基于换流站开关光CT故障分析及更换调试解析

周显威

摘 要：该文简要介绍了直流换流站的光CT的应用背景和技术优势，针对某站交流滤波器开关光CT B相光缆断裂出现的故障问题进行了故障分析和探讨，对光CT本体更换处理、光缆接线的设备调试工作进行整理并提出了注意事项和相关建议。

关键词：直流换流站 光CT 光缆接线 设备调试

中图分类号：TM85 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（b）-0035-02

随着电力特高压输电技术飞速发展，变电站光CT因其具有绝缘性能好、抗电磁干扰能力强、无开路高压危险等众多优势，加之其体积小、重量轻、精度高、不易燃等结构特点，取代传统式电磁式互感器势不可挡。

国内某换流站内交流滤波器5611开关光CT B相光缆断裂出现故障，对设备及电网安全运行造成隐患，根据故障分析建议对光CT进行更换处理，更换了本体之后进行了光缆接线工作，并对设备进行调试。

1 故障分析

1.1 故障现象

2016年5月12日16：15：19：627，交流滤波器控制保护AFP111主机发“WA-Z3-W11-T1 Phase B Data Invalid On”（第一大组滤波器5611开关B相光CT数据无效），“WA-Z3-W11-T1 Phase B Optical Fault On”（第一大组滤波器5611开关B相光CT光纤回路故障）严重故障告警，AFP111主机退至service状态。

1.2 故障检查

运维人员现场检查发现第一大组滤波器5611开关光CT电子单元“Data Invalid”红灯常亮，现场测试发现：从5611开关光CT电子单元至光CT本体间的光纤回路异常。

1.3 故障原因分析

根据故障告警与现象，初步分析故障点有两处：一是光CT电子单元屏柜内或测量线缆CMB端子箱内的光纤熔接点损坏；二是光CT本体故障。专业人员使用专用仪器进一步现场检查，通过光时域反射仪反复测定，光纤断点在CMB端子箱及以上部分（包括光CT本體部分），后又在CMB端子箱内断开光纤熔接点，单独测量从CMB端子箱至光CT本体的光纤回路，发现其光纤回路已完全断开，确认故障点位于光CT本体部分。

1.4 故障处置建议

因本体内部光缆无法正常工作，需要将该相光CT整体更换。由于设备安装布置原因，该相光CT与母线避雷器距离较近，不能满足吊车机具作业安全距离要求，同时更换光CT之后需要进行一次通流试验、光CT极性校验、保护补偿系数校核及带负荷校验等试验项目，因此将交流滤波器及开关转检修状态。

2 光CT更换

在进行光CT更换之前，应先屏蔽AFP111/AFP112主机内相关的光CT电流输入及保护出口回路，防止保护误动作跳开开关。

待第一大组滤波器母线停电后，将原光CT一次本体拆除，包括光CT的光纤回路、光CT本体及相关一次连接金具等。

光CT的光纤回路线和信号线从CT末端通过一根钢管引至二次端子箱，在拆除原光CT及其接线时，用胶带绑接一根钢丝在原光纤线上，取出原光纤线后使钢丝露出钢管一截，这样在安装新CT的光纤线时，直接通过抽拉钢丝使光纤线通过钢管到达端子箱，省时省力。

将光CT一次本体备品安装至原仓位，确认连接金具安装到位、牢固，在拆除的管母连接头部涂抹导电膏，并再次复紧。同时，将光CT的光纤回路（CMB柜内光纤）熔接完好。

新CT一次本体安装到位后，需将光CT二次端子箱内的光纤回路（CMB柜内光纤）熔接完好，使用仪器为ARC FUSION SPLICER（光纤熔接机），要求光纤损耗应≤0.04 dB，现场熔接的两根光纤第一根为0.01 dB，第二根为0.02 dB。

待厂方人员测试光纤回路所有参数正常后，再进行光CT一次本体相关的位置调整、接地、封堵等工作。

3 设备调试

试验前一次设备状态，第一串5011、5012开关，61M、 5611开关检修状态。AFP111/AFP112主机正常运行，先将一台主机切至TEST状态，并进行相关试验，待试验正常完成后，将该台AFP主机恢复至可用状态，再进行另一主机的试验。

3.1 一次通流极性校验

对现场试验的回路进行连接及试验设备调试，在T1靠W11侧加电流（低电压、大电流），并短接电容滤波器。注意试验前，应先拉开安措地刀。

在CT一次侧加10 A的电流，后台查看AFP111/AFP112相关页面的差流。

（1）WA-Z3大组进线差动电流：AFP111_112＼PCIA＼DSP2＼

BUSDIFF1.HGF；以A相为例，将开关场第一串5011和5012开关A相的电流（WA_W1_L1_SUM）与第一大组滤波器A相的电流（WA_Z3_SUM_L1）首先经过相应的补偿，然后相减并计算差值。

（2）5611滤波器组差动电流：AFP111_112＼PCIA＼DSP1＼Z11_

RMS.HGF；以5611滤波器A相为例，将靠近W11侧区域的A相CT测得的电流（WA_Z3_W11_T1_L1_SCA）与5611滤波器Z11区域A相CT测得的电流（WA_Z3_Z11_T3_PC_L1）首先经过滤波，然后进行相应的补偿，最后相减并计算差值。

先查看5611滤波器组差流，如明显偏大（大于20 A），则光CT的极性反了，需厂方人员在光CT的电子单元内将其极性调整，调整后，差流应明显减小（2 A左右）。大组进线差动电流一般在30 A左右。

3.2 保护补偿系数校核

保持第1步的试验方式不变，改动第1步中相关差流程序页面中的保护补偿系数。该补偿系数1～4可调，现在统一为1。在极性调整完成后，通过后台Hibug临时置位的方式改动该补偿系数，分别由1改为2、3、4；观察对应的差流值变化，并做好记录。正常情况下，该系数应为1（光CT和电磁CT的电流会存在一个相角差，应对保护补偿系数进行校核，由于更换CT类型参数一致，保护补偿系数没有更改，正常情况下该系数为1。）

3.3 带负荷校验

试验前，第一串5011、5012开关，61M转运行状态，5611开关热备用状态。调度下令5611开关热备用转运行，将5611小组滤波器投入运行。

现场检查5611开关光CT等一次设备无异常。后台查看5611开关电流，大组进线差动电流，滤波器差动电流等符合要求。保持滤波器组运行20 min，相关参数无异常后，汇报调度带负荷校验完成。

带负荷校验仅限于5611开关等光CT本体更换，电容器组不平衡光CT更换无需进行此项试验。

4 结语

某换流站采用混合有源型光电流互感器，交流滤波器场5611开关光CT B相光缆发生断裂故障，该文对该故障进行了故障分析和说明，检修人员对光CT进行了更换处理，并且对设备进行一次通流极性校验，保护补偿系数校核，一次通流采样校验和带负荷校验，试验结果符合要求，该文整理了更换光CT的现场安装和调试工作，并提出了工作中的注意点和相关建议。

参考文献

[1] 刘振亚.特高压直流输电技术研究成果专辑[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2] 刘畹均.高压直流工程输电技术[M].北京：中国电力出版社，2006.