智能变电站电子式电流互感器故障分析

刘亮 杜涛 徐雄军 肖蕾

摘 要：电子式互感器具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象、抗电磁干扰性能佳、无油化结构、绝缘可靠、便于向数字化、微机化发展等诸多优点，是电网发展应用的方向。目前电子式互感器处于现场应用的初期阶段，实际运用中比较电磁式互感器存在缺陷频繁，维护困难问题。通过对电子式互感器运行中发现缺陷的处理，对缺陷原因进行分析，为电子式互感器现场运行维护提供参考及帮助。

关键词：电子式互感器；合并单元；采集卡

中图分类号：TM63 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）31-0120-02

Abstract： Electronic transformer has many advantages， such as small volume， light weight， wide band response， no saturation phenomenon， good anti-electromagnetic interference performance， oil-free structure， reliable insulation， easy to digital， computerized development and many other advantages. It is the direction of power grid development and application. At present， the electronic transformer is in the initial stage of field application， compared with the electromagnetic transformer in practical application， there are frequent defects and difficult maintenance problems. This paper deals with the defects found in the operation of electronic transformers， analyzes the causes of defects， and provides reference and help for the field operation and maintenance of electronic transformers.

Keywords： electronic transformer； merging unit； acquisition card

220kV应城变电站为国网第一批全数字智能变电站，是湖北电网第一座采用电子式互感器变电站，本文对该变电站电子式互感器出现异常进行分析。

1 故障现象

2017年8月2日23点，应230开关B相光CT故障，造成220kV第一套母差保护报B相I母CT断线、220kV山应线应230开关A套保护报B相采样无效告警，2017年8月3日零点30分将应230开关线路A套保护，停用应220母差保护A套保护停用。2017年8月3日11点，B相光CT采样无效告警信号复归，保护装置恢复正常运行。2017年8月3日22点故障重复出现。

2 有源电子互感器运行原理

（1）220kV应城变电站为第一代智能变电站，使用的是南京新宁光电第一代电子式互感器，该电子式互感器为有源式电子互感器，电子互感器采集卡正常二路电源互为备用，一路由合并单元激光电源提供，一路一次取能，示意图如图1。

（2）在一次电流达到负荷的5%以上时，采集卡供已一次取能为主，激光电源为辅助，做为热备用。同时，在现场的互感器在设计中，激光电源在热备用和正常工作过程中，都会对采集卡输出足够功率的能量保证采集卡正常工作（意为激光电源热备用时，假设一次取能突然消失，激光电源的功率也足以满足采集卡正常工作）。

（3）新宁光电OEMU-702A电子式互感器合并单元启动过程中，通过反馈回路对激光电源模块中激光管调节激光输出功率，当数据处理模块接收到互感器采集器数据，激光电源输出功率不再增加并保持时，厂家给出正常功率为（450-550MW）。

3 缺陷分析

根据故障现象，电子式互感器异常发生在夜间，白天恢复，与负荷有关，夜晚由于负荷降低，通过互感器取能线圈能量电流變小，无法支撑互感器采集卡正常运行需要，按照电子互感器原理，此时应切换到激光电源取能，电子感器采集卡无法取得能量保持正常工作，导致数据无法正常传输到电子互感器合并单元，合并单元数据采集异常。可能缺陷点为：采集卡，激光电源，光纤，情况记录如表1。

（1）激光电源：激光电源有功率调节功能受合并单元控制，当采集卡发送数据异常，合并单元判断采集卡接收激光电源功率低，合并单元提升激光电源功率。当激光电源由于老化发射功率达不到采集卡正常工作要求，采集卡不能正常工作，采样数据异常。厂家给出正常功率为（450-550MW），检查发现A，B，C相电子式互感器激光电源功率为（480MW，650MW，560MW）；B，C相激光功率超过上限。更换激光电源后，故障依旧，合并单元B相采集器采集无效告警依旧。

（2）采集卡：电子式互感器采集卡负责采集CT数据并将数据通过光纤发送到合并单云，根据应城变电站历年缺陷处理数据，判断采集卡损坏可能性大。

（3）光纤：光纤作为能量、数据传输介质，如发生中断或衰耗大会造成装置告警或采集卡无法正常运行。如激光电源光纤衰耗大会造成采集卡接收能量不足而无法正常运行。经检查，在应230开关合并单元处测试三相电子互感器接收光功率正常。

4 缺陷处理

4.1 电子互感器直通光纤通道检查

对230电子互感器直通光纤通道进行检查，检查发现C相激光电源光纤衰耗超出要求，对合并单元，电子式互感器采集卡光纤接头使用酒精清洗，光纤衰耗在正常范围内，合并单元激光电源功率显示（480MW，650MW，460MW），C相激光电源功率降低恢复到正常范围。

4.2 采集卡

更换应230开关B相电子互感器采集卡后，合并单元告警恢复，线路保护，母线保护恢复正常。合并单元激光电源功率显示（480MW，465MW，460MW），B相激光电源功率降低恢复到正常范围。

4.3 加压升流试验

由于更换了电子式互感器采集卡，通过对电子互感器进行一次加压升流试验，检查电子互感器采集数据准确度，数据如表2、3。

5 结束语

停电检查，应230开关B相电子式电流互感器由于采集卡缺陷造成合并单元采集数据无效，C相电子式电流互感器由于光纤衰耗过大，造成应230开关合并单元激光电源长期工作超负荷状态，造成寿命大大缩短，缺陷率明显提高。

通过对应230开关电子式电流互感器缺陷的处理，对运行维护积累了宝贵经验，特别是合并单元激光功率监控数据，在线路保护定期检验中要作为一个重要检查项目，如超出（450-550MW）范围，要对激光电源、光纤回路，采集卡检查，查出原因，及时发现缺陷，避免激光电源长期高功率工作，会加速老化增加缺陷发生率，减少发生智能变电站非正常停电缺陷。

参考文献：

[1]国家电网公司.Q/GDW383-2009.继电保护和智能变电站技术导则[S].2009-12-25.

[2]南京新宁光电自动化有限公司.OEMU700系列数字式光电互感器合并器技术说明书[Z].2008.