智能變電站電子式電流互感器故障分析

劉亮 杜濤 徐雄軍 肖蕾

摘 要：電子式互感器具有體積小、重量輕、頻帶響應寬、無飽和現象、抗電磁干擾性能佳、無油化結構、絕緣可靠、便于向數字化、微機化發展等諸多優點，是電網發展應用的方向。目前電子式互感器處于現場應用的初期階段，實際運用中比較電磁式互感器存在缺陷頻繁，維護困難問題。通過對電子式互感器運行中發現缺陷的處理，對缺陷原因進行分析，為電子式互感器現場運行維護提供參考及幫助。

關鍵詞：電子式互感器；合并單元；采集卡

中圖分類號：TM63 文獻標志碼：A 文章編號：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應城變電站為國網第一批全數字智能變電站，是湖北電網第一座采用電子式互感器變電站，本文對該變電站電子式互感器出現異常進行分析。

1 故障現象

2017年8月2日23點，應230開關B相光CT故障，造成220kV第一套母差保護報B相I母CT斷線、220kV山應線應230開關A套保護報B相采樣無效告警，2017年8月3日零點30分將應230開關線路A套保護，停用應220母差保護A套保護停用。2017年8月3日11點，B相光CT采樣無效告警信號復歸，保護裝置恢復正常運行。2017年8月3日22點故障重復出現。

2 有源電子互感器運行原理

（1）220kV應城變電站為第一代智能變電站，使用的是南京新寧光電第一代電子式互感器，該電子式互感器為有源式電子互感器，電子互感器采集卡正常二路電源互為備用，一路由合并單元激光電源提供，一路一次取能，示意圖如圖1。

（2）在一次電流達到負荷的5%以上時，采集卡供已一次取能為主，激光電源為輔助，做為熱備用。同時，在現場的互感器在設計中，激光電源在熱備用和正常工作過程中，都會對采集卡輸出足夠功率的能量保證采集卡正常工作（意為激光電源熱備用時，假設一次取能突然消失，激光電源的功率也足以滿足采集卡正常工作）。

（3）新寧光電OEMU-702A電子式互感器合并單元啟動過程中，通過反饋回路對激光電源模塊中激光管調節激光輸出功率，當數據處理模塊接收到互感器采集器數據，激光電源輸出功率不再增加并保持時，廠家給出正常功率為（450-550MW）。

3 缺陷分析

根據故障現象，電子式互感器異常發生在夜間，白天恢復，與負荷有關，夜晚由于負荷降低，通過互感器取能線圈能量電流變小，無法支撐互感器采集卡正常運行需要，按照電子互感器原理，此時應切換到激光電源取能，電子感器采集卡無法取得能量保持正常工作，導致數據無法正常傳輸到電子互感器合并單元，合并單元數據采集異常。可能缺陷點為：采集卡，激光電源，光纖，情況記錄如表1。

（1）激光電源：激光電源有功率調節功能受合并單元控制，當采集卡發送數據異常，合并單元判斷采集卡接收激光電源功率低，合并單元提升激光電源功率。當激光電源由于老化發射功率達不到采集卡正常工作要求，采集卡不能正常工作，采樣數據異常。廠家給出正常功率為（450-550MW），檢查發現A，B，C相電子式互感器激光電源功率為（480MW，650MW，560MW）；B，C相激光功率超過上限。更換激光電源后，故障依舊，合并單元B相采集器采集無效告警依舊。

（2）采集卡：電子式互感器采集卡負責采集CT數據并將數據通過光纖發送到合并單云，根據應城變電站歷年缺陷處理數據，判斷采集卡損壞可能性大。

（3）光纖：光纖作為能量、數據傳輸介質，如發生中斷或衰耗大會造成裝置告警或采集卡無法正常運行。如激光電源光纖衰耗大會造成采集卡接收能量不足而無法正常運行。經檢查，在應230開關合并單元處測試三相電子互感器接收光功率正常。

4 缺陷處理

4.1 電子互感器直通光纖通道檢查

對230電子互感器直通光纖通道進行檢查，檢查發現C相激光電源光纖衰耗超出要求，對合并單元，電子式互感器采集卡光纖接頭使用酒精清洗，光纖衰耗在正常范圍內，合并單元激光電源功率顯示（480MW，650MW，460MW），C相激光電源功率降低恢復到正常范圍。

4.2 采集卡

更換應230開關B相電子互感器采集卡后，合并單元告警恢復，線路保護，母線保護恢復正常。合并單元激光電源功率顯示（480MW，465MW，460MW），B相激光電源功率降低恢復到正常范圍。

4.3 加壓升流試驗

由于更換了電子式互感器采集卡，通過對電子互感器進行一次加壓升流試驗，檢查電子互感器采集數據準確度，數據如表2、3。

5 結束語

停電檢查，應230開關B相電子式電流互感器由于采集卡缺陷造成合并單元采集數據無效，C相電子式電流互感器由于光纖衰耗過大，造成應230開關合并單元激光電源長期工作超負荷狀態，造成壽命大大縮短，缺陷率明顯提高。

通過對應230開關電子式電流互感器缺陷的處理，對運行維護積累了寶貴經驗，特別是合并單元激光功率監控數據，在線路保護定期檢驗中要作為一個重要檢查項目，如超出（450-550MW）范圍，要對激光電源、光纖回路，采集卡檢查，查出原因，及時發現缺陷，避免激光電源長期高功率工作，會加速老化增加缺陷發生率，減少發生智能變電站非正常停電缺陷。

參考文獻：

[1]國家電網公司.Q/GDW383-2009.繼電保護和智能變電站技術導則[S].2009-12-25.

[2]南京新寧光電自動化有限公司.OEMU700系列數字式光電互感器合并器技術說明書[Z].2008.