徐建平，吴文联

（1.浙江省电力公司，杭州 310007；2.杭州市电力局，杭州 310006）

随着电网接线越来越复杂，要求开关跳闸必须有选择性，线路纵联保护具备综合判别能力。能同时反应两侧电气量的变化，快速切断故障线路。其故障信号测量涉及到通信通道，通信通道的异常直接影响高压线路保护的运行。

1 一起电力载波高频通道异常的初步检查

图1是典型的电力载波高频通道，使用的信号频率是50～400 kHz。信号经高压输电线路传送，在输电线路和收发信机之间有耦合电容器、结合滤波器、高频电缆等连接设备，在输电线路和断路器之间还装有阻波器以隔离高频电流。这些设备一方面实现高压低压的隔离以确保人身与设备安全，另一方面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。

220kV亭中2400线是220kV亭山变和220kV中埠变的联络线，亭山变一侧间隔为新建，中埠变间隔的高频通道设备运行了10多年。2009年10月，亭中2400线第2套高频保护B相通道（使用频率为164 kHz）在交换信号时，高频收发信机频繁出现“3 dB告警”，几次交换信号后“3 dB告警”又消失，第2天早上交换信号时又会出现告警情况。检修试验人员对高频通道进行了初步检查。经检查，两侧高频电缆及结合滤波器等单个通道元件在工作频率下的衰耗均在正常范围，两侧的收发信机工作正常，外部接线也未发现异常情况。进一步进行了通道衰耗测试，通道检查点布置见图1的A，B，A′，B′点，其中A侧为中埠变，A′侧为亭山变。表1分别列出了通道衰耗正常和捕捉到两侧通道告警时的测试电平数据。

图1 电力载波高频通道示意图

表1 2种状态下的测试电平数据

2 电力载波高频通道异常的推理分析

根据值班人员反映，高频收发信机 “3dB告警”信号经常出现在上午气温较低露水凝结时（富阳的秋季10月还未结霜），而到了下午或傍晚，告警信号会自动消失；检修试验人员在检查时也发现“3 dB告警”会在几次交换信号后消失的情况。由此推断，高频通道异常的原因是高频通道的某处存在结露，结露形成的水珠产生了高频信号的对地分流衰耗，一旦环境温度升高或多次交换信号后加热了分流点的水珠，对地分流通道断开，通道又恢复正常。由于二次系统电压较低，不足以击穿水珠，判断异常点出现在耦合电容或阻波器中的可能性较大。

根据通道异常时的数据——中埠侧发信时对侧的收信电平明显小于亭山侧发信时中埠侧收信电平这一情况，判断通道异常点在中埠变一侧，判断依据见图2。将载波线路及连接设备等效为四端网络，将水珠表示为分流阻抗Z，将接收端的高频电缆及收发信机视为负载。从图2可以看出C点电平高于C′点电平，模拟水珠的分流阻抗Z接在C点时消耗的功率比接在C′点时要高，而负载消耗功率正好相反；因此水珠出现在发信侧时对侧收信电平比水珠出现在收信侧时的收信电平要低一些。

图2 高频保护通道等效电路图

阻波器通常易发生的故障是避雷器或调谐元件电容击穿，经验数据表明由于阻波器的避雷器或电容击穿引起的分流衰耗一般小于3 dB，而现场检测数据显示在通道告警时两侧电平相比正常情况跌落偏大（10 dB左右），可以断定阻波器不是“3 dB告警”的主要原因。综合了多方面的判断以后，确定高频通道异常的原因在中埠变的高压耦合电容上。

3 载波通道设备的检查

检修人员将耦合电容器拆除后发现，耦合电容器底部锈蚀较严重，下底面相当潮湿，有明显的水珠；末屏引出镀锡铜软带与上底板的间隙非常小，很容易因为结露造成接地短路，如图3所示。

图3 耦合电容器底部受潮

该型号耦合电容器户外安装，底座与支架顶板之间用螺栓紧固，无密封措施；由于昼夜温差原因，底座与顶板之间的空气室每天呼吸1次，潮气很容易侵入；又因为气室顶部是密封的，潮气一旦侵入就难以消散，日积月累后遇低温低压天气，潮气就凝结成露珠而附着于耦合电容器底部，使得气室内收容了更多的潮气。在冬、春季节，由于空气温度低，气室内所含潮气总体较少，再加上昼夜温度差别不大，大量结露的机率很小；在盛夏季节，由于日晒时间长、平均气温高，气室内的潮气多数以气体状态存在，结露形成大水珠的机率也不高。而在秋季，昼夜温差大为大量结露创造了条件。

中埠变220kV亭中2400线B相耦合电容器正是在秋季出现异常。在此之前的夏季，因为结露比较轻微，底板处虽有水珠，但还不致于造成短路接地。进入秋季之后，耦合电容器底部气室在夜间结露逐渐加重，水珠也逐渐变大；到一定程度，水珠将镀锡铜软带与上底板连接构成水电阻通电，相当图1中的C点通过水电阻接地，此后高频信号通过时出现信号分流。所以高频通道经常在上午有“3 dB告警”信号。经过一上午的太阳照射后，到了下午及傍晚，耦合电容器底座内温度升高，水珠蒸发变小，镀锡铜软带与上底板之间的水电阻被切断，通道交换信号恢复正常。同样，在多次通道交换后，由于高频泄漏电流对水珠的加热作用将水珠蒸发，切除了分流通路，交换信号也会恢复正常。

4 载波通道异常设备的处理

鉴于该型号耦合电容器的结构性缺陷，对其进行了更换。更换后的耦合电容器型号为WCC220-0.005H，底部采用敞开式结构。

220kV亭中2400线高频通道在更换耦合电容器后进行的通道衰耗测试正常，测试数据如表2。线路投入运行后，高频通道未再出现“3 dB告警”现象。

表2 耦合电容器更换后收发信电平测试数据dB

这次通道异常的分析处理表明，继电保护调试人员不仅要熟悉掌握二次设备及二次系统的状况，还要充分了解一次设备，只有提高了综合判断、分析能力，才能正确处理调试工作中遇到的各类问题。

[1]毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答[M].2版.北京：中国电力出版社，2004.

[2]南京南瑞继保电气有限公司.LFP912高频收发信机，技术说明书[G].2002.