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【摘要】对于换流站而言，阀控制系统与直流控制保护系统是其核心，为此，两者对控制用CT的要求很高，CT不仅要具有很高的精度，在延时、响应特性等方面也要满足要求，否则会影响阀控制系统及直流控制系统的策略，使之不能作出正确判断，严重时影响阀厅设备安全，甚至会影响系统运行安全。
【关键词】光CT 波形 零漂抑制 低通滤波器
0 引言
舟山五端柔性直流输电工程是世界首个五端柔性直流输电工程，舟泗换流站是其中一员，工程已于2014年6月底投入试运行，该工程的建成，将加强下辖诸岛电气联系、增强网架结构、提高供电可靠性，将为浙江舟山群岛新区经济的发展提供强劲动力。同时也将解决海上风电等新能源灵活接入、电缆充电功率和冲击性负荷带来的稳定性及电能质量问题。以下为舟泗换流站主接线图。
图1 舟泗换流站主接线图
图中，TA3为联结变阀侧CT，是常规CT，Id为交流连接线阀侧CT，是立柱式光CT，Id上、Id下分别为阀上、下桥臂CT，是套管式光CT。
1 问题起因
在第一次进行阀充电试验时，由于联结变励磁涌流，主变阀侧会出现短暂电流，理论上，联结变阀侧CT的电流与交流连接线阀侧CT的电流应相同，但分析波形发现，两者存在很大区别：第一，联结变阀侧CT电流与联接变阀侧电压同时出现，而交流连接线阀侧CT电流出现较联结变阀侧电压有很大延时。第二，比较几组电流的有效值发现，联结变阀侧CT电流Ia、Ic为35A左右，Ib为20A左右，交流连接线阀侧CT电流Ia、Ic为35A左右，而Ib几乎为零。
2 问题分析
调试阶段，我们通过一次通流试验，发现连接线阀侧CT与上、下桥臂CT零漂很大，峰值约为20A。因阀控的均压策略不允许有零漂，零漂过大也会影响PCP的控制策略，故要求CT厂家采取措施，减小零漂，厂家加入了零漂抑制功能，检查发现，零漂满足要求。
针对投运过程中的现象，我们又重新做了一次通流试验，分别对CT通入5A稳态电流；5A、10A、20A各持续500ms的暂态电流；20A、10A、5A各持续500ms的暂态电流；20A稳态电流；100A稳态电流，试验结果分别如图2中a-e所示：
图2 CT一次通流波形图一
通过波形我们发现，CT一次侧施加5A稳态电流时，电流是缓慢变化上升至5A的；施加5A、10A、20A各持续500ms的暂态电流，结果只显示20A电流；施加20A，10A，5A各持续500ms的暂态电流，发现三个阶段的电流都有，但20A的电流只持续了400ms，比实际少了100ms；施加20A稳态电流，发现电流前几个周波过零时波形发生畸变；施加100A稳态电流，发现电流前几个周波过零时仍有畸变，但畸变范围明显变小。
通过分析得出以下结论：光CT由于增加了零漂抑制策略，在一次电流较小、时间较短时，策略将之作为零漂抑制掉了；随着电流的增大，零漂抑制所产生的影响随之减小，即所谓的波形畸变随着电流的增大而减小；当小电流施加的时间足够长时，光CT才会将其判断为不是零漂，这个时间随着电流的增大而较少，但零漂抑制会一直起作用。
查看合并单元程序，发现零漂抑制的时间与阶跃参数有关，相当于一个滤波器，本站额定电流为500A的CT，当测量电流大于40A时，60μs退出滤波器，当测量电流达到80A时瞬时退出滤波器。与分析结论一致。
3 解决措施
前面提过，光CT无零漂抑制不能满足阀控及直流控制系统的要求，而存在这种特性的零漂抑制也不能满足要求，原因如下：第一，阀控具有环流抑制功能，正常运行及试验时，环流是小电流，不能满足要求；第二，直流控制要求的电流精度很高，必须正确判断小电流的变化趋势，否则可能会做出与实际相反的控制策略，影响系统运行安全；第三，系统试验时本身电流较小，如被滤掉，不能做出正确试验结论。因此，问题必须解决。
通过分析加入零漂抑制功能前的零漂波形，可以看出，噪声干扰波形都是高次谐波，于是我们提出程序中加入截止频率为500Hz的低通滤波器。
