防止保护装置收发信机频繁收发信号的方法
2015-03-02郭继聪
郭继聪
(云南电网公司昆明供电局,昆明 650000)
0 前言
近年来,高频通道干扰引起的载波电路故障并不少见,发生了多起由于保护通道故障而引起通道阻塞、通道告警、甚至线路跳闸的事故事件。因此,总结类似故障原因及故障排除方法对于电网正常运行具有重要意义。以下,就一起宽频干扰引起的高频收发信机异常案例进行叙述和分析,希望对日后类似事件的故障原因查找和问题处理提供一定参考。
1 故障现象
某220 kV I 回主二保护屏收发信机发生频繁收发信的现象,因保护启信回路解除,期间也没监测到发信动作,初步怀疑有不明信号进入收发信机。
1.1 高频通道
高频通道是纵联保护中常见的一种通道类型,使用的信号频率50~400 kHz。这种频率在通信上属于高频频段范围,因此把利用这种通道的纵联保护称作高频保护。
高频通道有相—相耦合和相—地耦合两种类型。所谓相—相耦合是指收发信机经两套高频加工设备耦合在两相输电线路上,采用这种方式时高频电流衰耗较小,一般应用于允许信号中。所谓相—地耦合是指收发信机经高频加工设备耦合在一相输电线路上,收发信机另一端接地。采用这种方式时高频电流衰耗较大,受到的干扰也较大,一般应用于闭锁信号中。
由于输电线路是高压设备,收发高频电流的继电保护专用收发信机或载波机是低压设备,所以输电线路和收发信机之间还有耦合电容器、结合滤波器、高频电缆这样一些连接设备。输电线路和断路器之间还装有阻高频通工频的高频阻波器。上述这些设备统称为高频加工设备。高频加工设备主要有两点作用,其一是实现高低压的隔离以确保人身与设备安全,其二是实现阻抗匹配并防止输电线路上的高频电流外泄到母线,以减少传输衰耗。此外,高频通道还包括保护间隙、接地开关以及负责发送和接收高频信号的高频收发信机。高频收发信机的原理如图1 所示。
图1 高频收发信机原理框图
1.2 现场试验
1)高频通道背景噪声测试:因收发信机收信行为不具有规律性。在测试背景噪声时,未发生收信动作。
在测试时刻,背景噪声正常,也可以说明信号不是每时每刻都存在。
2)在收发信机高频电缆接口处录取波形。从段录取的波形可以看出,高频通道中确实存在随机的干扰信号。强度有大小。持续长短不同,并不是所有干扰信号,都能造成SF960A 收信动作。
3)收发信机测试:将高频电缆从SF960A 收发信机处拆除,接入另一套LFX-912 收发信机,并且LFX-912 频率并未设为318 kHz,但是LFX-912 收信仍然动作。这次试验基本可以排除SF960A 收发信机的问题,并且也可以确认通道干扰信号为一个宽频信号,不然不会不同频率的SF960A 与LFX-912 均收信动作。
4)一次设备紫外成像试验:采用了紫外成像仪开展了结合滤波器及其连接线、耦合电容器和阻波器的紫外成像测试。从检测结果看,结合滤波器及其连接线、阻波器及其连接线外观良好,均无放电现象。耦合电容器本体无明显异常放电,三相的一次接头也均未检测到放电现象。
利用望远镜对现场其他一次设备进行观察,发现电压互感器与引流线间螺丝有松动现象,通过录取波形发现,风力较大时,引流线摆动的幅度加大,波形的跳跃也越明显。
2 故障分析
1)收发信机无异常,收发信机报文与高频通道录播图形,通道中存在宽频干扰信号应该是造成收发信机频繁收发信的原因。
2)耦合电容器表面及接头、结合滤波器、阻波器均未发现异常放电,虽然B、C 耦合电容器顶部法兰处出现污秽放电,但放电不强烈,且电晕放电属于空气击穿放电,其放电信号不会串到一次回路中。
综上,电压互感器与引流线间螺丝松动是这次干扰的主要原因。事实证明,经停电处理后,收发信机频繁发信现象停止。
3 结束语
基于以上分析,为尽量避免高频通道出现各种类似故障或异常情况,可以从以下几个方面着手:
1)高频通道具有结构复杂、抗干扰能力较弱等特点,日常维护中需要重视。
2)在高频通道故障或异常情况处理时,应该按照正确细致的顺序,认真收集并记录所有相关数据,制定一套较为成熟的故障查找流程,务必涵盖高频通道涉及的相关设备和元件,逐一排除怀疑点并最终确认故障根源。
3)高频通道硬件质量和安装工艺应高度重视,保证各元件内部和之间连接稳固。
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