光CT的基本原理及故障处理方法

姚其新 光 CT的基本原理及故障处理方法 一、龙泉、江陵、宜都站光 CT在用情况 站名 型号 龙泉站 江陵站 宜都站 总计 交流滤波器高端光 CT 24 33 27 84 交流滤波器不平衡电 流光 CT 24 33 27 84 直流滤波器高端光 CT 4 4 4 12 直流滤波器不平衡电 流光 CT 4 4 4 12 直流场出线光 CT 2 2 2 6 板卡数量： 6 板卡数量： 6 板卡数量： 8 20 阀厅光 CT 2 2 2 6 板卡数量： 4 板卡数量： 4 板卡数量： 6 14 二、光 CT基本原理 光 CT本体 光纤回路 光接口板 光 CT基本原理 1.光 CT本体 1.1直流场出线光 CT（ COCT/X ） 1）一次回路上串联一个 6.66 电阻 ，将直流电流转换为小 电压（ 20mv/3000A） 输入 到光 CT内部远方模块，接 入到 PCP主机 2） Rogowski 线圈将母线电流 变成电压信号连接到另外一 个远方模块，用于测量高次 谐波，信号接入到 LFL主机 的 SG102板 光 CT基本原理 远方模块数据处理 1） 远方模块测量信号经过放大、低通滤波和抗混叠滤波（ anti aliasing）、 A/D转换、光电转换将数据脉冲通过光纤送 到 SG102板 2） SG102发出激光功率通过光功率光纤给光 CT内部的远方模 块供电，激光波长的 810nm，激光功率的最大功率为 700mW 光 CT基本原理 1.2 阀厅光 CT（ COCT） 1）串联一个电阻和 Rogowski 线圈的 信号输入到远方模 块。 2）其他部分与直流 出线光 CT一样 光 CT基本原理 1.3 交、直流滤波器高端光 CT（ DOCT4000） 1） DOCT4000光 CT内部 有一个传统的 CT和一 个电阻（不大于 30欧 ）将电流信号转换微电 压信号。 2） 测量信号经过 A/D转换 和光电转换后通过光纤 接入到主机内 SG101 板卡，信号处理回路冗 余。 光 CT基本原理 1.4 交、直流滤波器不平衡光 CT（ DOCT1.5） 1） DOCT1.5结构简单，在 一次回路中串联了一个 电阻（不超过 0.6欧） 2） 测量信号经过 A/D转换 和光电转换后通过光纤 接入到主机内 SG101 板卡 光 CT基本原理 2.光接口板 2.1 SG101 1. 一块 SG101板连接 6个通道，可连接三相 OCT4000和三相 OCT1.5 2. 用同一根光纤传输光功率和光脉冲，以 870nm的波长接收远端模块下发 的被测交流电流等数字信号，同时以 780nm波长上送激光功率 给远 端模块供电 3. 对光纤质量要求非常高，容易出现误码率 光 CT基本原理 2.2 SG102板 1. SG102板最多可以连接两个光 CT远方模块 2. 一个通道有 2根光纤，根用于发射光功率，一根用于采集光 CT远方模块 的电流量 3. SG102板需要提供 3.3V的外接电源（由 MACH2主机主板提供） 光 CT基本原理 3 误码率原理 D0-D11是数据位， HW是板卡的硬件信息， SYNC0 SYNC3是 同步位 光接口模块发送到光接口板的一个数据包 1.从光 CT本体远方模块数据传输到光纤接口板板的过程中，出现数据丢失和 错误时，就会发出误码率 。 2.如果在一段时间（ 20ms）内连续出现误码率，则会导致该通道的关闭 光 CT基本原理 三、光 CT出现的问题及处理方法 1.故障处理方法（通道互换和排除法） 例如 SG101 的 A通道关闭故 障，处理时按如下步骤： 先将相应的系统打至 TEST 状态，将主机关闭 将 SG101板卡所连接的 A相 和 B相所光纤拔出 ， 并用光纤 护帽将光纤头盖住 将 A相光纤插入到 SG101板 卡上 B口 重启主机检查 B通道是否正常 ， 如果 B通道正常了说明 SG101板卡 A通道故障， 如果 B通道还是关断，则说明 A相的远方模块和光纤存在问题。 光 CT出现的问题及处理方法 2.