CN103954417B - 一种光纤电流互感器现场测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种光纤电流互感器现场测试方法，可以广泛应用于智能变电站内全光纤电流互感器的现场测试，具体属于测试技术领域。本发明是结合现场实际情况，对运行中的光纤电流互感器运行行为进行考核；包括：光纤电流互感器的振动和VFTO特快速暂态过电压进行试验，全面考核光纤电流互感器运行行为。本发明可以实现智能变电站全光纤电流互感器现场运行行为的测试和考核。通过对光纤电流互感器进行振动测试和VFTO测试，能够分析分合断路器瞬间产生的强烈振动及分合隔离开关时产生的VFTO对光纤电流互感器输出电流精度的影响，从而考核全光纤电流互感器在现场应用中其运行行为的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种光纤电流互感器现场测试方法，可以广泛应用于智能变电站内全光纤电流互感器的现场测试，具体属于测试技术领域。
背景技术
在国家电网公司大力发展建设智能电网的大背景下，智能变电站的建设迫切需求下，全光纤电流互感器应运而生。与传统电磁式电流互感器相比，由于光纤电流互感器在传感原理上的变化，在技术上具有较大的优势，主要体现在以下几点：
(1)绝缘结构简单可靠，绝缘性能优良，造价低。光纤电流互感器的高压侧和低压侧通过光纤连接，实现了高低压的彻底隔离，绝缘结构大大简化，造价大幅度降低。
（2）消除了磁饱和及电压谐振等问题。光纤电流互感器不含铁芯，不存在传统互感器中磁饱和及电压谐振的问题。
（3）系统精度高。传统电流互感器的系统，存在若干独立误差环节，如二次小信号变换误差、采样误差、传输误差等。但光纤电流互感器测量的电气量信息以数字形式传输，并且信号传输采用光纤，抗干扰能力强，不会产生额外误差。
（4）动态范围大，线性度好、频率响应范围宽。传统电流互感器因存在磁饱和问题，难以实现大范围测量，互感器很难同时满足继电保护和测量的需要。光纤电流互感器动态范围宽（10%—2000%额定值），传感元件无需改变，只要在传感器中采用不同的采样芯片即可同时满足测量和继电保护的需要，节省了一次设备的投资。
（5）数字化接口，接口设计灵活方便。光纤电流互感器的测量数据以数字形式输出，接口设计也方便灵活，扩展性和自适应性好。
（6）抗干扰性能好。光纤电流互感器的高压侧与低压侧间通过光纤通信，电气信息以数字形式传输，因此其抗电磁干扰能力强。
（7）负载特性好。
（8）安全性好。
（9）安装、运输方便。
随着智能变电站的大范围建设，全光纤电流互感器已投入使用。在实际运行中，其一方面体现出相对于传统电流互感器的巨大技术优势，同时也暴露出一些问题，最主要的是环境因素对互感器输出精度的影响。光纤电流互感器中的光学材料在磁场、电场作用下因磁光/电光效应而产生变化的同时，也会受到其他外界因素变化的影响而导致折射率变化，使得互感器传感元件不能正确地反应被测电气量。外界环境影响较大的主要是温度和振动因素，温度变化会引起光学晶体本身的线性双折射及其他光学器件如起偏器、检偏器、λ/4波片和光学黏合材料的光学特性变化。其次费尔德常熟的大小也会随温度变化而变化。振动是影响系统稳定性的另一个重要原因，由于光学媒介存在弹光效应，周期性的振动会引起传感头内线性双折射的周期性改变，同时振动也会导致经上行传到光线进入起偏器的光强发生波动，从而对系统产生不良影响。目前对光纤电流互感器受环境因素影响的研究测试大都在实验室进行仿真模拟，不能完全表征现场运行行为，对于投入运行的光纤电流互感器必须有可靠可行的现场测试手段来检测其输出可靠性，但目前因光纤电流互感器缺乏实际的运行经验，在现场应用的数量也有限，对于其现场测试的技术方法还有待研究。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种光纤电流互感器现场测试方法，目的是为实现智能变电站光纤电流互感器运行行为的考核。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种光纤电流互感器现场测试方法，是结合现场实际情况，对运行中的光纤电流互感器运行行为进行考核；包括：光纤电流互感器的振动和VFTO特快速暂态过电压进行试验，全面考核光纤电流互感器运行行为。
