智能变电站光CT扰动实验及相关结论

王鑫+沈妍+孙洁+鄂志君+祝洁

【摘 要】 由于光学技术的飞速发展，新型光学电流互感器（简称光CT）在智能变电站显现出广阔的前景和强大的生命力。光CT作为测量原器件已被广泛应用，与常规电流互感器相比其采样精度及运行可靠性直接关系到电网的安全稳定运行。本文将通过不同方式的实验来验证光CT、采集单元及合并单元的具体性能。

【关键词】 光CT  实验  测试

1 论文背景

2014年9月13日下午16时07分220千伏某智能变电站的110千伏出线发生一次误动事故，初步怀疑事故诱发原因出现在光CT、采样单元或合并单元中。为进一步查明事故真相，为变电站安全稳定运行排除隐患，进行了一系列的现场实验和实验室测试。具体接线及实验过程如下文所述。

2 实验方案及相应结论

2.1现场实验

2.1.1 现场实验接线方式

按照统一配置原则将新的采集单元（PCS220G）连接到事故出线间隔CT光纤环上，其输出信号连接至新的合并单元（PCS221F），合并单元与该间隔的线路保护及故障录波器相连接，同时合并单元的数据发送至专用路障录波器上。测试开关操作及光纤抖动过程中站内保护装置及故障录波器是否启动，同时专用故障录波器进行录波，测试振动过程中光CT输出信号的变化。现场配置和布置方案如图1所示。

2.1.2 现场实验项目

（1）事故间隔开关分合实验。

（2）抖动采集单元与光纤环间的光纤及光缆，模拟现场运行时可能遇到的抖动幅度。

以上的实验过程中，考察事故间隔保护装置是否有启动，若无启动，认为该项测试通过;同时记录振动过程中的数据。

2.1.3 现场实验结论

事故间隔开关分合实验。

开关分合时CT数据会有一定的波动，但是数据不大，其中合开关时振动比分开关强烈，合开关时的数据如图2所示，图中，分合开关时产生的最大一次电流值为8.2A（二次值为0.05A），远小于保护装置1A的启动值，因此开关分合不会引起保护启动。

2.2 实验室测试

2.2.1 实验室接线方式

为保证实验的有效性，需分别测试采集单元和光纤传感环受振动的影响，因此先后将采样单元和传感环分别放置在振动台上进行测试。采集单元输出数据通过合并单元连接到线路保护装置和故障录波器上;并用对时装置对各装置进行同步。

2.2.2 实验室测试项目

（1）振动台冲击试验。将采集单元放置在振动台上，从0.5G加速度开始试验，逐步提升冲击强度，每个强度冲击30次。施加的振动如图3所示。

（2）抖动光纤实验，模拟现场运行时可能遇到的抖动幅度。在以上测试过程中，考察保护装置是否有启动，若无启动，认为该项测试通过;同时记录振动过程中的数据。

2.2.3 实验室测试结论

（1）振动台冲击测试。当冲击加速度超过24G时，保护开始有启动现象，此时CT输出最大一次电流值为172A（二次值1.075A）。

（2）抖动光纤实验。模拟现场运行时可能遇到的抖动幅度与在现场实验结果基本一致。

（3）拍击装置实验。模拟现场运行时可能遇到的拍击力度拍击装置造成的影响可在输出数据中明显观察到，典型的数据如图3所示，最大的一次电流值为73A（二次值0.456A），因保护定值为二次值1A，因此正常拍击装置时不会引起保护启动。

2.3 结论

汇总现场实验和实验室测试项目，基本可以代表了正常运行时可能遇到的各种振动情况，从实验结果可知，光CT可以满足正常运行的需求，不会受振动影响引起保护误动，具体误动原因有待进一步检查。

参考文献：

[1]黄新波，贺霞，王霄宽，王红亮.智能变电站的关键技术及应用实例[J].电力建设，2012年10期.

[2]曹庚赈.电子式互感器及其在数字化变电站中应用分析[J].才智，2011年35期.

[3]李九虎，郑玉平，古世东，须雷.电子式互感器在数字化变电站的应用[J].电力系统自动化，2007年07期.endprint