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1、1,LFX912、913继电保护专用收发信机原理及应用 南京南瑞继保电气有限公司 戚朝银,2,1、LFX912收发信机原理及应用,根据目前使用继电保护专用收发信机的情况,将主要介绍LFX912装置的工作原理、现场调试及异常处理方法。,3,一、LFX912型专用收发信机工作原理,LFX912型装置采用单频载频直接键控信号调制方式。与常规的闭锁式保护收发讯机一样，正常时，通道中不传送任何信号；电力系统出现故障时，由保护装置送来起动或停止发信信号。装置的收信频率和发信频率相同，可自发自收。,4,原理描述发信回路,1）正常运行时，装置不向通道发送高频信号。2）当系统出现故障时，保护装置起动元件动作，送
2、来“起动发信”空接点，该信号经“接口”回路转换，去控 制“发信”回路，送出 Fo载频信号，经功率放大、线 路滤波后送至高频通道。3）在与LFP900保护装置配合时，保护装置不单独送 来“停止发信”。信号，该信号是通过“起动发信”接 点返回来实现的,5,原理描述收信回路,1）收信回路是按时分工作方式：发信时，起动发信信号将收信入口的一电子门关闭，从而 使收信回路拒收功率放大器的高频大功率信号；而收信检 测所需的信号由“发信”输出的FO小信号引入；停信时，“发 信”的FO小信号消失，收信入口的电子门打开以接收对侧的 高频信号。2）收信检测采用外差向上频谱搬移解调方式：收信输入FO信号与本振信号FL
3、混频调制，经1MHz的窄带滤 波器，滤除其他的频率调制分量，只选FO+FL=1MHz的频率 分量作为收信检测信号。在1MHz滤波器之后若出现1MHz的 信号,即表示收信回路收到了FO信号。3）收信输出方式：1M信号输出两路经放大检波成直流状态电位，一路经“接口”回路作为收信输出信号，送给保护装置；另一路作为收信裕 度指示信号及通道衰耗增大3dB告警指示的依据。,6,原理描述保护配合方式,900系列配合：在与LFP900系列保护装置配合时，本装置的远方起动试验逻辑不起作用。若需进行日常通道交换信号试验，可通过保护装置的通道试验回路来进行。其他保护配合：在与LFP900系列保护配合作为线路保护，而
4、旁路的保护没有远方起动通道试验功能，在收发信机代旁路运行时，可由屏上切换把手通过短接装置背板相应的“远方起动”端子，将试验逻辑投入。在与其他类型的无通道试验逻辑的保护配合，构成线路保护时，可短接“接口”板上的相应跳线，将“远方起动试验”投入。,7,二、LFX912型专用收发信机插件构成,LFX912型收发信机装置由“电源”、“接口”、“发信”、“功率放大”、“线路滤波”、“收信”六个插件构成。下图为 装置功能框图,8,1、分板插件“接口”,“接口”插件主要是实现保护信号与收/发信控制信号的接点电位转换，同时具有逻辑(远方起动试验逻辑)，及装置异常检测功能。与900系列保护装置配合时，本装置的远
5、方起动试验逻辑不起作用。若需进行日常通道交换信号试验，可通过保护装置的通道试验回路来进行。与900系列保护配合作为线路保护，而旁路的保护没有远方起动通道试验功能，收发信机代旁路运行时，可由屏上切换把手通过短接装置“接口”输入板相应的“远方起动”端子，将试验逻辑投入。与其他类型的无通道试验逻辑的保护配合构成线路保护时，可短接“接口”输入板的跳线，将“远方起动试验”投入。,9,10,11,“接口”面板信号说明,“正常”灯：装置工作正常时，此灯亮。在下列异常情况下，此灯灭：频率合成路异常；发信时，功率放大器不能满功率发信；接收对侧的收信电平低于所整定收信裕度的3dB以上。“起信”：正常运行时不亮，保
6、护装置起动发信输入时，灯亮，并保持；同时起动中央信号的“装置动作”信号。此保持信号必须由“复归”按钮复归。“停信”灯：正常动作时不亮。保护装置送来“停止发信”信号，此灯亮并保持；同时起动中央信号的“装置动作”信号。此保持信号必须由“复归”按钮复归。在与900保护配合时，此信号不接入。“收信”灯：收信回路收到本侧或对侧高频信号时，此灯亮并保持；同时起动中央信号的“装置动作”信号。此保持信号必须由“复归”按钮复归。“试验”按钮：在装置的“远方起动”功能投入时，按此按钮可以进行日常通道交换信号试验。在与900保护配合时，此按钮不起作用。“复归”按钮：用于复归上述自保持信号。,12,2、分板插件“发信