所述的光纤电流互感器的振动试验，是由振动测试仪的传感头分别安装在GIS外壳的水平方向和垂直方向，以测试振动在不同方向上对电流输出的影响，振动测试仪的输出端连接到笔记本电脑上采集振动输出，利用故障录波器来监视电流输出的幅值和波形变化；所述的光纤电流互感器的振动，是针对GIS中断路器分合时产生的振动对全光纤电流互感器输出的影响开展测试，得出断路器分合对全光纤电流互感器输出值影响的基础数据；由于振动试验是在静态情况下的测试，所以得到的断路器分合时全光纤电流互感器输出值可以定性为全部是由断路器分合产生的，从而可以分析由断路器分合产生的振动对全光纤电流互感器输出精度的影响。
所述的针对GIS中断路器分合时产生的振动对全光纤电流互感器输出的影响开展测试，是线路不带电状态下通过分、合断路器产生振动，利用GMH550101型综合测试仪进行振动测试，将接在测试仪上的传感元件分别安装在光纤电流互感器外壳的水平及垂直方向上，记录GIS壳体在振动时水平、垂直方向的位置偏移量及振动时电流幅值，同时利用站内故障录波器记录断路器分合闸瞬时电流波形及电流幅值，从而可以分析振动对全光纤电流互感器输出电流精度的影响。
所述VFTO特快速暂态过电压进行试验，是将VFTO测试仪连接在GIS的采集卡上，用来测试分合隔离开关瞬间产生的操作过电压的大小，其输出端与笔记本电脑相连来监视操作过电压变化过程；另外，采集卡与合并单元相连接，将采集到的电压、电流输出至合并单元，通过交换机上送至故障录波器，以监视电压、电流的变化过程。所述VFTO特快速暂态过电压进行试验，其中VFTO主要是由于GIS中的隔离开关操作等原因而引起的，在电力系统中其可能损害三类设备：一是GIS本体；二是带绕组的设备；三是二次设备；一般情况下智能变电站全光纤电流互感器的采集卡是安装在GIS本体上的，VFTO有可能对其产生影响或使其损坏，所以测试方法中包含VFTO测试，通过拉合不同间隔的隔离开关进行VFTO试验，检测GIS壳体对地操作过电压，同时在故障录波器监测全光纤电流互感器输出的电流值，考核隔离开关在分、合操作时产生的操作过电压对全光纤电流互感器输出电流波形的影响。
本发明的优点及有益效果是：
可以实现智能变电站全光纤电流互感器现场运行行为的测试和考核。通过对光纤电流互感器进行振动测试和VFTO测试，能够分析分合断路器瞬间产生的强烈振动及分合隔离开关时产生的VFTO对光纤电流互感器输出电流精度的影响，从而考核光纤电流互感器的运行行为。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明光纤电流互感器现场振动测试系统示意图；
图2是本发明光纤电流互感器现场VFTO测试系统示意图。
具体实施方式
本发明是一种光纤电流互感器现场测试方法，针对光纤电流互感器的振动和VFTO（特快速暂态过电压）进行试验，全面考核光纤电流互感器运行行为。
如图1所示，图1是本发明光纤电流互感器现场振动测试系统示意图。
振动测试仪的传感头分别安装在GIS外壳的水平方向和垂直方向，以测试振动在不同方向上对电流输出的影响，振动测试仪的输出端连接到笔记本电脑上采集振动输出，利用故障录波器来监视电流输出的幅值和波形变化。
本发明是结合现场实际情况，对运行中的光纤电流互感器运行行为进行考核。针对GIS中断路器分合时产生的振动对全光纤电流互感器输出的影响开展测试，得出断路器分合对全光纤电流互感器输出值影响的基础数据。由于振动试验是在静态情况下的测试，所以得到的断路器分合时全光纤电流互感器输出值可以定性为全部是由断路器分合产生的，从而可以分析由断路器分合产生的振动对全光纤电流互感器输出精度的影响。
