光学电流互感器在直流输电系统的应用及故障分析

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1、2O14年第3期上海电力光学电流互感器在直流输电系统的应用及故障分析张瑞波，屠云良(国网上海市电力公司检修公司，上海200063)摘要：新型光学电流互感器(简称光CT)作为测量电流的新型设备，在直流输电系统中得到了广泛应用，其运行的可靠性和准确性直接关系到了直流系统的稳定运行。介绍了光CT的工作原理，以光CT在宜一华、林一枫直流输电工程中的应用情况为例，光CT的典型故障案例及常见故障情况进行分析，提出了处理方法和建议。关键词：光学电流互感器；直流输电；电流测量；稳定运行中图分类号：TM452文献标志码：B纤发送光功率，提供远端模块工作所需要的电源，0引

2、言同时又通过该光纤接收远端模块的AD采样数新型光学电流互感器(简称光CT)作为测量据，整个回路所使用的光功率极低。远端模块电流的新型设备，在直流输电系统中得到广泛应DOCT4000主要用于将交流电流信号转换为数用。目前已投入运行的直流工程中除葛一南由于字信号并发送。一次电流经过低功耗元件转换为是早期的直流工程未使用光CT外，其他工程中电压信号送入远端模块，然后通过抗混叠滤波器都有着广泛的应用。从光CT的使用情况看，总等模拟信号调理电路，再送入A／D采样，并按照体运行情况良好，但也存在光CT内部模块故障、一定格式的通信协议将采样后的数字量以4kHz光CT

3、至保护主机的光纤故障等问题。这些问题的频率送到SG101光纤接口板。均会导致光CT测量故障而引起极闭锁及交直流SG101是一块插在工控机PCI插槽内的光滤波器跳闸。本文介绍了光CT在宜一华、林一纤接口板。SG101主要完成闭环的发送激光功枫直流输电工程中的应用情况，重点针对出现的率控制和接收数字信号解码的功能。每块SG101问题进行分析，并提出处理方法和建议。板卡有6路光纤通道，可以连接6个远端模块。通过光纤给远端模块供电是SG101板卡的关键l光CT工作原理技术。上送的激光功率其中一部分会被反馈回光CT的基本工作：在测量电流时，光CT内来，用于发送激

4、光功率自身的闭环控制。部测量模块经过A／D转换和光电转换后将电流2光CT典型案例分析信号转变成光信号，再通过光纤送人安装于控制室或继电器室的控制系统主机内。控制系统主机2006年9月15日21：25：1l，P2PCP的A、B内安装有光接口板(OIB板)，其中与交直流滤波系统突然发“ValveDCDifferentialCurrenttrip”器光CT连接的光接口板是SGIOI板，与直流母报警。检查OWS上的交流场界面，发现之前原线光CT连接的光接口板是SG102板。每一个处于断开状态的5042和5043开关已被保护闭光CT在运行人员工作站(OWS)的界

5、面上有光锁。查看保护动作时刻，P2PCPA2系统所录的故功率、光电流、采样脉冲峰值、数据脉冲峰值及误障波形图和P2PCPB2系统所录的故障波形图显码率5个数据监视光CT运行情况。示，VDPTRIP波形发生跃变的时刻即为阀直流—交流滤波器保护中光CT由控制保护端光纤差动保护动作的时刻。对比观察可发现，显然在接口板SG101和与之配套的超低功耗远端模块保护动作时刻，A、B两系统检测到的差流VDP—DOCT4000组成。光CT的特点是：通过一根光IDIF的值都在162A左右，该值均高于其动作定一45～上海电力2014年第3期值VDPREF2。在2006年9月

6、15日至9月19光CT更换完毕后，随后进行了P2直流线路日期间，该情形又多次不定期出现，有时保护会瞬升压试验，一次设备运行正常，手动OIT试验成间复归，有时又会间隔一段时间出现再复归，没有功。截至目前更换后的光CT运行一切正常，阀任何规律性。直流差动保护动作信号未再出现。2．1事故原因分析3光CT常见故障情况分析由A系统所录的波形对照保护的动作原理看：在保护动作时，VDP—IDIF的值约为163A，通过对光CT的一些典型故障和运行维护过而当时2段的保护定值VDP—REF2约为149A。程中出现的主要问题及处理情况进行分析，得到由于VDPIDIF大于VD

7、PREF2，按照保护逻光CT测量系统设备的故障情况如下。辑，经200ms的延时后，保护出口，保护动作行为3．1光CT内部测量模块故障引起的光CT测量无误。但问题在于：一方面，当时的实际情况是直系统工作不稳定流线路刀闸为拉开状态，换流变及直流母线上并交流滤波器光CT内部测量模块的主要故障未带电(从录波图上可看到故障前后直流线路电表现为：压UDL约为0V)，即高压直流母线电流IDP的1)光CT内部测量模块故障或运行不稳定，值理应为零；另一方面，从录波图中可看到换流阀导致光CT测量电流不正确，从而引起交流滤波直流中性母线电流IDNC的值约为10A，VDP—器

8、差动保护误动作或交流滤波器电容器不平衡保IDF的值约为163A。结合公式：VDP—IDF—护误