1 前言
線路縱聯(lián)保護(hù)是當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí),使兩側(cè)開關(guān)同時(shí)快速跳閘的一種保護(hù)裝置,一般作為線路的主保護(hù).對(duì)高壓電網(wǎng),其穩(wěn)定性要求比較突出,故必須要求繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)全線速動(dòng).目前實(shí)現(xiàn)保護(hù)全線速動(dòng)的唯一辦法是將線路兩側(cè)的保護(hù)裝置的信息進(jìn)行交換。對(duì)于短線,可用輔助導(dǎo)線,但長線,因受干擾和衰耗等影響,只能使用高頻通道。渡口220kV變電站是虔東電網(wǎng)的一個(gè)重要樞紐站,其中渡潭線73.33km、井渡線138.96km、渡瑞I線63.72km、渡瑞II線63.72km。分別與潭東變電站、井岡山電廠、瑞金變電站相連。4條220kV線路運(yùn)行著8套高頻保護(hù),因此,為確保電網(wǎng)安全,對(duì)通道的加工結(jié)合設(shè)備進(jìn)行日常巡視及維護(hù)檢查成了運(yùn)行人員和繼電保護(hù)人員的重要工作內(nèi)容。
2 電力線載波通道的基本構(gòu)成
電力線的主要功能是傳輸工頻電流,要使它兼作傳輸高頻信號(hào)的通道,就必須使工頻電流和高頻電流分開。這就需要一套加工結(jié)合設(shè)備。加工結(jié)合設(shè)備的構(gòu)成圖,也即電力線路載波通道的構(gòu)成圖,主要包括電力線,高頻阻波器,耦合電容器,結(jié)合濾波器,高頻電纜和高頻收發(fā)信機(jī),這就是在我國電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用的相—地制電力線高頻通道的構(gòu)成圖(相—相制通道在本文不討論)。
(1)高頻阻波器是一個(gè)由電感線圈和可調(diào)電容器組成的并聯(lián)諧振電路,當(dāng)其諧振頻率為選用的載波頻率時(shí),對(duì)載波電流呈現(xiàn)很大的阻抗(在1000Ω以上),對(duì)工頻電流而言,高頻阻波器的阻抗僅是電感線圈的阻抗,其值約為0.04Ω,不影響工頻電流的傳輸;其作用是分離工頻電流和高頻電流,阻止高頻電流向變電站或分支線的泄漏,達(dá)到減小高頻能量損耗的作用。
(2)耦合電容器接于電力線和結(jié)合濾波器之間,耐高壓,電容量小,它對(duì)工頻信號(hào),呈現(xiàn)很大阻抗,對(duì)地泄漏電流小,而對(duì)高頻信號(hào),呈現(xiàn)阻抗很小,高頻信號(hào)可以順利傳輸。
(3)結(jié)合濾波器和耦合電容器構(gòu)成帶通濾波器。利用結(jié)合濾波器使電力線路與電力電纜起阻抗匹配作用,以減小高頻信號(hào)的衰耗,使高頻收發(fā)信機(jī)收到的高頻功率最大。同時(shí)還利用結(jié)合濾波器進(jìn)一步使高頻收發(fā)信機(jī)與高壓線路隔離,以保證高頻收發(fā)信機(jī)及人身安全。
(4)高頻電纜的作用是把戶外的帶通濾波器和戶內(nèi)保護(hù)屏上的收發(fā)信機(jī)連接起來,并屏蔽干擾信號(hào)。
(5)收發(fā)信機(jī)是發(fā)送和接收高頻信號(hào)的設(shè)備。渡口變電站用的收發(fā)信機(jī)為南瑞公司生產(chǎn)的LFX-912,可遠(yuǎn)距離傳送閉鎖式保護(hù)信號(hào)。
此外,還有避雷器、保護(hù)間隙和接地刀閘,是保護(hù)設(shè)備和人身安全的設(shè)備。當(dāng)線路由于遭受雷擊或其它原因產(chǎn)生危及高頻設(shè)備安全的高電壓時(shí),避雷器的間隙擊穿接地,起保護(hù)作用。在檢查、調(diào)試高頻保護(hù)時(shí),將接地刀閘合上,可防止高壓竄入。
3 繼電保護(hù)載波通道應(yīng)滿足的基本運(yùn)行條件
(1)P1—收信機(jī)靈敏啟動(dòng)電平不應(yīng)低于+4dB,當(dāng)收信入口處的電平達(dá)到此值時(shí),收信輸出就起變化。
(2)P2—通道上出現(xiàn)的最大干擾或串?dāng)_電平值不允許超過- 13dB。
(3)P3—收信機(jī)輸出能使保護(hù)正常工作的最低收信電平值,必須比靈敏收信電平+ 4dB 高+ 6dB ,即要大于+ 10dB。
(4)P4—最低通道裕量,即正常接收電平一定要高于可靠工作電平,它是保證保護(hù)安全運(yùn)行的重要數(shù)據(jù),此值不應(yīng)小于8.686dB,但允許短時(shí)波動(dòng)+ 2. 6dB。對(duì)使用載波通道的閉鎖式縱聯(lián)保護(hù),在正常運(yùn)行狀態(tài)其通道裕量不應(yīng)小于1.0Np,遇有裕量較正常情況降低0.3Np ,應(yīng)及時(shí)查明原因,要特別注意及時(shí)發(fā)現(xiàn)阻波器失調(diào)的不正常現(xiàn)象。
(5)P5—本側(cè)接收到對(duì)側(cè)的信號(hào)電平,此值需大于+ 19dB。