7、”,信号源“发信”插件16.384MHz为主振源，经分频输出两个频率：256KHz至频率合成器，128KHz至频率合成器。频率合成器I输出FO频率，频率合成器输出FL频率，这两个频率值由ROM中的程式来控制。整定插件内部的S11S31开关，即可自动获得FO和FL频率。FL合成器的信号经驱动后，直接输出方波，供收信解调用。加权网络技术 频率合成器的方波信号输入至移位寄存器，16路移位后的方波信号送入加权网络，合成频率 F0的正弦波；AGC电平调整回路用于稳定F0正弦信号的输出电平，受TX(发信控制信号)控制的电子开关用于发送停止高频F0信号，实现载波键控。频率整定与监测 整定频率开关为 S11为
8、百位，S21为十位，S31为个位，面板直接显示 频率合成器监视信号SYF，正常为“0”，异常为“1”，输出至“接口”插件。,13,14,3、分板插件“功率放大”,“功率放大”(PWAM5)主要是将F0信号放大至10W功率，输出至外线通道，同时，该插件还提供功率电平检测及通过面板表头指示通道试验过程。功率放大器采用20V电源供电，由前放级、推动级、主放级及电平检测指示几个部分组成。推挽输出变压器的副绕组取出收发电平大小的信号，供电平检测，另外，通过面板MT指示的表头反映通道试验过程。,15,16,“功率放大”面板信号说明,功放指示表头指示：仅用于监视和反映功率放大器的发信状态和通道试验过程，其表
9、头的指示数无任何功率电平电压的含义。,17,4、分板插件“线路滤波”,“线路滤波”插件主要提供发信时的谐波抑制、线路阻抗匹配和同相并机的隔离能力。滤波器的输出时提供平衡变压器隔离通道输入。根据线路工作频率，选取有关跳线系列J、K(1-12)等，即可整定滤波器的工作频率。注意：插件中跳线在出厂时已经定好，其标签纸与插件中的跳线应一致，用户在现场切勿自行改变调整。若用户需改变频率运行，请事前与南端继电保护公司联系，免费为用户更换该滤波插件。,18,19,“线路滤波”面板信号说明,“外线”测试孔：用于测试外线通道电平。“负载”测试孔：用于测试本机发信电平，该电平是经过 20dB衰耗后的值。测量发送电
10、平时，将后背板的“负载”和“本机”之间的跳线短接上。“公共”测试孔：为测试孔的公共端。有关该插件上测试孔的关系见图所示。,20,测试孔的关系见图所示,21,5、分板插件“收信”,“收信”(RECV5)插件主要是将收到的对侧或本侧高频信号进行选择滤波，滤除带外干扰，放大检波后，提供收信输出及电平低落检测信号。收信回路的防卫度均由该滤波器来提供。滤波后的1M信号分别经两路放大输出：一路放大检波后输出收信起动信号RCV，即高频外线入口电平高于+4dBm75时，该信号输出至“接口”回路，转换成接点闭合信号，并送给保护装置；另一路放大检波后用于收信裕度电平指示，接收电平裕度相对于起动电平的可靠范围。,2
11、2,“收信”原理框图,23,“收信”面板信号说明,“3dB告警”灯：在通道试验时，若收到对侧的信号低落3dB以上，此灯亮。“收信起动”灯：收信回路收到本侧或对侧高频信号且高频信号输入电平大于+4dBm时，灯亮。“收信裕度”灯：接收电平裕度指示共有五档，按3dB级差由上到下排列，其电平关系如图示。当通道口的输入电平+10dBm时(即收信裕度大于6dB时)，“+6dB”灯亮；其他灯亮的顺序同理,24,收信电平指示灯关系图,25,6、分板插件“电源”,“PWR”电源插件基于KA1M0880的多路高效DC/DC电路，电路具有高效、高稳定性、外围元件最少的高压PWM 系列电路，此电路内含高压MOS场效应
12、管和完善的内部保护电路，包括：软启动电路，内部振荡器电路、反馈控制电路、过载保护电路和过热关断电路等。电路采用两组多路电压输出：一组由+20V20VOPT24V，供高压组使用，如功放、接口继电器；一组由+5V+12V12V，供低压组使用，如收、发信、功放电平比较、接口逻辑使用。,26,“电源”面板信号说明,“运行”灯 打开电源时，灯亮。如“运行”灯不亮，说明电源的高压组有故障，须进行排除故障处理。电源开关 向上打至“接通”位置进入装置工作状态。向下打至“断开”时，电源关闭，装置退出工作。,27,三、现场调试和异常处理,整机通电检查之前，应检查使用的直流电压是否与装置的标称工作电压相符，工作频率
