摘要：针对两起继电保护高频通道异常事件进行了分析，总结了高频通道的典型故障，同时提出了相应的处理方法，可提高高频保护通道的运行维护水平，确保电网安全运行。
关键词：高频保护；通道异常；纵联保护；耦合电容器；拉弧
1 引言
高频保护的通道由输电线路和高频加工设备构成，其中高频加工设备包含阻波器、祸合电容器、结合滤波器、高频电缆及收发信机等。继电保护用高频通道是纵联保护的重要组成部分，高频通道异常是造成纵联保护被迫退出的主要原因，及时发现、解决高频通道的异常、故障，对防比由于保护装置不正常运行引起的电网故障有着极其重要的作用。本文结合两起高频通道异常的事件，对事件处理情况进行了分析，总结了高频通道的典型故障并提出了相应的处理方法。
2高频保护配置现状与一般分析方法
2.1高频保护配置现状
国内高压输电线路高频保护柜，线路微机保护装置及收发信机装置厂家众多。常见的高频保护配置的线路微机保护装置有CSC101、WXH802等，收发信机装 置有SF600/601/960等。由于目前国内没有统一严格的高频保护信号技术规范，微机保护装置和收发信机装置厂家对信号的理解存在差异，设计方在二次设计时对不同的微机保护装置与收发信机装置匹配后的调度主站信号实现功能和规范描述未统一。
2.2高频保护通道运行需求
（1）设备监控信号规范
高频微机保护装置与收发信机匹配的多样性，导致高频保护通道保护信号的描述不尽相同。设备监控信息点表制作方为了保留对保护装置信号描述的原创性，往往直接照搬装置保护信号描述。实际电网运行中，高频保护通道信号描述存在较大差异。规范高频保护通道信号描述，可以将通道正常、通道异常类信息按照简单明了的原则，进行统一规范描述。由设备监控信息点表制作方在源头上进行规范，设备监控管理单位在审核点表时严格把关，从而提高高频保护通道信号的规范性。
（2）高频保护通道调控运行目标
智能电网提出在将来的电网中要实现电力流、信息流和业务流高度融合，实现实时和非实时信息的高度集成、共享利用，为电网运行管理展示全面、完整和精细的运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。结合智能电网调控运行要求，高频保护通道信号在调控运行时，要求信息 描 述统一、规范、清晰明了，调控运行人员通过辅助决策专家系统能够快速、准确、智能地展现高频保护通道异常间隔的结果，从而减少变电站设备运维人员的劳 动强度，降低电网生产运维成本，提高高压输电线路保护运行效率。
2.3高频保护通道诊断方法
对高频保护通道运用科学的统计方法，结合定量、定性研究进行统计分析，实现对高频保护通道信号的统计分析。图１为高频通道信号统计分析流程：首先对高频保护通道信号设计合理的统计参数，然后整理统计采样数据进行信号处理，然后通过信号规范来整理信号数据，再通过分组标值、界限划分及专业的算法统计分析程序来实现对高频保护通道信号的数据统计分析功能。高频保护通道统计参数的设计可以考虑将“高频收发信机动作次数”、“高频收发信机恢复次数”、“高频保护通道异常动作次数”、“高频保护通道异常恢复次数”作为直接统计参数。将“高频保护通道测试异常”、“高频保护通道测试正确动作率”、“高频保护通道拒动”次数作为统计分析量。
图1 高频保护通道信号数据统计流程
整理统计采样数据，统一规范的高频保护通道信号描述是统计分析的充分条件。统一高频保护装置厂商、收发信机装置厂商、设计方对高频保护通道信号的理解，将高频保护通道信息简洁明了、规范地描述，可以事半功倍提高高频保护通道信号的统计分析效率。完成统计参数设计和统计数据采样后，通过对比统计分析的方法，对比一段时间内收发信机动作和收发信机恢复次数，统计数据就能很直观地反映高频保护通道测试的实际情况。通过对比一段时间内通道异常动作次数和通道异常恢复次数，得到的统计数据可以很客观地反映高频保护通道受到外部
环境干扰的实际情况和实际运行中是否发生了通道故障的情况。
（1）高频保护通道测试正常
高频保护通道正常时调度自动化系统监控运行界面有以下遥信信号：“高频保护收发信机装置动作”、“高频保护收发信机装置恢复”、“高频保护收讯动作”、“高频保护收讯动作恢复”。视微机纵联保护装置和收发信机装置匹配类型不同而显示的信号不同，但是不管是收发信机信号还是收讯输入信号，在进行高频保护通道测试时，只有动作、恢复信号各1次，且间隔时间一般在30ｓ以内才能认为高频保护通道测试正常。仅有收发信机单一动作或恢复信号时均不能诊断高频保护通道测试智能诊断正常的判断，因为有可能收发信机的动作和异常信号，在信号上送调度自动化主站时，网络通道故障或者其它原因导致收发信机动作、异常信号丢失。这种情况下如果只判收发信机动作，而不将收发信机或者收讯输入动作、恢复信号作为判断量，会误诊断高频保护通道测试正常，这是高频保护通道测试正常智能诊断中要特别注意的问题。
（2）高频保护通道测试异常
高频保护通道异常信号在调度自动化监控运行界面大致有以下几类：“高频保 护 收发信机异常”、“高频保护保护装置闭锁/异常/直流消失”、“高频保护保护纵联通道告警”、“高频保护收发信机3DB告警”、“高频保护通道故障”等，实际中信号描述不一、视收发信机装置和保护装置类型不同而上送信号不同。高频保护测试通道异常智能诊断专家判据可以设定为只要有上送异常信号均判定为通道异常。
