技术讲课-高频通道阻波器的原理分析与检测方法2009.05.doc

高频通道阻波器原理分析与检测方法讲义 （韩 靖） 2009年月日 图1　高频阻波器原理图 Fig1 Principle of HF trapper 高频阻波器故障对高频保护的影响 高频阻波器出现故障后，在可能的情况下母线的对地阻抗足够大，母线的介入衰耗可能不足以影响收发信机的收发信，收发信机收信电平足够高，线路两端的高频保护装置可以依据此电平做出正确的判断，但是这是缺乏坚实的支撑基础的[3,4]。这不仅仅因为母线高频阻抗受运行条件或接线方式的影响，分流损耗随母线工况而改变，而且，高频阻波器后边(保护区外)相邻线路或母线上发生短路故障的瞬间，母线分流损耗会剧烈上升。以图2中d1点短路为例，接地故障发生在其他线路出口的近端，几乎相当于将母线的高频等效阻抗短路。于是母线对高频通道产生的分流损耗将完全由高频阻波器损坏后的残余阻抗确定，因而母线的介入衰耗必将随着阻抗的突然降低而上升。这就是说，在高频阻波器的反方向出现区外短路故障的关键时刻，也正是对端需要收到本端发送的闭锁信号之时，本端发出的闭锁信号主要的流通路径却是经由损坏的高频阻波器流向母线，流入短路点，这便形成了一种区外短路情况下高频保护装置误动的可能性。也就是说在高频阻波器故障后，安装在故障高频阻波器一侧的高频保护装置就失去了在反方向故障时闭锁线路对侧高频保护装置的功能。 图2 高频阻波器故障时系统短路时高频电流的流通路径 3　高频阻波器检测方法的研究[5,6,7] （1）停电拉合刀闸测试 图3　高频阻波器拉合刀闸测试原理图 如图3所示，检查时先启动一侧的发信机（M侧），如N侧的接收电压较低，轮流断开M侧和N侧的线路断路器，当N侧接收电压明显提高时，被断开一侧的高频阻波器就是损坏了。再启动N侧发信机，M侧接收，做同样试验，得出的故障结果应该一致。 （2）测量输入阻抗 作此项试验时，线路可以不停电。轮流启动两侧发信机可以直接读装置上的输出电压U1，和输出电流I1，求得通道输入阻抗Zi=U1/ I1。在装置无高频电流表的情况下，则可在高频电缆的入口串入一只小电阻r（5Ω/5W左右），用电平表测出发信时该电阻上的电平值LU，再用公式UR=0.755eLU，算出电阻r上的压降，此时高频电流为I1=Ur/r，再求出通道的输入阻抗Zi=U1×r/0.755eLU，如图4所示。 图4　高频阻波器测量输入阻抗原理图 此项试验要求在通道两侧轮流进行，高频阻波器损坏的一侧（M侧）测得的输入阻抗将比损坏前的数值变化较大，另一侧由于挂了一条长的输电线路，而输电线路的输入阻抗和末端负载大小无关，它基本保持Zi=Zc=400Ω不变。 （3）测量近端跨越衰耗 这种方法适用于相邻线路挂单频高频阻波器的情况并且要求f1≠f0≠f2[5]。测试分别在两侧的本线和相邻线的同一相的高频装置上进行，启动本线f0发信机测得U1M和U1N，在相邻线上测得接收电压U2M和U2N，则跨越衰耗为dB (1) dB (2) 图5　高频阻波器测量近端跨越衰耗高频阻波器损坏侧（如M侧）的跨越衰耗要比完好侧的跨越衰耗小的多，即bkyMbkyN。 如果本线的工作频率f0和相邻线路的工作频率均在相邻结合滤波器的通带范围内，则测试最简单，可直接从装置上的电压表读数即可。如果f0落在相邻线结合滤波器的通带之外，则电压表应该接到结合滤波器的高压侧进行测量。 Fig.7 Channel loss curve of pointy-point measurement 道的高频电缆与收发信机断开，在高频电缆上接选频振荡器，在原频率附近以10 kHz的步长加入高频信号，在本侧变电站相邻线路高频信号入口处测出相应频率的近端跨越衰耗，做出各频率点的近端跨越衰耗曲线图，找出衰耗最大的频率点，例如对某线路高频通道进行近端跨越衰耗测试，并做出其衰耗曲线如图7所示，原高频通道频率为182.5kHz、由测试结果可知该通道在140 kHz时跨越衰耗值最大，且经计算高频阻波器在该频点工作时满足高频收发信机工作的裕度，可以更换高频收发信机相关的频率插件，使通道在新的谐振点工作，这样可以避免高频阻波器的吊装检查与更换。 4 结论 高频通道涉及两个厂站的设备，其输电线路跨越几千米至几百千米的地区，高频阻波器的老化和故障都会引起衰耗的增加，都可能影响高频保护的正常运行。本文通过对高频通道中高频阻波器的分析，给出了高频阻波器故障检查的几种简单实用的方法，在实际的应用中取得了比较好的效果。 授课时间 2009年05月15日 授课人 韩 靖 授课内容 高频通道阻波器的原理分析与检测方法 日 期 听课签字 日 期 听课签字 日 期 听课签字