所述的振动测试是线路不带电状态下通过分、合断路器产生振动，利用GMH550101型综合测试仪进行振动测试，将接在测试仪上的传感元件分别安装在光纤电流互感器外壳的水平及垂直方向上，记录GIS壳体在振动时水平、垂直方向的位置偏移量及振动时电流幅值，同时利用站内故障录波器记录断路器分合闸瞬时电流波形及电流幅值，从而可以分析振动对全光纤电流互感器输出电流精度的影响。
如图2所示，图2是本发明光纤电流互感器现场VFTO测试系统示意图。
VFTO测试仪连接在GIS的采集卡上，用来测试分合隔离开关瞬间产生的操作过电压的大小，其输出端与笔记本电脑相连来监视操作过电压变化过程。另外，采集卡与合并单元相连接，将采集到的电压、电流输出至合并单元，通过交换机上送至故障录波器，以监视电压、电流的变化过程。
本发明所述测试方法包含VFTO（特快速暂态过电压）试验，VFTO主要是由于GIS中的隔离开关操作等原因而引起的，在电力系统中其可能损害三类设备：一是GIS本体；二是带绕组的设备；三是二次设备。一般情况下智能变电站全光纤电流互感器的采集卡是安装在GIS本体上的，VFTO有可能对其产生影响或使其损坏，所以测试方法中包含VFTO测试，通过拉合不同间隔的隔离开关进行VFTO试验，检测GIS壳体对地操作过电压，同时在故障录波器监测全光纤电流互感器输出的电流值，考核隔离开关在分、合操作时产生的操作过电压对全光纤电流互感器输出电流波形的影响。
Claims (3)
1.一种光纤电流互感器现场测试方法，其特征在于：结合现场实际情况，对运行中的光纤电流互感器运行行为进行考核；包括：光纤电流互感器的振动和VFTO特快速暂态过电压进行试验，全面考核光纤电流互感器运行行为；
所述的光纤电流互感器的振动试验，是由振动测试仪的传感头分别安装在GIS外壳的水平方向和垂直方向，以测试振动在不同方向上对电流输出的影响，振动测试仪的输出端连接到笔记本电脑上采集振动输出，利用故障录波器来监视电流输出的幅值和波形变化；
所述的光纤电流互感器的振动，是针对GIS中断路器分合时产生的振动对全光纤电流互感器输出的影响开展测试，得出断路器分合对全光纤电流互感器输出值影响的基础数据；振动试验是在静态情况下的测试，得到的断路器分合时全光纤电流互感器输出值定性为全部是由断路器分合产生的，从而分析由断路器分合产生的振动对全光纤电流互感器输出精度的影响。
2.根据权利要求1所述的一种光纤电流互感器现场测试方法，其特征在于：所述的针对GIS中断路器分合时产生的振动对全光纤电流互感器输出的影响开展测试，是线路不带电状态下通过分、合断路器产生振动，利用GMH550 101型综合测试仪进行振动测试，将接在测试仪上的传感元件分别安装在光纤电流互感器外壳的水平及垂直方向上，记录GIS壳体在振动时水平、垂直方向的位置偏移量及振动时电流幅值，同时利用站内故障录波器记录断路器分合闸瞬时电流波形及电流幅值，从而分析振动对全光纤电流互感器输出电流精度的影响。
3.根据权利要求1所述的一种光纤电流互感器现场测试方法，其特征在于：所述VFTO特快速暂态过电压进行试验，是将VFTO测试仪连接在GIS的采集卡上，用来测试分合隔离开关瞬间产生的操作过电压的大小，其输出端与笔记本电脑相连来监视操作过电压变化过程；另外，采集卡与合并单元相连接，将采集到的电压、电流输出至合并单元，通过交换机上送至故障录波器，以监视电压、电流的变化过程；
所述VFTO特快速暂态过电压进行试验，通过拉合不同间隔的隔离开关进行VFTO试验，检测GIS壳体对地操作过电压，同时在故障录波器监测全光纤电流互感器输出的电流值，考核隔离开关在分、合操作时产生的操作过电压对全光纤电流互感器输出电流波形的影响。
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