13、是否与线路的给定频率相符，各插件的安装位置是否与面板布置图相符。本装置的各项指标在出厂时已调好，除了电平低落 3dB需要根据线路衰耗的实际情况在现场整定之外，一般不用在现场进行调试。,28,1、仪器仪表的使用,电平振荡器 1台 电平/阻抗设置：-5dB/75/不平衡 注意：使用时，须将收发信机背板的10#端子解开，避免收发信机因起动发信而损坏仪器。选频电平表 1台 电平/阻抗设置：+40dB/不平衡 注意：使用时，电平须由+40dB向低电平测量，严禁由低电平向高电平测量，避免收发信机因起动发信而损坏仪器。,29,2、发信回路检查及调试,1）“本机”“负载”、“T10”“T12”短接 用选频电平
14、表高阻跨接在“线路滤波”插件面板上的“负载”与“公共”测试孔上，检查发信输出电平，其电平表读数+11dBv1dB/，即：+11+20dBv衰减（机箱内部）=31dBv/75（10W功率）2）发信功率的微调：对发信板内部的W1即可调整装置发信功率（调整范围：2dB左右）。3）注意：校验完后，须恢复短接的“本机”“负载”、“T10”“T12”。,30,3、收信回路检查及调试,1）取消“本机”、“通道”、“负载”；2）振荡器信号输入到“线路滤波”的“本机”、“通道”插孔内；3）振荡器的工作频率、输出电平调整；a）起动信号灯 5dBV0.5dB/75，否则，调整W3；b）+6dB裕度信号灯+1dBV0
15、.5dB/75,否则,调整W4；c）+9dB裕度信号灯+4dBV0.5dB/75,否则,调整W5；d）+12dB裕度信号灯+7dBV0.5dB/75,否则,调整W6；e）+15dB裕度信号灯+10dBV0.5dB/75,否则,调整W7；b）+18dB裕度信号灯+15dB裕度信号灯，调整完毕后，须 功放板退出，收信板用转接板引出，振荡器的信号从收信 板的101#和116#直接输入，在稳定地将+15dB点亮后，再 增加3dB，调整W8将+18dB稳定地指示即可。4）注意：调整相应的裕度信号灯时，必须断开电源，严禁带电调整。,31,4、通道试验,当收发回路检查完毕后，将装置接入高频通道，此时，应将背
16、板上的“本机”、“通道”插孔短接。在接入通道后，由于线路阻抗的不匹配，其外线发信电平在测试时可能会有较小的误差，允需对发信电平进行调整，但调整范围不宜过大（2dB）。现场使用时，可根据用户的需要（线路的长短）酌情处理。,32,通道试验方法 与线路对侧的变电站发电厂联系，将两侧的收发信机电源打开，并将远方起动通道试验回路投入，进行交换信号试验。衰减的投入 在本侧停发，只收对侧高频信号的试验阶段，观察“收信”插件面板上的收信裕度指示灯亮的状态；并记下收信裕度最大的指示信号。若五档裕度指示灯都亮(收信裕度在18dB以上)，可人为地在收信回路投入6dB衰耗，即将“收信”插件中的JP1跳线短上，然后再进
17、行交换信号，并记下最大裕度指示信号。若6dB投入后，五档裕度指示灯还继续亮，可人为地投入10dB哀耗，即去掉JP1、改短接JP4跳线，同时记下最大裕度指示信号。,33,3dB告警整定 不论收信回路是否投入衰耗，其电平低落3dB告警整定方法是相同的，即根据最大裕度指示信号，将“收信”插件中跳线组JP2中相应的裕度指示跳线短接上即可。(例如，最大裕度指示为“+12dB”，则将JP2中的“+12dB”跳线短上)。这样,电平低落告警便整定完毕。通道试验过程异常处理 1）衰耗增大超过3dB 正常运行时，只有“电源”上的“运行”指示灯和“接口”面板上的“正常”指示 灯亮。在日常通道交换信号试验过程中，“正
18、常”灯应一直亮，若有熄灭,并且“收信”插件的“3dB告警”灯亮，同时有短暂装置异常信号给出，说明通道衰耗增大超过3dB。2）差拍异常 在通道试验过程中，若线路两侧装置的高频信号差拍很大时(试验过程中，两侧同时发信的5秒内，“功放”面板上表头晃动很厉 害),“接口”面板上的“正常”灯有可能闪灭；而在试验完后，又恢复正常。若遇此类情况，可将“功效”插件中的J1跳线短上即可。试验完毕后，按“归复”按钮，复归面板上所有保持信号。,34,5、装置信号动作关系,装置在运行时，有关信号动作关系如下表所示：注：灯亮或有信号输出灯亮或有信号输出并保持，信号需“复归”按钮复归有短时消失现象出现有短时信号出现,35
