1．概述
GSF-9高频保护收发信机是电力系统继电保护专用设备，适用于110～500KV架空输电线继电保护高频信号的发送和接收。它以电力线为信息传递通道，可与各类继电保护配合使用，以构成作为主保护的闭锁式高频保护，各项指标均达到或超过“四统一”及DL/T524-93指标。 1.1 主要技术特点
GSF-9高频保护收发信机依据“四统一”的DL/T524-93的技术要求，广泛吸收国内外同类产品之优点，积极采用先进的数字及微机技术。将近几年来电力管理部门及用户反映较集中的反措要求体现出来，其主要特点有：
a) 体积小、重量轻、结构为一层19英吋4U机箱。 b) 模块化供电电源。设备电源系统采用进口DC/DC模块，体积小、效率高、
工作稳定可靠。
c) 集成化功放系统。设备功率放大器采用进口宽带功率型集成运放，体积
小、效率高，静态时散热器有极小的温升，有效地提高了整机运行的可靠性。
d) 数字化的信号源产生系统。发信频率由直接数字合成（DDS）芯片实现，
发信迅速，停信时则无交流信号产生。故整机停信时外线残余电平大为降低。
e) 清晰的工作状态显示。面板上设置液晶显示器，能动态实时地显示出装
置的重要电平值，即发信电平、收信电平、12kHz中频电平。
f) 连续事件记录功能。装置监控系统能将其状态变化连同发生的时间和日
期记录下来，记录内容可用PC机通过RS232口下载观察，最多可记录最新100次状态变化。 g) 录波功能。可对高频信号包络，收信输出，启动发信统一时标记录波形。 h) 可编程逻辑器件（CPLD）的应用。装置中数字逻辑电路部分采用先进的
大规模在线可编程逻辑器件，提高了逻辑电路正确工作的可靠性。 i) 能供出为录波设备使用的高频或直流录波信号。该信号与收发信机不共
地，直流录波信号响应快，纹波小且大小易调整。
j) 装置提供用于录波收信输出接点信号与用于保护设备的收信输出接点，
两者来自不同的继电器，却同步。
k) 背板接线采用印刷板方式，输出端子全部装焊在印刷板上，接地措施可
靠合理，抗干扰能力强。
1.2 型号的组成及其代表意义
产品型号的组成及其代表意义见下图1所示。 GSF - 9
顺序号
高频保护收发信机（用汉语拼音第一个大写字母表示）
图1 产品型号的组成及其代表意义
1
1.3 工作条件 1.3.1 电源
直流电源220V（+15%～-20%）或110V（+15%～-20%）。 1.3.2 环境条件
环境温度：-5～+40℃保证指标 相对湿度：5%～95% 大气压力：86～106kPa 贮存温度：-25～+70℃
2．主要技术指标
2.1 发信状态：当负荷为75Ω纯电阻时，输出功率为+40dBm（10w），谐波电平小于-26dBm。在电源允许波动范围内发信电平不低于1dB。
停信状态：输出信号电平低于-10dBm（0.1mw），输出阻抗为75Ω，回波损耗不小于10dB。
2.2 最小灵敏收信电平+4dBm(-5dB)，最大收信裕度为18dB。 2.3 工作频率
f0 = 50 + 4nkHz n=0，1，2，?87共88个单频。 2.4 收信回路防卫度
f0±2kHz处 ≥33dB f0±4kHz处 ≥35dB f0±14kHz处 ≥57dB 2.5 允许并机频率间隔
同相并机：3B 邻相并机：紧邻
并机介入衰耗不大于1dB 2.6 收信入口加入比灵敏起动电平高3dB信号，收发信机自开始接收信号到收信输出回路有输出反应的传输时延不大于3ms。
收发信机从满功率发信状态下突然停信，到收信输出消失最大时延不大于3ms。
3．结构特征与工作原理 3.1 结构特征
3.1.1 装置结构为单面板插箱式，结构尺寸符合GB3047.4标准，机框系用优质钢弯制而成，承受插入单元的前后搁板上备有以10.6mm宽度为基数的导轨定位孔，能适用各种插件进行各种组合要求。 3.1.2 插入单元用双、4倍插“卡片”形式。 3.1.3 全机可容纳高度176mm插件有效柱数为1档，每档可容纳20.32mm单倍插件20个，插件与此板相连的插头座接触可靠、插拔灵活。背板下方用一排水平安装40线接线排。 3.1.4 机架尺寸
483mm×173mm×350mm 重约12kg 3.1.5 插件简易布置图
见图2。
2
电 源 接 口 监 测 接 收 2 接 发 收 1 送 发 信 滤 波 图2 插件简易布置图
其中发信滤波、监测、电源为4倍盒，其余为2倍盒，功放置于装置后侧。 3.2 工作原理
为能进行通常维护、工作试验、故障判断，用户应对装置的工作原理有一定的了解。GKA2.131.000FL为收发信机方框图。 3.2.1 发信回路
发信回路包括发送盘（GKA2.581.000）、功放盘（GKA2.805.006）、发信滤波器盘（GKA2.832.154-1/88）、接收1盘（GKA2.582.000）的一部分。发送盘产生频率和电平稳定的工作信号，通过功放和发信滤波器后送入外线端。
发信滤波器在（50～400）kHz全频段内每隔4kHz一个，共88个。中心频率分别为（50+4n）kHz，n=0，1，2，?87，可根据工作频率选用。
收发信机的输出阻抗、并机的分流衰耗以及发送信号谐波电平等要求，主要由功放盘及发信滤波器盘来保证。
控制发信信号输入接收1光耦管，接收1输出相应信号控制发送盘使收发信机处于发信或停信状态，发信时电平满足+40dBm（10W），停信时输出不大于-10dBm（0.1mw）。