3 高频通异常案例一分析
2.1 高频通异常事件经过
某日，220kV甲乙线高频闭锁距离保护CSL-lO1B通道告警。现场检查发现，保护装置显示SXCC(收信出错)，收发信机3dB告警;两套收发信机长期起动，或停比后很短时问内又起动，起动时电平指针不稳，摆动幅度较大。线路两侧开关断开后，两侧两套收发信机均不再起动。
220kV甲乙线保护配置情况:第一套线路保护为北京四方高频闭锁距离CSL-lO1B和宏图高科收发信机USF6A(高频通道为A相通道，频率为126kHz);第二套线路保护为南瑞继保方向高频LFP-901 B和南瑞继保收发信机LFX-912(高频通道为B相通道，频率为166 kHz)。甲乙线高频通道接线图如图2所示。
图2 甲乙线高频通道接线图
2.2高频通异常事件分析及处理
甲乙线带电时，双套高频保护的两个收发信机处于异常起动状态，当两侧断路器断开后，两侧收发信机不再起动。现场检查发现，甲乙侧保护装置、收发信机及高频通道加工设备外观无异常。在甲侧进行通道试验，A相通道试验正常，B相通道试验仍然通道告警。由此初步判断可能是B相高频加工设备的某元件内部有损坏。对B相高频通道进行收发信电平测试，结果见表1、2。
从表3可知，甲侧B相发信时，高频信号已发送至线路上，经相问电容耦合，乙侧A相有电平值;乙侧B相发信时，甲侧A相收信电平值不正常。
由此判断应该是乙侧耦合电容器损坏。将乙侧B相耦合电容器用短接线短接后，通道试验正常，因此确定是耦合电容器损坏。对于在线路带电情况下两相收发信机均频繁起动，而线路停电后此现象消失的问题，经设备解体检查及分析得知其原因为耦合电容器内部断线，断线点存在拉弧，拉弧时产生各种频率的电磁波发散出去，导致收发信机受到干扰而频繁起动，而线路停电后拉弧消失，收发信机也不再起动。
3 高频通异常案例二分析
3.1高频通异常事件经过
某年8月1日9点，220kV丙丁线高频闭锁距离保护CSC－101B报 “通道告警”，丙侧现场检查发现PSF631收发信机报 “通道告警”。对丁侧进行通道试验，结果通道交换正常，此时丙侧再进行通道交换，也恢复正常。之后几天，相同情况再次发生，丙侧通道试验报通道告警，丁侧通道试验正常后，丙侧再进行通道试验也恢复正常。当年8月6日10点， 该事件再次发生时， 调度下令保持通道告警现状并退出两侧220kV丙丁线高频保护压板，并通知两侧继保专业人员进行处理。
220kV丙丁线高频保护配置四方CSC－101B高频闭锁距离保护和南自PSF631收发信机（A相通道,频率为398kHz）。
3.2高频通异常事件分析及处理
该事件有一个特殊的现象：通道试验故障总是在一侧出现，另一侧通道试验后故障现象消失，而且故障时间不定。
线路两侧的继保人员到现场后，检查了收发信设备，结果一切正常。而导致单侧无法进行通道试验的原因有：高频阻波器调谐元件损坏；结合滤波器元件损坏；收发信机装置损坏；收发信机与结合滤波器之间的高频电缆芯线接地等。由于线路是在运行状态，因此高频阻波器不具备检查条件。 两侧收发信机装置的 情况：电源工作电压正常，试验按钮接触良好，无异常信号。对高频电缆芯线进行绝缘检查也无异常。因此初步分析可能是结合滤波器损坏所导致。
根据现场情况，决定由丙侧收发信机长发信，丁侧收发信机电源断电，以逐一检查丁侧高频
由表6可知，更换后的丁侧高频通道各点收信电平恢复正常。将丁侧收发信机电源恢复后，丙侧进行通道试验，也正常。
结合滤波器拆除后，继保人员对其进行试验检测，结果显示在工作频率下的回波衰耗约为16dB。而根据继电保护专用高频通道结合滤波器技术条件要求，回波衰耗应不小于20dB，由此证明结合滤波器确已损坏。
综上可知，单侧通道交换信号故障，不能进行信号交换的一方未必是故障方，出现故障的可能是线路对侧的结合滤波器。
结合滤波器由电容、电阻、线圈组成，部分元件在长时问运行后会出现异常(丙丁线运行了4年)，从而导致结合滤波器阻抗特性发生变化，回波损耗减小。本次事件中，丁侧离故障结合滤波器较近，发信电平较强(33.8dB)，结合滤波器可正常传送该信号；当丙侧发信时，电平经过长线路后下降较多(21.5dB)，发信电平弱时该故障结合滤波器不能传变该信号。
4高频通道的典型故障及处理方法
上述两起事件中，耦合电容器及结合滤波器损坏导致高频通道的衰耗增大，从而造成了高频保护通道异常。通常引起高频通道异常的原因大致分为两种：高频通道的物理连接故障和高频通道衰耗增大。物理连接故障指高频电缆开路、短路接地等故障；高频通道衰耗增大指阻波器、结合滤波器老化或损坏导致通道告警等故障。高频通道的典型故障及处理方法见表7。
5结束语
高频保护涉及面较广，通道的任何一个环节出现问题或小匹配都可能影响其正常工作。高频通道出现异常时怎么发现异常、消除缺陷，是高频通道设备维护工作中的难点，也是运行检修人员工作中的重点，因此，掌握高频通道异常的处理方法，可及时解决异常情况，以减少高频保护的停用时间，达到保证电网的安全稳定运行的目的。
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论文作者:图鋆彦
论文发表刊物:《科技中国》2018年3期
论文发表时间:2018/8/6
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