19、,6、运行及故障诊断,1）运行检查 仔细检查装置的整定开关和跳线位置，应与装置的工作参数和使用要求相符，投入运行后，装置上只应有“接口”插件上的“正常”灯和“电源”“插件”上的“运行”灯亮。2）故障诊断 若“正常”灯灭或有故障报警信号给出，说明工作异常，可按下列步骤来判别故障类型和插件。a)若是短时出现故障(即“正常”灯短时熄灭，并且告警信号短时间给出)，首先排除是由于两侧发信差拍所引起的报警及通道3dB电平低落导致的告警。,36,b)若“正常”灯灭，并且收信回路的有关指示灯(收 信起动”、“收信输出”等)不亮，说明“收信”插件 可能有故障。c)在发信时“正常”灯灭，“收信”工作正常，说明“功
20、 率放大”可能有故障。d)若装置是长时间出现故障(即不论发信与否，“正 常”灯一直灭或闪亮，并告警)，此时,可将“发信”插件拔出,若“正常”灯继续灭或闪亮,说明是“接口”插件有问题；若“正常”灯亮,说明是“发信”插件的 晶振回路有问题。(注意：在拨插件时，一定要关装置的电源。),37,故障插件的处理,装置出现故障，只需将故障插件寄回南瑞继电保护公司修复。南瑞继保电气将免费为用户更换完好的插件本装置出厂时，不提供备品备件，对于用量较大的用户单位或重要系统用户，建议采用插件备用的方法，以便装置故障时更换之用，从而缩短保护系统的停运时间,38,2、LFX-913收发信机现场调试和异常处理,LFX-9
21、13型收发信机在LFX-912的基础上，增加了频率控制的“切换逻辑”插件，并将原来采用带通滤波器的线路滤波器换成几组低通滤波器。这样使得LFX-913设有十组可切换的工作频率、方便旁路代用切换。LFX-913装置由“电源”、“接口”、“切换逻辑”、“发信”、“发信”、“功率放大”、“线路滤波”、“收信”七个插件构成。,39,装置系统功能框图,40,图 频率“切换逻辑”框图,41,图“线路滤波”投入框图,42,现场的3dB调整,LFX-913装置的面板信号及背板端子与LFX-912型一样，其现场的电气校验与维护说明也与LFX-912型一样，要注意的是由于本装置可以带十条不同频率的线路，而各条线路
22、的频率和衰耗都不一样,此时，3dB电平低落回路可以按1N=8.68dB整定。但对于长期带用的线路，若想整定此值,可按LFX-912型机的方法进行整定。,43,3、高频收发信机的应用,一、纵联保护载波通道的构成 高压输电线路及其加工和连接设备（阻波器、耦合电容、结合滤波器、高频收发信机）与高压线路保护装置一起构成输电线路全线速动的主保护电力线载波纵联保护（简称高频保护）,利用高压输电线路构成的双高频保护仍然是目前国内电网的主要运行方式。,44,图一 纵联保护载波通道的构成,45,二、高频收发信机正常运行基本工作要素,为了保证高频保护正常安全而可靠地工作，收发信机的运行性能必须满足下列基本条件：灵
23、敏启动电平：继电保护专用电力载波收发信机技术条件 DL/T5242002规定收信电平为+4dBm+14dBm，启动电平应能可靠地躲过通道中可能出现的最大的干扰电平。启动电平不宜过低，对于220Kv线路，启动电平一般取+4dBm（除湖北省启动电平取+10dBm外）。最小收信裕度：继电保护及电网安全自动装置检验条例中规定收发信机最小收信裕度是8.68dB。根据运行经验，正常天气及正常运行条件下的接收电平应高于启动电平8.68dB，线路途经重冰区、严重污染区还需增加3dB。最大串扰电平：由于保护专用收发信机是按门坎电压工作的，所以对串扰信号的最大绝对值规定必须大于启动电平17.4dB。,46,三、良
24、好的高频通道,在电力系统无故障的正常情况下，高频保护依靠两侧收发信机传输、交换信号，以此判断是否动作出口；为了保证保护正确的动作率，要求高频通道和继电保护专用收发信机无故障或故障发生时，都能稳定地工作。无故障时，干扰相对来说较小，基本处于待命状态；故障时：但在系统突然发生故障的瞬间，它要在比正常时严重几倍的干扰情况下，及时启动，并完成收、发信，把保护动作信息准确送至对侧高频保护装置。因此，这就要求除输电线路的加工设备提供良好的通道外，还需要高频收发信机具有良好的抗干扰性能。否则，每一种干扰都有可能在这种连续的时间间隔中，造成信号的误发、误收，导致保护错误判断，以至以误动；执行继电保护高频通道工作改进措施98.112号文，为高频保护的正常运行提供良好的通道环境。,47,四、高频通道测量方法,48,南京南瑞继保电气有限公司南京江宁开发区胜太路99号 邮编 211100戚朝银电话：传真：025-521088266 Email:,49,谢 谢！,感谢您对我们的支持和理解，提供优质的产品和最优秀的服务是本公司的宗旨！感谢您对本公司的大力支持和信任！,
