【摘要】：随着电力系统电压等级的升高和传输容量的不断增大以及科学技术的不断更新，新型光学电流互感器(OCT)在换流站中的应用越来越广泛。本文就光CT在青藏直流输电系统中的应用，简要介绍了拉萨换流站光CT的结构与工作原理，光CT与电力一次系统、二次系统之间的硬件连接结构，结合青藏直流运行中光CT的典型故障案例，分析在青藏直流运行中光CT部分存在的隐患，并就如何提高系统运行稳定进行了探讨，提出了一些建议。
【关键字】：光CT、同轴电缆、远端模块、保护测量、案例分析
1引言
随着电力系统电压等级的升高和传输容量的不断增大以及科学技术的不断更新，传统的电磁式电流互感器（CT）暴露的一系列缺点越来越突出：高压绝缘复杂、故障电流下铁心易磁饱和以及存在磁滞现象等。相比之下，新型光学电流互感器在这些问题上就具有绝对的优势。如：优良的绝缘性能、造价低、测量精度高、体积小、重量轻。
本文对拉萨换流站光CT结构及工作原理进行简要介绍，结合青藏直流运行中直流滤波器高端光CT的典型故障案例，分析在青藏直流运行中光CT部分存在的隐患，并就如何提高系统运行稳定进行了探讨，提出一些建议措施。
2、光CT工作原理
直流光电流互感器主要由罗夫斯基线圈、远端模块，光纤、光接口板等组成。罗氏线圈的结构示意图,整个线圈均匀地绕在一个非磁性材料的骨架上,线圈的总匝数为N,线圈的横截面积为A,被测电流从线圈中心穿过,由电磁感应在二次线圈中得到电压信号。通过线圈的电流在线圈上感应的电动势和导体中流过电流的变化率成正比。如果线圈的输出和一个积分器连接,则积分器的输出就和所要测量的电流成正比。
3、故障情况分析
3.1故障描述
±400kV拉萨换流站近期在直流系统频报“极Ⅰ直流系统第二组直流滤波器保护装置2差电流异常报警”，现场检查极Ⅰ直流系统第二小组滤波器保护和极保护故障录波，发现极Ⅰ直流系统第二组直流滤波器高端光CT保护量采样异常。
3.2拉萨换流站光CT测量配置
拉萨换流站内安装使用的光CT有直流滤波器高端光CT（IF1T1、IF2T1），直流滤波器不平衡光CT（IF1T2、IF2T2），阀厅光CT(IDP)，直流线路光CT（IDL）。具体配置如下表所示：
拉萨换流站的光CT内有五个独立的测量通道（如图示）分别送给五台Mach2主机，各测量通道彼此独立，因只有DFP12B高端电流保护测量值出现异常，故初步怀疑为IF2T1保护量信号的通道及光CT本体侧存在问题。
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图1 拉萨换流站光CT测量配置图
3.3故障分析
将4号启动主机PCIC板的IF2T1光纤和3号保护主机PCIC板的IF2T1光纤的POWER和DATA两对光纤调换。手动触发录波，发现异常由极Ⅰ第二组直流滤波器保护B套P1DFP12B保护测量模拟量转移到启动测量模拟量。
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图3 对调后极Ⅰ极保护“保护”量录波 图4 对调后极Ⅰ极保护“启动”量录波
根据直流滤波器高端光CT采样回路分析，异常转移说明故障点在极Ⅰ直流系统第二组直流滤波器高端光CT本体远端模块到Mach2主机之间。可能原因：（1）光CT本体远端模块到Mach2主机之间的光纤通道故障；（2）光CT二次侧接线柱四个端子（其中一个端子接三通口）、同轴电缆、远端模块故障。需要将柴拉直流极1停电检查处理。
3.4故障处理
首先，排查光CT本体公共端是否故障，极Ⅰ直流系统第二组直流滤波器高端光CT本体进行注流（交流10A），波形中1号、2号、4号MACH2主机波形均正常，3号MACH2主机波形异常，说明该光CT本体公共端无异常。第二，三通接口是否故障，（1）将3号同轴电缆插入5号接口，5号同轴电缆作封闭。注交流20A，波形中3号主机波形只有零漂，其它1、2、4主机波形正常。（2）将3号同轴电缆插入4号接口，4号同轴电缆作封闭。注交流20A，波形中3号主机波形只有零漂，4号主机波形异常，其它1、2主机波形正常。说明3号同轴电缆到3号MACH2主机通道故障。（3）3号同轴电缆位置不变，将4号同轴电缆插入5号接口。注交流20A，波形中3号主机波形异常，4号主机波形异常，其它1、2主机波形正常。说明连接3号和5号的三通存在故障。（4）将3号同轴电缆恢复3号接口，将4号同轴电缆恢复4号接口。注交流20A，查看波形，后台3号主机波形异常，其它1、2、4主机波形正常。说明3号同轴电缆到3号MACH2主机通道故障和3号、5号三通故障。（5）将4号接口换成新三通，分别接3号、4号主机。注交流20A，查看波形，后台3号主机波形零飘，其它1、2、4主机波形正常。第三，同轴电缆及远端模块是否故障，将3号同轴电缆和远端模块更换，注交流20A，查看波形，后台3号主机波形零飘，其它1、2、4主机波形正常。说明3号同轴电缆和远端模块正常，故障在远端模块输出端到3号MACH2主机通道故障。第四，远端模块至3号MACH2主机之间通道是否故障，（1）对远端模块输出端到3号MACH2主机通道进行光衰检查，在两端挂光功率计，测量结果判断光纤通道中断。（2）用光功率计对远端模块输出端到LINK接续盒进行测量，判断故障点在LINK接续盒的光纤接续中断。（3）将4号接口换成新三通，分别接5号、4号主机，极2直流场接口屏5号主机的IF2T1的POWER与DATA光纤插入3号主机。注交流20A，查看波形，1、2、3、4主机波形正常。
综上所述说明3号MACH2主机至远端模块的光纤通道故障。
3.5结论
导致极1第二组直流滤波器高端CT测量异常的原因为3号Mach2主机至本体远端模块通道故障和本体二次接线柱三通故障造成的。
4、反措及建议
1、针对此次极1第二组直流滤波器首端CT故障情况，为避免后期发生类似的故障，拉萨换流站检修人员利用停电期间对所有光CT进行检查，确保直流系统稳定运行。
2、针对拉萨换流站投运以来光CT出现5次故障，计划2020年进行光CT技改，技改时对所有备用光纤通道进行排查。
3、总结经验将光CT已发生的故障汇编成册，形成培训教材，为提升运检人员技能水平，提供基础材料。
参考文献：
[1] 赵畹君 高压直流输电工程技术[M].北京：中国电力出版社
[2] 直流换流站运维技能培训系列教材（设备运行）.国家电网公司运维检修部 组编
[3] 拉萨换流站现场运行规程