主要有三种信号，其简单的逻辑图如图l所示。
(1)闭锁信号，它是阻止保护跳闸的信号。也就是说，无闭锁信号是保护作用于跳闸的必要条件。只有满足本端保护元件动作和无闭锁信号两个条件时保护才动作跳闸。
(2)允许信号，它是允许保护跳闸的信号。也就是说，有允许信号是保护动作于跳闸的必要条件。只有满足本端保护元件动作和有允许信号两个条件时保护才动作于跳闸。
(3)跳闸信号，它是直接引起跳闸的信号，它与保护元件是否动作无关，只要收到跳闸信号，保护就作用于跳闸。
这三种信号中闭锁信号得到更广泛的应用，而跳闸信号使用范围最小，基本不用。
3 高频保护的组成及功能
高频通道各元件的简单逻辑图如图2所示。
在图2中继电保护装置的功能是对由被保护线路输入的电气量根据高频保护的原理进行处理，如电气量处理相位、大小、方向等，已达到继电保护的各种目的。收发信机功能是负责发出和接受高频信号，是高频通道中最核心的部分，直接与保护装置相连，它的运行状态直接决定保护装置能否正常动作。耦合电容器的电容量很小，对工频电流具有很大的阻抗，它的主要功能是可以防止工频电流侵入高频收发信机。对高频电流则阻抗很小，高频电流可顺利通过。耦合电容器和结合滤波器共同组成带同滤波器，只允许此带通带频率内的高频电流通过。减少高频信号的衰耗，使高频收发信机收到的高频功率最大。同时利用结合滤波器进一步使高频收发信机与高压线路隔离，以保证高频收发信机和人身的安全。
安装或更换结合滤波器时要注意耦合电容器的容量和结合滤波器的容量应大小相等。结合滤波器测试原理图如图3所示。
结合滤波器要注意问题如下：
(1)须在线路停电的情况下进行。
(2)拆开结合滤波器高压端与线路的连线。
(3)拆开结合滤波器与电缆的连线。
(4)测试结果，保护专用结合滤波器B8Z系列的测试后在工作频段内工作衰耗>13.3db、回波损耗<12db的视为不合格。
高频阻波器是由电感线圈和可调电容组成的并联谐振回路。其谐振频率为选用的载波频率时，对载波电流呈现很大的阻抗，从而使载波电流限制在被保护的输电线路以内(即两侧的阻波器以内)，而不致于流到相邻线路上去。对于50Hz的工频电流而言，高频阻波器的阻抗仅是电感线圈的阻抗。其阻值非常小，因而工频电流可以畅通无阻。阻波器中最核心的部分是调谐元件，调谐元件损坏，可能导致继电保护的不正确动作(区外故障造成区内误动)，严重危及到电网的安全稳定运行，因阻波器调谐元件的损坏在大多数的情况下不能通过通道测试中发现。特别是2001年以前生产的阻波器所执行的标准为参照IEC353—1989标准制定的国家标准，该标准对变电站隔离刀闸操作所引起的过电压估计不足，此种产品不能满足电网实际运行的要求。所以对于阻波器应利用停电机会加强测试，对于不合格的调谐元件必须更换。阻波器测试原理图如图4所示。
阻波器测试时要注意问题如下：
(1)测试阻波器时必须在线路停电时进行测试。
(2)须将阻波器靠近母线的一端可靠接地。
(3)须拆除阻波器与线路的连接端子，使阻波器与线路断开。
测试结果：
阻抗型阻波器：阻塞阻抗在工作频带内<800Q时，视为不合格。
电阻型阻波器：阻塞电阻在工作频带内<570Q时，视为不合格。
收发信机，负责发出和接受高频信号，是高频通道中最核心的部分，直接与保护装置相连，它的运行状态直接决定保护装置能否正常动作。
4 一起高频保护故障分析
某一220kV间隔检修预试工作结束后，线路送电的瞬间控制屏上报出“收发信机异常”信号，工作人员到保护装置检查时发现收发信机背板和高频收发插件烧坏。当排查到结合滤波器时发现结合滤波器上端与耦合电容器连接的铜导线接线端子处有明显的放电现象。至此查出原因，原来高压人员对耦合电容器做实验时将耦合电容器和结合滤波器之间的铜导线在结合滤波器上端拆除，恢复时螺丝没有压接牢固，导致耦合电容器末屏虚接地。当线路带电运行时，高电压沿着结合滤波器高频电缆侵入到收发信机，将收发信机背板和高频收发插件烧坏。
5 防范措施
从以上一起故障和拒动事故可以看出，造成高频保护故障或拒动的根本原因是没有贯彻执行反措和相关规程。建议在日常工作中加强以下几个方面的工作：
(1)做好二次回路抗干扰工作，贯彻执行反措。比如应沿高频电缆敷设截面不小于100mm。的裸铜排(缆)敷设成等电位接地网并与主接地网紧密连接；并将结合滤波器的一次接地点和二次接地点分别接地。应将保护及相关二次回路和高频收发信机的电缆屏蔽，应使用截面不小于4mm2多股铜质软导线可靠连接到等电位接地网的铜排上。
(2)建立完善的阻波器、结合滤波器等高频通道加工设备的定期检修制度，落实责任制，消除检修、管理的死区。6结束语
本文只是简单的分析了高频保护组成和各元器件的注意要点，其实在现实工作中还有很多因素都能引起高频保护的异常，比如阻波器损坏，结合滤波器损坏，收发信机异常等等。在日常工作中要切实做好高频保护和高频设备的维护工作，杜绝高频通道设备带电运行。