呼辽直流输电工程整流侧零磁通电流互感器测量装置故障分析及对策

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1、呼辽直流输电工程整流侧零磁通电流互感器测量装置故障分析及对策（国网蒙东电力公司检修分公司伊敏换流站内蒙古呼伦贝尔021134）摘要：在高压直流输电工程屮，通常采用零磁通电流互感器来测量其低压区域的直流电流。本文介绍Y高压直流输电零磁通电流互感器的工作原理，阐述了高压直流输电系统屮零磁通电流互感器回路的构成，分析了呼辽直流输电工程整流侧零磁通电流互感器测量装置故障情况，详细分析其故障原因，描述了故障查找过程，并针对测量的异常情况及本次故障发现问题提出有效的整改措施和建议。关键词：直流输电工程；零磁通电流互感器；故障分析；1概述高压直流输电系统的稳定运行很大程度上取决于换流站所配

2、置的直流控制保护及监视系统，而直流控制保护及监视系统又依赖于换流站测量系统在系统稳态和暂态条件卜的准确度和可靠性［1,2］。高压直流输电工程屮通常采用零磁通电流互感器来测量其低压区域的直流电流［3］。零磁通电流互感器是一种理论上磁通为零（即电流互感器的铁芯没有磁通）的互感器，其基本原理是采用电子反馈电路与补偿來实现线圈和铁心组件的安匝平衡，从而达到“零磁通”以降低测量误差。实际上，由于分布电容、漏感等原因，零磁通电流互感器还存在一定误差，但相比一般电流互感器精度提高了一个数量级。本文主要分析了呼辽直流输电工程整流侧零磁通电流互感器测量装置故障情况，详细分析其故障原因，描述了故

3、障查找过程，并针对测量的异常情况及本次故障发现问题提出有效的整改措施和建议。2故障描述故障前，伊穆直流系统运行方式为双极大地冋线正常运行，直流输送功率1600MW。极I控制保护系统P1PCPA主机为值班状态，P1PCPB主机为备用状态，P1PPRA、P1PPRB保护主机正常运行。2012年10月27日06:41,呼辽直流输电工程整流侧运行工作站报警,极保护主机和极控制主机同吋监测到IDNC（该量由中性线零磁通电流互感器采集）电压消失和饱和报警，同吋极保护主机报IDNC及UDL（直流电压测量量）测量异常。事件记录如表1所示。3零磁通电流互感器3.1零磁通电流互感器的工作原理图1

4、零磁通电流互感器基本原理椐图零磁通电流互感器是无触点直流测量装置，具奋线圈和铁芯组件，环绕着载流导体作为检测的体系，并具有测量装置［4】。它的测量方法是基于线圈和铁芯组件安匝的完全平衡，因而其准确性仅由测量装置内的负载电阻器和输出放大器来决定，如图1。电流互感器有三个铁芯，分别有三个辅助线圈Nl、N2、N3,N4是补偿线圈，N5是校验线圈。N4和N5并联且有含相同匝数，两个线圈同吋围绕三个铁芯线圈，N5在校验补偿线圈N4时才被打开，正常运行时与N4并联工作。整个零磁通电流互感器可看做是由磁积分器和磁调制器组成。N3、N4、N5及功率放大器和负载电阻构成磁积分器；Nl、N2、峰

5、值检测器及振荡器组成了磁调制器。N1和N2反向串接，注入交流电流，感应电压基波相互抵消，两线圈磁通量平衡，以实现零磁通测量原理。Nl、N2注入的电压经过峰值监测器监测电压的峰值，峰值监测器输出的直流电压信号和线圈N3的感应电压一起进入校正冋路（负反馈），负反馈单元输出的信号送入监视冋路中，监视冋路调节交流电压输出，同吋负反馈单元输出电压进入功率放大器后接入到N4补偿线圈中。N4补偿线圈输出的电流与负载电阻器串接把二次电流转换成电压，输出到保护系统［5,6］。3.2零磁通电流互感器信号采集冋路极I中性线零磁通电流(IDNC)采自极I阀厅中性线穿墙套管零磁通电流互感器。此种电流互

6、感器设计有两个绕组，测量的电流值分别送给极I直流光CT接U屏A和B的测量装置。测量值经过零磁通测量装置处理后再分别送往P1.DFTA、P1.DFTB及故障录波屏DTFR。由各对应的保护系统采集使用，如图2所示。图2零磁通电流互感器冋路示意图3.3零磁通电流互感器测量装置零磁通电流互感器测量装置(IDNC)处于直流光CT接口屏内，装置前面板可以测量装置的工作电源、激磁电压、输出电压等，零磁通测量装置前面板示意图如图3所示。正常运行吋的测量值如下：图3零磁通测量装置前面板示意图(1)正常的输入电源电压为110V,装置背后的端子1接+110V;端子4接-110V。经过DC转换为24

7、V再经调压器后输出电压15Vo工作电源：X1-X2之间电压:DC+48V;X1-X4之间电压：DC+24V；X2-X4之间电压:DC-24V；X3-X4之间电压：DC+15V；X5-X4之间电压：DC-15V。(2)正常运行吋激磁电压:X6-X7之间电压<AC11V；输出电压:X10-X11之间电压DC0V〜1.66V左右。(3)正常运行吋，测量装置内监视继电器Kl、K2、K3带电(K3用于监视装置DC24电源；Kl、K2用于监视CT线圈和铁芯是否饱和)，其常开接点闭合，即端子排上的端子27、29