基于換流站開關光CT故障分析及更換調試解析

周顯威

摘 要：該文簡要介紹了直流換流站的光CT的應用背景和技術優勢，針對某站交流濾波器開關光CT B相光纜斷裂出現的故障問題進行了故障分析和探討，對光CT本體更換處理、光纜接線的設備調試工作進行整理并提出了注意事項和相關建議。

關鍵詞：直流換流站 光CT 光纜接線 設備調試

中圖分類號：TM85 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）09（b）-0035-02

隨著電力特高壓輸電技術飛速發展，變電站光CT因其具有絕緣性能好、抗電磁干擾能力強、無開路高壓危險等眾多優勢，加之其體積小、重量輕、精度高、不易燃等結構特點，取代傳統式電磁式互感器勢不可擋。

國內某換流站內交流濾波器5611開關光CT B相光纜斷裂出現故障，對設備及電網安全運行造成隱患，根據故障分析建議對光CT進行更換處理，更換了本體之后進行了光纜接線工作，并對設備進行調試。

1 故障分析

1.1 故障現象

2016年5月12日16：15：19：627，交流濾波器控制保護AFP111主機發“WA-Z3-W11-T1 Phase B Data Invalid On”（第一大組濾波器5611開關B相光CT數據無效），“WA-Z3-W11-T1 Phase B Optical Fault On”（第一大組濾波器5611開關B相光CT光纖回路故障）嚴重故障告警，AFP111主機退至service狀態。

1.2 故障檢查

運維人員現場檢查發現第一大組濾波器5611開關光CT電子單元“Data Invalid”紅燈常亮，現場測試發現：從5611開關光CT電子單元至光CT本體間的光纖回路異常。

1.3 故障原因分析

根據故障告警與現象，初步分析故障點有兩處：一是光CT電子單元屏柜內或測量線纜CMB端子箱內的光纖熔接點損壞；二是光CT本體故障。專業人員使用專用儀器進一步現場檢查，通過光時域反射儀反復測定，光纖斷點在CMB端子箱及以上部分（包括光CT本體部分），后又在CMB端子箱內斷開光纖熔接點，單獨測量從CMB端子箱至光CT本體的光纖回路，發現其光纖回路已完全斷開，確認故障點位于光CT本體部分。

1.4 故障處置建議

因本體內部光纜無法正常工作，需要將該相光CT整體更換。由于設備安裝布置原因，該相光CT與母線避雷器距離較近，不能滿足吊車機具作業安全距離要求，同時更換光CT之后需要進行一次通流試驗、光CT極性校驗、保護補償系數校核及帶負荷校驗等試驗項目，因此將交流濾波器及開關轉檢修狀態。

2 光CT更換

在進行光CT更換之前，應先屏蔽AFP111/AFP112主機內相關的光CT電流輸入及保護出口回路，防止保護誤動作跳開開關。

待第一大組濾波器母線停電后，將原光CT一次本體拆除，包括光CT的光纖回路、光CT本體及相關一次連接金具等。

光CT的光纖回路線和信號線從CT末端通過一根鋼管引至二次端子箱，在拆除原光CT及其接線時，用膠帶綁接一根鋼絲在原光纖線上，取出原光纖線后使鋼絲露出鋼管一截，這樣在安裝新CT的光纖線時，直接通過抽拉鋼絲使光纖線通過鋼管到達端子箱，省時省力。

將光CT一次本體備品安裝至原倉位，確認連接金具安裝到位、牢固，在拆除的管母連接頭部涂抹導電膏，并再次復緊。同時，將光CT的光纖回路（CMB柜內光纖）熔接完好。

新CT一次本體安裝到位后，需將光CT二次端子箱內的光纖回路（CMB柜內光纖）熔接完好，使用儀器為ARC FUSION SPLICER（光纖熔接機），要求光纖損耗應≤0.04 dB，現場熔接的兩根光纖第一根為0.01 dB，第二根為0.02 dB。

待廠方人員測試光纖回路所有參數正常后，再進行光CT一次本體相關的位置調整、接地、封堵等工作。

3 設備調試

試驗前一次設備狀態，第一串5011、5012開關，61M、 5611開關檢修狀態。AFP111/AFP112主機正常運行，先將一臺主機切至TEST狀態，并進行相關試驗，待試驗正常完成后，將該臺AFP主機恢復至可用狀態，再進行另一主機的試驗。

3.1 一次通流極性校驗

對現場試驗的回路進行連接及試驗設備調試，在T1靠W11側加電流（低電壓、大電流），并短接電容濾波器。注意試驗前，應先拉開安措地刀。

在CT一次側加10 A的電流，后臺查看AFP111/AFP112相關頁面的差流。

（1）WA-Z3大組進線差動電流：AFP111_112＼PCIA＼DSP2＼

BUSDIFF1.HGF；以A相為例，將開關場第一串5011和5012開關A相的電流（WA_W1_L1_SUM）與第一大組濾波器A相的電流（WA_Z3_SUM_L1）首先經過相應的補償，然后相減并計算差值。

（2）5611濾波器組差動電流：AFP111_112＼PCIA＼DSP1＼Z11_

RMS.HGF；以5611濾波器A相為例，將靠近W11側區域的A相CT測得的電流（WA_Z3_W11_T1_L1_SCA）與5611濾波器Z11區域A相CT測得的電流（WA_Z3_Z11_T3_PC_L1）首先經過濾波，然后進行相應的補償，最后相減并計算差值。

先查看5611濾波器組差流，如明顯偏大（大于20 A），則光CT的極性反了，需廠方人員在光CT的電子單元內將其極性調整，調整后，差流應明顯減小（2 A左右）。大組進線差動電流一般在30 A左右。

3.2 保護補償系數校核

保持第1步的試驗方式不變，改動第1步中相關差流程序頁面中的保護補償系數。該補償系數1～4可調，現在統一為1。在極性調整完成后，通過后臺Hibug臨時置位的方式改動該補償系數，分別由1改為2、3、4；觀察對應的差流值變化，并做好記錄。正常情況下，該系數應為1（光CT和電磁CT的電流會存在一個相角差，應對保護補償系數進行校核，由于更換CT類型參數一致，保護補償系數沒有更改，正常情況下該系數為1。）

3.3 帶負荷校驗

試驗前，第一串5011、5012開關，61M轉運行狀態，5611開關熱備用狀態。調度下令5611開關熱備用轉運行，將5611小組濾波器投入運行。

現場檢查5611開關光CT等一次設備無異常。后臺查看5611開關電流，大組進線差動電流，濾波器差動電流等符合要求。保持濾波器組運行20 min，相關參數無異常后，匯報調度帶負荷校驗完成。

帶負荷校驗僅限于5611開關等光CT本體更換，電容器組不平衡光CT更換無需進行此項試驗。

4 結語

某換流站采用混合有源型光電流互感器，交流濾波器場5611開關光CT B相光纜發生斷裂故障，該文對該故障進行了故障分析和說明，檢修人員對光CT進行了更換處理，并且對設備進行一次通流極性校驗，保護補償系數校核，一次通流采樣校驗和帶負荷校驗，試驗結果符合要求，該文整理了更換光CT的現場安裝和調試工作，并提出了工作中的注意點和相關建議。

參考文獻

[1] 劉振亞.特高壓直流輸電技術研究成果專輯[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2] 劉畹均.高壓直流工程輸電技術[M].北京：中國電力出版社，2006.