仍然通过试验结果分析，为比较采用低通滤波器前后的差异，我们将上桥臂C相CT与下桥臂C相CT串联起来通入电流，其中，C相上桥臂CT采用的是零漂抑制的原始参数，C相下桥臂CT采用的是截止频率为500Hz的低通滤波器。试验方法与前面类似，分别对CT一次侧通入20A、10A、5A持续时间2S的暂态电流；5A、10A、20A持续时间2S的暂态電流；10A基波电流叠加5A直流分量；10A基波分量叠加5A二次谐波分量。试验结果如图3中a-d所示，其中，上层波形为上桥臂C相CT，下层波形为下桥臂C相CT。
图3 CT一次通流波形图二
综上试验分析，采用截止频率为500Hz的低通滤波器的解决方案，可以正确反映一次电流，满足阀控及直流控制系统要求，因此，此方案可行。
4 结论
光CT作为一种新兴的科技产品，在我国应用并不广泛，我们对其了解还不多，对其研究也停留在沿袭传统CT的试验方法上。笔者认为，对光CT的试验，要特别注意几个方面：一是不仅要研究其稳态特性，更要注重于其暂态特性的研究；二是要重视其延时特性的研究，这在保护中相当重要；三是对于运行中有直流分量的CT，要注意其直流分量的正确传输。
调试期间，笔者一直在思考一个问题，直流控制系统用的CT是联结变阀侧Id，而不是TA3，是否可以用TA3替代？写这篇文章的时候，我突然想到，两者是不能相互替换的，因为系统空载或非正常运行状态，联结变阀侧可能存在一定的直流分量，Id可以正确反映直流分量，而TA3不行。
本人水平有限，不足之处望读者批评指正。
参考文献：
[1] 徐政. 柔性直流输电系统. 机械工业出版社， 2013年1月.
[2] 张东辉，冯晓东，孙景强等.柔性直流输电应用于南方电网的研究.南方电网技术，2011年02期.
[3]张宇娇 程炯.光电流互感器在直流换流站应用中出现的问题以及处理方法.高压电器，2006年第3期.
作者简介：
居福豹（1982-），男，河北故城人，工程师，从事变电站继电保护调试与检修工作。
汪卫东（1973-），男，浙江平湖人，高级工程师，从事变电站继电保护调试与检修工作。
俞林广（1980-），男，浙江永康人，工程师，从事变电站继电保护调试与检修工作。
曹 静（1985-），女，安徽泾县人，工程师，从事变电站继电保护调试与检修工作。
注：作者联系方式：居福豹，13868142645，浙江省杭州市江干区九堡镇万科魅力之城13-1-602，310019.
【关键词】光CT 波形 零漂抑制 低通滤波器
0 引言
舟山五端柔性直流输电工程是世界首个五端柔性直流输电工程，舟泗换流站是其中一员，工程已于2014年6月底投入试运行，该工程的建成，将加强下辖诸岛电气联系、增强网架结构、提高供电可靠性，将为浙江舟山群岛新区经济的发展提供强劲动力。同时也将解决海上风电等新能源灵活接入、电缆充电功率和冲击性负荷带来的稳定性及电能质量问题。以下为舟泗换流站主接线图。
图1 舟泗换流站主接线图
图中，TA3为联结变阀侧CT，是常规CT，Id为交流连接线阀侧CT，是立柱式光CT，Id上、Id下分别为阀上、下桥臂CT，是套管式光CT。
1 问题起因
在第一次进行阀充电试验时，由于联结变励磁涌流，主变阀侧会出现短暂电流，理论上，联结变阀侧CT的电流与交流连接线阀侧CT的电流应相同，但分析波形发现，两者存在很大区别：第一，联结变阀侧CT电流与联接变阀侧电压同时出现，而交流连接线阀侧CT电流出现较联结变阀侧电压有很大延时。第二，比较几组电流的有效值发现，联结变阀侧CT电流Ia、Ic为35A左右，Ib为20A左右，交流连接线阀侧CT电流Ia、Ic为35A左右，而Ib几乎为零。
2 问题分析
调试阶段，我们通过一次通流试验，发现连接线阀侧CT与上、下桥臂CT零漂很大，峰值约为20A。因阀控的均压策略不允许有零漂，零漂过大也会影响PCP的控制策略，故要求CT厂家采取措施，减小零漂，厂家加入了零漂抑制功能，检查发现，零漂满足要求。
针对投运过程中的现象，我们又重新做了一次通流试验，分别对CT通入5A稳态电流；5A、10A、20A各持续500ms的暂态电流；20A、10A、5A各持续500ms的暂态电流；20A稳态电流；100A稳态电流，试验结果分别如图2中a-e所示：
图2 CT一次通流波形图一