光 CT本体故障 2.1江陵换流站交流滤波器光 CT远方模块故障 光 CT测量通道误码率出现 光 CT一个系统电流测量错误，出现测量尖波 导致差动和不平衡保护保护误动 光 CT的一个通道直接关闭 从 2004年 7月到 2006年 9月 ，共出现了 15次 在 2006年 7月和 2007年的 1月对 66个光 CT接口 模块进行全部的换型 光 CT本体故障 光 CT本体故障 2.2宜都换流站直流场出线光 CT故障 导致了 2007年的 6月 27日和 9月 25日 2次极 I停运 2007年 10月 7 8日，进行了换型改造 光 CT本体故障 2.3 宜都站直流滤波器不平衡光 CT的问题 2007年 5 6月，宜都站双极的直流滤波器 由于出现不平衡电流导致 6次直流滤波器的切 除 2007年 5月 29日更换了极 I Z12的不平衡光 CT ， 5月 29日晚上更换后的光 CT再次切除极 I Z12直流滤波器 光 CT本体故障 波形分析： 光 CT本体故障 增加故障录波的采样频率后，使用专业分析软 件显示的故障录波 光 CT本体故障 3 光纤回路出现的问题 光纤回路问题 光纤回路故障次数 19 2 8 龙泉站 江陵站 宜都站 光纤故障全部集中在交流滤波器的光 CT回路 3.1 江陵站交流滤波器光缆故障 WA-Z1-Z12-T1 C相不平衡光缆安装时从中 间折断， 2005年 7月 31日发现里面的光纤 已经不能再使用。 5611滤波器 A相高端光 CT（ WA-Z2-T1）光 缆 光纤回路问题 光纤回路问题 3.2 光纤头故障 1）光纤头不清洁 2）光纤头被划伤 光纤回路问题 3.3 光纤衰耗过大 光纤衰耗过大从监视 表现有： 1）出现误码率 2）光功率和光电流 相对较大 3）光脉冲较小 主要问题： 户外光 CT接口盒到继电器室 COMM盘这段长距 离的光纤 光纤回路问题 光纤的测试 1.使发、收光纤测试仪时， 用 850nm的波长进行测试 2.需要使用一个用于标准光 纤进行调零 3.光纤要求衰耗不超过 3.5dB/Km， ST光纤接头衰耗 不超过 0.5dB 4.根据维护经验： 光纤衰耗一般不要超过 2.1dB ，如果超过 2.5dB肯定不行了 光纤回路问题 4.光接口板（ SG101、 SG102）故障 1）光接口板光纤接头出现松动，接头不清洁。 2）主机内内部光纤接口板布置过密，发热现象 比较严重 3）光纤接口板上的激光发生器老化 光接口板故障 光接口板维护中注意： （ 1）工作前戴防静电护腕，做好防静电措施。 （ 2）从光纤接口板拔出光纤前，要对光纤位置做 好记录。拔出的光纤要用光纤保护帽保护好。 （ 3）更换光纤接口板备品前，要仔细检查光纤接 口板表面，确认无异常。要与故障光纤接口板 核对，确认跳线一致。 （ 4）安装光纤接口板程序前，要注意先备份故障 光纤接口板的初始化文件（ loadoib.ini）。 光接口板故障 （ 5）恢复光纤前，要先用不起毛的绸布沾酒精清 洁光纤头。 （ 6）光纤接口板程序重载完毕，需要重启主机。 重启主机前，要先将主机关闭，等待 5分钟以上 ，给足够的时间让光纤接口板放电。龙泉、宜都 、江陵都出现过由于主机关闭时间不足而导致程 序无法运行的情况，特别是 LFL主机。 （ 7）随着以后光纤接口板上的激光发射器老化， 需要准备足够的 SG101和 SG102备品，且要注 意龙泉、江陵站的 SG101板不能相互通用。 光接口板故障 四、总结 光 CT及其光纤回路的日常维护总结： 做好光 CT的防雨防潮工作。设备停电检修时检查光 CT的密封情况，更新 光 CT内的干燥剂。恢复时确保密封良好，打上密封胶 对光纤回路仔细检查，确保光纤有足够的弯曲度，不存在弯折、扭曲、 缠绕、挤压的情况 检查光纤有足够的备用芯。确保备用芯都做好了光纤头。备用光纤布置 整齐、规范 对更换的故障光纤做好明显易识别的标记，并且做好相应的记录 定期对光 CT的所有数据，包括有光功率、光电流、光脉冲、光峰值、误 码率进行定期的监视，及时发现问题 定期清查光 CT内部测量板和光接口板的备品，并定期计划购买备品 定期对光纤测试仪、光纤头制作、熔接工具进行检查 在发生直流场设备故障或靠近站内线路故障时，注意由于直流光 CT测量 原理与其他 CT测量原理不同，引起暂态特性不一致导致的保护误动。华 新站在调试时曾经出现直流线路故障而导致极母线误动的情况。