影响高频载波通讯质量的几个因素分析及对策.doc

朱长东++官习炳++华静

[摘 要]介绍了组成高频载波通道的各个组成部分及作用，分析了各个组成部分对高频载波通讯质量的影响，并给出了相应的对策。

[关键词]高频载波通道 影响 因素 对策

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0294-02

1、前言

在电力系统高压系统中220 kV及以上的线路保护一般配备双高频保护、一高频一光纤保护或者双光纤保护，实现全线速动保护。在宜昌电网中一般以双高频或者一高频一光纤保护为主。高频保护能否正确动作，除取决于保护能否正常动作外，还与高频载波通讯质量的好坏有关。当通道通讯质量不满足要求时会造成高频保护误动或拒动，对电网造成较大的冲击。鉴于高频载波通讯质量的重要性，本文就实际运行中影响高频载波通讯质量的几个因素进行分析并给出对策。

高频载波通道一般有两种形式：相-地结合和相-相结合，高频载波通讯的组成部分如图1所示。目前，在宜昌电力系统中保护用的通道基本上都是相-地结合方式。

由图1可以看出，高频载波通讯的组成部分主要有：收发信机、高频电缆、结合滤波器、耦合电容、阻波器、电力线路。

2、影响高频载波通讯质量的因素及对策

2.1 收发信机和高频电缆

2.1.1 收发信机与高频电缆的阻抗匹配

当收发信机与电缆阻抗不匹配时，会增大信号损耗。两者不匹配的问题一般容易发生在以下几个环节：

1、设计环节

经过多年的高频保护运行经验，在设计时均已考虑到收发信机与高频电缆的匹配问题。

2、高频电缆与收发信机连接

一般地，专用的收发信机与保护装置一般在同一屏内组屏，由于用普通的音频屏蔽线与高频电缆会带来以下不良的影响：对高频信号的衰减、不能满足阻抗匹配要求以及对频率较高的信号传输严重的衰减，因此对于收发信机与高频电缆连接必须进行抗衰减以及阻抗匹配处理。通用的解决办法是在保护屏后安装高频电缆转接插座，如图2所示。①将视频插座装在金属板上，把与收发信机输出阻抗匹配的高频电缆同插座连接好，如图2（a），电缆的另一端和收发信机的高频通道相连。②将视频插头与从开关场来的高频电缆接好，如图2（b）。③完成视频插头与插座的转接，如图2（c）。

3、高频电缆

收发信机与结合滤波器间的连接馈线通常采用高频电缆，目前采用最广泛的是SYV-100-7，SYV-75-9，SYV-75-18三种型号。这种内外导体按同轴心装置的特殊结构，可以保证高频信号在很宽的频带内衰耗较少、对外接干扰小及能较好地防护外来干扰，在60 kHz以上频率范围内具有较好的抗干扰性能。

由于收发信机到结合滤波器间的距离不超过五百米，所以选用电缆时主要考虑阻抗匹配问题，衰耗问题基本可以忽略不计。高频电缆的输入阻抗特性、电缆的负载阻抗、传输常数和电缆长度有关。电缆终端负载——结合滤波器是影响电缆输入阻抗的主要因素。结合滤波器在设计时均采用提高特性阻抗的方法来获得较宽频带。一般采用以下方法来提高结合滤波器的特性阻抗：

①改善结合滤波器的输入阻抗特性。如根据实际使用频率和结合滤波器的实际阻抗，将电缆长度适当增减，以避开λ/4的整数倍（λ为波长）的低阻状态。

②采用人工串入电感或并上电容的方法改善电缆的输入阻抗。

2.1.2 收发信机电源问题

宜昌电网收发信机型号最近两年来新上或改造所用的收发信机基本上都是数字式收发信机，如SF960A、PSL630U等，可靠性相较于以前SF500、SF600型号的收发信机有了很大的提高，运行实践中发现的问题基本很少。以前投产的收发信机大多是模拟式的，特别是电源插件，运行四五年后出现问题的概率大大增加，因此结合每一次检验，对电源插件进行更换，可以大大提高收发机运行可靠性。