通过波形我们发现，CT一次侧施加5A稳态电流时，电流是缓慢变化上升至5A的；施加5A、10A、20A各持续500ms的暂态电流，结果只显示20A电流；施加20A，10A，5A各持续500ms的暂态电流，发现三个阶段的电流都有，但20A的电流只持续了400ms，比实际少了100ms；施加20A稳态电流，发现电流前几个周波过零时波形发生畸变；施加100A稳态电流，发现电流前几个周波过零时仍有畸变，但畸变范围明显变小。
通过分析得出以下结论：光CT由于增加了零漂抑制策略，在一次电流较小、时间较短时，策略将之作为零漂抑制掉了；随着电流的增大，零漂抑制所产生的影响随之减小，即所谓的波形畸变随着电流的增大而减小；当小电流施加的时间足够长时，光CT才会将其判断为不是零漂，这个时间随着电流的增大而较少，但零漂抑制会一直起作用。
查看合并单元程序，发现零漂抑制的时间与阶跃参数有关，相当于一个滤波器，本站额定电流为500A的CT，当测量电流大于40A时，60μs退出滤波器，当测量电流达到80A时瞬时退出滤波器。与分析结论一致。
3 解决措施
前面提过，光CT无零漂抑制不能满足阀控及直流控制系统的要求，而存在这种特性的零漂抑制也不能满足要求，原因如下：第一，阀控具有环流抑制功能，正常运行及试验时，环流是小电流，不能满足要求；第二，直流控制要求的电流精度很高，必须正确判断小电流的变化趋势，否则可能会做出与实际相反的控制策略，影响系统运行安全；第三，系统试验时本身电流较小，如被滤掉，不能做出正确试验结论。因此，问题必须解决。
通过分析加入零漂抑制功能前的零漂波形，可以看出，噪声干扰波形都是高次谐波，于是我们提出程序中加入截止频率为500Hz的低通滤波器。
仍然通过试验结果分析，为比较采用低通滤波器前后的差异，我们将上桥臂C相CT与下桥臂C相CT串联起来通入电流，其中，C相上桥臂CT采用的是零漂抑制的原始参数，C相下桥臂CT采用的是截止频率为500Hz的低通滤波器。试验方法与前面类似，分别对CT一次侧通入20A、10A、5A持续时间2S的暂态电流；5A、10A、20A持续时间2S的暂态電流；10A基波电流叠加5A直流分量；10A基波分量叠加5A二次谐波分量。试验结果如图3中a-d所示，其中，上层波形为上桥臂C相CT，下层波形为下桥臂C相CT。
图3 CT一次通流波形图二
综上试验分析，采用截止频率为500Hz的低通滤波器的解决方案，可以正确反映一次电流，满足阀控及直流控制系统要求，因此，此方案可行。
4 结论
光CT作为一种新兴的科技产品，在我国应用并不广泛，我们对其了解还不多，对其研究也停留在沿袭传统CT的试验方法上。笔者认为，对光CT的试验，要特别注意几个方面：一是不仅要研究其稳态特性，更要注重于其暂态特性的研究；二是要重视其延时特性的研究，这在保护中相当重要；三是对于运行中有直流分量的CT，要注意其直流分量的正确传输。
调试期间，笔者一直在思考一个问题，直流控制系统用的CT是联结变阀侧Id，而不是TA3，是否可以用TA3替代？写这篇文章的时候，我突然想到，两者是不能相互替换的，因为系统空载或非正常运行状态，联结变阀侧可能存在一定的直流分量，Id可以正确反映直流分量，而TA3不行。
本人水平有限，不足之处望读者批评指正。
参考文献：
[1] 徐政. 柔性直流输电系统. 机械工业出版社， 2013年1月.
[2] 张东辉，冯晓东，孙景强等.柔性直流输电应用于南方电网的研究.南方电网技术，2011年02期.
[3]张宇娇 程炯.光电流互感器在直流换流站应用中出现的问题以及处理方法.高压电器，2006年第3期.
作者简介：
居福豹（1982-），男，河北故城人，工程师，从事变电站继电保护调试与检修工作。
汪卫东（1973-），男，浙江平湖人，高级工程师，从事变电站继电保护调试与检修工作。
俞林广（1980-），男，浙江永康人，工程师，从事变电站继电保护调试与检修工作。
曹 静（1985-），女，安徽泾县人，工程师，从事变电站继电保护调试与检修工作。
注：作者联系方式：居福豹，13868142645，浙江省杭州市江干区九堡镇万科魅力之城13-1-602，310019.