3.2.1.1 发送盘（GKA2.851.000）
发送盘由专用芯片数字频率合成器（DDS）AD9831及外围电路组成。主要功能是直接产生收发信机发信信号（50+4n）kHz，n=0，1，2，?87。
单片机D1（W78ES2）通过P1.0～P1.6读取外部的频率设置值，通过单片机运算后，由P0口及P2口传送频率字给AD9831的数据口，AD9831产生相应频率的阶梯正弦波，再通过N1（LM318）缓冲放大，信号经由R8、R9、R10、C10、C11、N2（AD829）组成的低通滤波器及前置放大器得到纯净的正弦波。本机盘中有一附加的显示电路，由P1.7接+5V或地来控制是否显示，由单片机D1及寄存器D6（74HC574）、数码管推动电路D11、D12及数码管HL1、HL2、HL3组成，数码管显示出所产生的频率值。
3.2.1.2 功放盘（GKA2.805.006）
功放盘功能是将发送盘送来的信号进行功率放大，输出标称阻抗为75Ω。 功放盘核心为集成式功率放大器，由其构成电路体积小、效率高。 从发送盘送来的输入信号经C6耦合到功率运放U1的输入，U1的输出由C8、C9耦合到输出变量器，其增益主要由R5和R2、R3的比率决定，放大器过流保护由R4、R9提供，过压保护由V2、V4来完成。 3.2.1.3 发信滤波器盘（GKA2.832.154-1/88）
发信滤波器接在功放之后，用来使有用信号顺利通过，阻止住无用信号。 发信滤波器在50～400kHz范围内，每隔4kHz一种，共88种。为保证本机能和外线载波通信机并机使用，要求该滤波器在阻带中提供高阻抗，故采用三元
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件带通滤波器来实现。为方便生产管理，该滤波器用组合电容器的办法实现了全频段可调。
发信滤波器由C1、C2、C3、L1、L2及R1～R7组成的可投退衰耗器和隔离变量器T组成。为选择合适工作频率，可对C1、C2和C3进行跳线，并对L1和L2进行适当调节后即可得到相应带通滤波器。
本滤波器要求能承受功率放大器输出的大功率，而且要避免由本盘产生的谐波输入到线路，故本盘中所采用的电感磁芯比较大，电容采用特制的能承受大电流的电容。
3.2.1.4 接收1盘（GKA2.582.000）
接收1主要由控制发信电路和输入电平调节二部分构成。控制发信电路将保护部分来的控制发信信号转换成+15V或0V电压信号。输入电平调节部分在无控制发信信号时，将对侧来的收信号信号经过电平调节后，使接收2插件中中频信号置为0dB值，在有控制发信信号时，收信回路无高频信号输入，而直接将其转换的+15V在接收2盘内作为对应本侧发信时的收信信号。
控制发信信号由光耦管E耦合输入，经集成块D1A、D2A转换成+15V或0V，当有控制发信信号输入时，E输出低电平“0”，D1A输出“0”，D2A输出为“1”，对应+15V，此信号送入发送及接收2盘，使发送盘产生发信频率信号和使接收2盘产生对应于本侧发的收信信号。同时经D2B后，使继电器K1吸动，发光二极管V2亮，指示已发信。当控制发信信号消失后，按动按钮S2，继电器K1释放，发光二极管V2灭。继电器K2供出启动发信接点。
在测试中如需常发信，可闭合开关S1。
R7～R8、A1～A6、D3及N1组成输入电平调节，当发信时，D2A输出高电平，D3（MAX303）使通路断开，无高频信号进入接收2盘。反之停信时，D2A输出低电平，D3（MAX303）使通路合上，高频信号便经D3、N1输出到接收2盘。
本盘还含有高频录波电路，通过插针X14、X15、X16置于不同位置，可选择其输出交流信号还是直流信号。电位器R可调整直流输出录波信号的幅值。 3.2.2 收信回路
收信回路由接收2盘（GKA2.582.001）和接收1盘（GKA2.582.000）一部分组成。
对侧收信信号由功率放大器输出端引入，在接收1盘中经过电平调节，并经过门电路后输入收信滤波器。发信时，门电路截止，而将发信命令在接收2盘内直接作为其收信输出。这样就最大限度地克服了由于本侧与对侧高频信号同时存在时存在的可能的拍频现象，从而提高了装置工作的可靠性。
接收1盘内的收信滤波器在50～400kHz范围内，每隔4kHz一个，共88种。中心频率为（50+4n）kHz，n=0，1，2，?87，可根据工作频率选用，对偏离中心频率±2kHz以外的信号提供一定防卫度。高频信号进入接收2盘后，使盘内频率合成器产生频率（62+4n）kHz与其调制后取下边带12kHz，盘内12kHz中频带通滤波器对±2kHz以外信号提供一定防卫度，故收信回路总的防卫度是收信滤波器和中频滤波器的和。该防卫度应能满足±2kHz大于33dB，±4kHz大于35dB，±14kHz大于57dB，12kHz输出电平调整在0dB，而后再适当放大﹑整流，最后分成二路分别进行收信裕度和3dB告警调整。
当外线端输入电平比正常收信电平低18dB时，收信裕度调整支路触发器刚能触发。我们便说在正常收信电平情况下，收信裕度为18dB。
当外线端输入电平比正常收信电平低3dB时，3dB告警调整支路触发器刚
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