（超高压输电公司天生桥局 贵州兴义 562400）
摘要：为控制直流测量系统运行风险，确保直流系统安全稳定运行，对天生桥站天广直流投运以来直流测量系统的缺陷进行梳理、归纳和分析。根据缺陷统计情况，对典型缺陷进行分析后得出，大部分直流测量系统典型缺陷是由于设备制造质量、设备长时间连续运行和现场运行维护质量不高等原因导致，针对发现的问题提出了相关建议，为直流测量系统的设计、运行维护和应急处置等方面提供参考。
关键词：天广直流；直流测量系统；故障分析
引言
直流电流测量系统是直流输电工程的一个重要组成部分，其测量异常会导致装置报警、直流闭锁等情况的发生。直流电子式CT、PT 作为测量直流电流和直流电压的设备，与一次设备和控制保护系统均有紧密联系。为控制直流测量系统运行风险，确保直流系统安全稳定运行，通过对天生桥站天广直流投运以来直流测量系统出现过的缺陷进行归纳和分析，找出直流测量系统可能存在的隐患与薄弱环节，及时研究并采取针对性措施，为直流测量系统的设计、运行维护和应急处置等方面提供参考。
1 系统描述
直流电子式CT、PT主要由一次传感器（电压分压器、分流器等）、远端模块、光纤绝缘子和合并单元组成。其中合并单元放置在控制室的控制保护屏柜内，采用光纤和远端模块相连接。PT、CT 采样获得的信号经接收单元供控制保护功能使用。直流测量系统中配置的功能包括：通过高精度的分流器进行的直流电流测量；通过传统的直流电压分压器进行的直流电压测量；在不同高低压等级下数字信号处理和模数转换；在高压端（远端模块）的光功率电子设备；光信号传输；光信号接收和处理模块。天广直流电子式CT、PT与二次系统接线图如图1所示：
图1 天广直流电子式CT、PT与二次系统接线图
2 直流测量屏
直流场测量屏负责采集直流光PT/CT的信号，通过IEC-60044-8规约，采用光缆，送至直流极控、极保护、直流站控等。当一套或两套直流测量系统故障不会对直流系统功率传输造成影响，但是若不及时恢复故障系统的正常运行则会影响直流控制保护系统的冗余度，若三套直流测量系统同时故障则会导致极闭锁。其中数据电平低告警值为900mV，闭锁值为650mV；激光器驱动电流高告警值为800mA，闭锁值为1200mA；激光器温度高报警值为50℃、远端模块温度高报警值为80℃。远端模块、合并单元与控制保护系统冗余连接示意图如图2所示：
图2 远端模块、合并单元与控制保护系统冗余连接示意图
3 实际运行过程中发现的设备缺陷及现场处理
天生桥站运行人员监盘时，通过记录电子式互感器运行数据，进行横纵对比分析，提前发现了直流测量屏合并单元数据电平低、激光器驱动电流高等设备缺陷，并通知检修人员进行及时处理，有效保证了天广直流的安全、稳定运行。
1）案列1
现象：2011年2月26日、27日，极2直流测量A屏合并单元2的RTU4测点（Idee1）因数据电平低，导致极2极控A、直流站控A、极2极保护A出现故障并退出运行状态。
处理情况：Idee1数据电平异常出现在连接至远端模块的光纤环节，更换Idee1异常测点至备用远端模块通道后恢复正常。
2）案列2
现象：2011年12月13日，极1 DMIC装置告警、RTU4（Idee1）远端模块置维修、极1极保护系统C紧急故障。极1 DMIC屏双极区合并单元报警灯亮。故障信息显示RTU4激光器关闭（驱动电流26mA）、数据电平报警（92mV）。
处理情况：合并单元装置第八块板卡（NR1125A）有异常，更换后装置恢复正常。
3）案例3
现象：2012年02月12日，极1直流测量屏B RTU3（极1直流滤波器C1不平衡电流）激光器驱动电流高告警，RTU3驱动电流为860mA（告警值为800mA），并呈上升趋势，最后稳定在1200mA，电流裕度为0（正常为5mA），数据电平、远端模块温度均在正常范围内，00时27分，工作站发RTU3远端模块置维修，激光器关闭，激光器驱动电流高告警消失，并发数据电平低告警。
处理情况：更换了极1直流场测量屏B合并单元H5的NR1125A（板卡位置5）插件，并将极1直流滤波器C1不平衡电流IFunb1光纤测量通道更换至备用通道，故障消失。
4）案列4
现象：2013年02月23日，极2 DMI C报“RTU2激光器驱动电流高”信号（UdN2）。之后驱动电流从800上升至1200，发“激光器关闭”和“远端模块置检修”信号。
处理情况：更换极2 DMIC H5合并单元的B05 NR1125板卡后恢复正常。
5）案列5