(6)bΣ—允許最大的傳輸衰耗,此值不大于+ 21dB。每一側(cè)的終端衰耗約為+ 4dB,因此,輸電線路本身的傳輸衰耗最大值應(yīng)按+ 13dB計(jì)算。
4 高頻通道的日常運(yùn)行維護(hù)
目前,我國電力系統(tǒng)中的高頻保護(hù)通道的運(yùn)行方式廣泛采用短時(shí)發(fā)信方式。該方式是正常運(yùn)行情況下發(fā)信機(jī)不發(fā)信,載波通道中無高頻電流通過,只有系統(tǒng)故障時(shí),保護(hù)的起動(dòng)元件才起動(dòng)發(fā)信機(jī)發(fā)信,通道中才有高頻電流傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是可以減少對(duì)通道中其它信號(hào)的干擾和延長發(fā)信機(jī)壽命,但保護(hù)中應(yīng)有快速反應(yīng)故障的起動(dòng)元件。為了確知高頻通道是否完好,需要定期起動(dòng)發(fā)信機(jī)來檢查通道的完好性。因此,對(duì)運(yùn)行部門來說,高頻通道的日常巡視檢查就顯得特別重要。具體地講,可分為戶外加工結(jié)合設(shè)備的檢查和通道數(shù)據(jù)的測試。
4.1高頻阻波器正常巡視項(xiàng)目如下
(1)檢查導(dǎo)線有無斷股,接頭有無發(fā)熱現(xiàn)象,阻波器有無異常響聲。
(2)高頻阻波器安裝是否牢固。
(3)高頻阻波器上部與導(dǎo)線間懸掛的絕緣子是否良好。
(4)阻波器上有無雜物,構(gòu)架有無變形。
運(yùn)行中通道設(shè)備故障,尤其是線路阻波器故障,會(huì)造成高頻保護(hù)通道衰耗增大,通道裕度減少等問題。嚴(yán)重時(shí)將使高頻保護(hù)誤動(dòng)作。當(dāng)相鄰兩次測得的通道裕度大于3dB 時(shí),用接收電壓表示:
ΔA = 20lg(U1/PU2)>3dB,即U1/PU2>1.4。
當(dāng)相鄰兩次測得的接收電壓之比大于1.4時(shí),表明通道裕度突變已超過了3dB,必須及時(shí)查明原因予以排除。
4.2耦合電容器正常巡視項(xiàng)目如下
(1)耦合電容器瓷瓶有無破損,滲漏油現(xiàn)象。
(2)耦合電容器引線有無松動(dòng)、過熱,經(jīng)結(jié)合濾波器接地是否良好,有無放電現(xiàn)象,接地刀閘瓷瓶有無破損。
(3)耦合電容器內(nèi)部有無異常聲音。
4.3結(jié)合濾波器正常巡視檢查項(xiàng)目如下
(1)引線連接牢固,接地線接觸是否良好。
(2)瓷瓶有無裂紋和破損。
(3)外殼能否蓋嚴(yán),有無銹蝕和雨水滲入。
(4)接地刀閘安裝是否牢固,連接線是否正確,高頻電纜的保護(hù)管是否牢固。
結(jié)合設(shè)備包括以下基本元件:接地刀閘、避雷器、排流線圈、調(diào)諧元件、平衡變量器等。從長期運(yùn)行資料分折,結(jié)合濾波器常見故障有如下幾類:高頻電纜接地端子絕緣水平下降;橡膠圈封口老化,雨水滲透內(nèi)部引起積水;變量器、避雷器擊穿;其它元件損壞,致使特性變壞。以上故障均將影響通道的工作衰減,使通道的傳輸衰耗增大。
4.4高頻通道整組試驗(yàn)項(xiàng)目要達(dá)到規(guī)定要求
(1)通道衰耗實(shí)驗(yàn),要求由兩側(cè)所測的衰耗值之差不大于3dB。
(2)信號(hào)差拍,要求U1/U2 大于2 ( U1 ———本端發(fā)信電壓, U2 ———對(duì)側(cè)發(fā)信時(shí), 本端所接受的電壓) 。
(3)通道信號(hào)裕量測量,應(yīng)在8. 868dB 以上。
(4)衰耗控制器調(diào)整,使收信輸出電流為1mA。
5 結(jié)語
高頻通道涉及兩個(gè)廠站的設(shè)備,其中輸電線路跨越幾千米至幾百千米的地區(qū),經(jīng)受著自然界氣候的變化和風(fēng)、霜、雪、雷電的考驗(yàn),高頻通道上各加工設(shè)備和收發(fā)信機(jī)元件的老化和故障都會(huì)引起衰耗。高頻通道上任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題,都會(huì)影響高頻保護(hù)的正常運(yùn)行。在我們對(duì)高頻保護(hù)正確性評(píng)價(jià)工作中,可以看到,通道的堵塞,通道質(zhì)量的低劣是影響高頻保護(hù)不能正確動(dòng)作的主要因素,故障錄波器的波形圖分析常常會(huì)看到高頻信號(hào)有間斷,畸變的現(xiàn)象。因此,運(yùn)行人員在日常巡視工作中,務(wù)必對(duì)高頻通道的加工結(jié)合設(shè)備作認(rèn)真細(xì)致的檢查??梢哉f,發(fā)現(xiàn)異常,消除缺陷,控制異常,預(yù)防故障,即是高頻通道設(shè)備維護(hù)工作中的難點(diǎn),也是運(yùn)行檢修人員日常工作中的重點(diǎn)。對(duì)于供電企業(yè),不斷提高設(shè)備管理及運(yùn)行維護(hù)的科學(xué)水平,是追求本質(zhì)上的安全持之以恒最切實(shí)最基礎(chǔ)的工作。