2.1.3 收发信机与高频电缆抗干扰问题

在实际放高频电缆时，还应注意抗干扰问题，如高频电缆在专门的通讯电缆沟敷设，在高频电缆两端应分别可靠接地，接地线截面不得小于1.5 mm2，在通讯电缆沟敷设截面不小于100 mm2且两端接地的接地铜排，在离结合滤波器3米远处高频电缆接地，同时必须注意结合滤波器一次接地与高频电缆屏蔽接地二次接地严格分开。

2.2 耦合电容器和结合滤波器

2.2.1 耦合电容器和结合滤波器的作用

耦合电容器和结合滤波器构成高频信号的通路，耦合电容器主要与结合滤波器配合以改善结合滤波器的阻抗特性，使之与电缆匹配，让收发信机更好地工作。结合滤波器主要用来抵消耦合电容器的高频容抗，起阻抗变换的作用，使高频电缆阻抗（75Ω或100Ω）与电力线阻抗（150～500 Ω不等）得到良好匹配。

2.3.2 特性阻抗的匹配

在实际接线中，耦合电容器是滤波器串联臂中的一个元件，其大小直接影响结合滤波器的通带宽度、特性阻抗和通带内的工作衰耗，但由于制造的困难，耦合电容器容量不能做得太大，一般为几纳法。为了增加带宽，往往增加滤波器线路侧的最大阻抗。在设计结合滤波器时，总是力图使结合滤波器特性阻抗与高频电缆和电力线路的特性阻抗匹配，这样不匹配问题就归结到线路侧。根据实测工作频点上的线路组抗，选择结合滤波器线路侧相应的阻抗值，对提高通道水平是必要的。

2.3.3 接地

结合滤波器的接地是否可靠会影响高频载波通讯质量，严重时会产生过电压，危及人和设备安全，所以在日常的巡视、保护的检验时均要监视结合滤波器接地是否符合规范要求、是否可靠。

2.3 阻波器

阻波器作为高频通道的加工设备，由强流线圈、调谐元件、保护元件组成。阻波器一般有单频、双频、定K型滤波器式、高通滤波器式和无调谐等形式。对于单频阻波器，由于阻波频率单一，一般在电容回路加一频展电阻，它体积小，重量轻，阻塞阻抗高，多用于继保、远跳等通道上。

阻波器虽然在出厂时已经过检验，但在吊装前一定要通过试验核实，因在运输途中有可能造成元件的损坏或参数的改变，在实际运行中曾有过类似的情况发生。判定阻波器好坏的另一办法是对投运状态的线路进行高频参数实测，通过所测的不同频率，尤其是收发信机工作频率的阻波特性和衰耗大小来判别阻波器是否正常。

2.4 电力线路

电力线在一次施工架好后，除线路波阻抗、衰耗特性会受材料、结构、大小、地理环境、温度、气候的影响外，一般都不会有什么问题，统计运行资料未发现有因电力线路问题导致高频载波通道通讯质量下降的情况发生。

3、结束语

高频保护所保护的线路都是在220kV及以上电压等级，线路在电网中的作用重要，因此安装、维护好高频载波通道，提高其通讯质量意义重大。但是高频载波通讯涉及点多面广，且构成原理复杂，组成高频载波通道的任何一个环节出现问题，都有可能影响其正常工作。当高频保护因故不能投运时，只能逐个环节地检查，先检查室内设备、通道的问题，再检查室外的设备、通道。提高高频载波通讯质量不仅依赖值班运行人员以及继电保护人员的日常维护，发现问题及时排除，还与设计、施工单位必须严格执行规程、反事故措施要求、厂家提供合格产品有关。

作者简介：

朱长东，男，工程师，国网宜昌供电公司变电检修室，主要从事继电保护工作。

官习炳，男，工程师，国网宜昌供电公司变电检修室，主要从事继电保护工作。