现象：2012年08月30日，工作站发“S1P2DMIPR B 装置监视 A网断”、“S1P2DMIPR B 装置监视 B网断”“S1P2DMIPR B 装置监视 装置故障”。极2直流测量合并单元界面显示通讯A、B均故障，相关采集量数据冻结，通过ping直流测量B单极区IP地址，无法连接，现场检查极2直流测量屏B相关采集量，均未发现异常，A网、B网的接口正常。插拔A、B网网线，告警信号未消失。将直流站控B系统切至备用、极1 PPRB切至试验、极2 PPRB切至试验、极2 PCPB切至试验后，对极2直流测量屏H5（单极区）装置掉电重启后，该告警信号消失。
处理情况：将直流站控B系统切至备用、极1 PPRB切至试验、极2 PPRB切至试验、极2 PCPB切至试验后，掉电重启极2直流场测量屏B单极区合并单元（H5），告警信号消失。
6）案列6
现象：2013年03月26日，极2直流场测量屏C RTU3（IDL2谐波监视）驱动电流高，已接近告警值。
处理情况：更换极2 DIMC H5 合并单#5板卡（NR1125）板卡后恢复正常。
7）案列7
现象：2013年06月09日，天广直流极1极保护系统A 3、4号插件1号光纤数据帧错误，极2极保护系统A3、4号插件3号光纤数据帧错误。直流站控系统A退出备用状态，极1极控A系统退出备用状态。极1 DMIA的RTU4（IdL1）激光器驱动电流高（1127mA）、数据电平低告警（112mV）、激光器关闭、远端模块维修告警，RTU6（IdN1）激光器驱动电流高（1078mA）。直流站控A已退到服务状态，极1极控A已退到服务状态，极1极保护系统A紧急故障。
处理情况：更换极1 DIMA H5 合并单元8号板卡（NR1125）后恢复正常。
8）案列8
现象：2016年07月02日，极1直流测量A系统报RTU6（Idee4）驱动电流高告警，远端模块置维修，激光器关闭，直流站控系统A、极1极控系统A退出至服务状态，极1直流保护A系统紧急故障。
处理情况：更换极1DMI A系统的H12第8个槽的NR1125A板卡后故障消失。
9）案列9
现象：2017年10月24日，极1直流测量屏B RTU4（IDL1）激光器关闭，极1直流保护系统B紧急故障，极1直流保护系统B的相关保护退出运行；极1极控系统B由“备用”状态退出至“服务”状态，站控系统B由“运行”退出至“服务”状态（站控系统A由“备用”状态切至“运行”状态）。
处理情况：将极1直流场测量屏B H5合并单元IDL RTU4远端模块通道更换至备用远端模块通道后系统恢复正常，更换远端模块后正常。
10）案列10
现象：2018年08月14日，多次瞬发“S1BPDMIA2 RTU2激光器驱动电流高、P2.DMIA装置报警”，极2直流测量屏A测量合并单元数据发现RTU2（IDE2）激光器驱动电流为801mA（告警值为800mA，关闭值为1200mA）。
处理情况：极2直流测量屏A IdE2测量通道供能光纤光纤衰耗过大为-3.26dB，现场更换光纤后驱动电流恢复正常。
4 结语
本文通过对2011年至2018年天生桥站直流测量系统的缺陷统计与分析，发现天广直流系统改造投运至今合并单元共有10项缺陷，其中故障原因为NR1125A板卡（为CT远端模块供能的通道）故障有6次，远端模块故障有2次，装置运行不稳定2次，更多的是设备制造质量、设备长时间连续运行以及运行维护质量不高等原因导致直流测量系统故障。直流测量系统对直流输电线路的正常运行起着关键作用。测量系统故障导致相应直流保护、极控、站控发紧急故障信号。运行人员可加强对电子式互感器运行相关参数分析，通过激光器驱动电流的变化趋势，判断激光器和能量光纤运行是否稳定，激光器的驱动电流是否正常；通过数据光纤数据电平的变化趋势，判断数据光纤运行是否稳定，数据光纤数据电平是否正常，及时发现设备缺陷；对于出现短时异常的远端模块通道，建议安装一台测试用合并单元，进行进一步连续监测，当异常通道在退出运行后，可以通过光纤跳线连接至测试用合并单元，进行不间断监视和记录；对远端模块至光纤分配屏的光纤通道定期进行光衰测试，若衰耗过大则为光纤故障，有效保证了广直流的安全、稳定运行。
参考文献：
[1]：赵畹君，高压直流输电工程技术，中国电力出版社，2004
[2]：曹继丰，高压直流输电现场实用技术问答，中国电力出版社，2008
[3]：《天生桥换流站运行规程》 超高压输电公司天生桥局，2015
[4]：Siemens Guizhou - Guangdong ±500 kV DC Transmission Project DC Measuring Devices Training Manual，2003.
论文作者:唐力
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/2
标签：测量论文; 系统论文; 激光器论文; 电流论文; 远端论文; 模块论文; 光纤论文; 《河南电力》2018年23期论文;