王璐++王月强++张金荣++张慧华

摘 要：本文主要从光学互感器的工作原理、结构特点等入手，根据其主要的技术指标逐一说明其试验项目、方法、标准以及周期，旨在更全面开展设备验收工作，保障运行可靠。文章最后对光学电压互感器在运维中的经验加以介绍。

关键词：光学；电压互感器；试验

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0155-03

随着公司首批智能变电站的落成，与传统互感器原理完全不同的光学电压互感器（OVT）将投入实际运行。但在即将开展的交接试验过程中发现，目前并未有相关试验规程可以套用（传统的电磁式VT试验方法完全不法适用于光学VT设备，同时对光学VT的各项性能指标没有相关的判断标准）导致在现场交接过程中对该光学互感器的各项电气性能无法做到有效把控。随着智能变电站的不断推广，光学互感器的投入量也将不断增加，如何更好整合国内现有运行经验，更快掌握相关核心技术显得尤为必要。

光学电压互感器目前国外主要有ABB公司着力研究的逆压电效应型OVT和NxtPhase公司着力研究的泡克尔斯效应型OVT，国内目前正处于产品研究状态。国内类似设备的运行经验较少，文献中关于实际运行中的规程及经验总结性内容几乎没有，配套的检定方法、标准、设计规程都相对模糊。

借鉴最近几座国内新投运智能变电站的调试经验，发现号称出厂时全部合格的电压互感器有部分存在比较严重的幅值、相位超差现象，后经过现场升流、加压实验，对互感器参数进行重新调校后才满足运行要求。在投运时，发现有一相电子式PT在启动时一次传感头损坏，需要重新更换。投运一段时间以后，又发现全站的合并单元存在采样值丢点的问题，需要重新升级程序。因而在目前技术仍待完善的前提下，掌握相关试验技术及方法显得尤为重要。

1 光学电压互感器工作原理及结构特点

1.1 光学电压互感器基本原理

光学电压互感器作为一种电子式电压互感器，采用电光效应代替传统互感器的电磁感应原理，通过双偏振光路测量及高压等势腔等技术，实现高压一次电压非接触光学准确测量。

1.2 光学电压互感器基本结构

光电压互感器OVT的传感单位可直接利用GIS罐体，实现零电位安装，不需要独立的罐体，可大幅度减少尺寸、降低成本，并具有突出的绝缘优势，测量准确度可以达到0.2/3P。不需要分压直接实现非接触高压电场测量，具有优异的暂态特性，测量带宽一般可达10kHz。

光电压互感器的高、低压侧通过传感光纤连接，无电磁能量传递，从根本上实现高压光电隔离，解决传统互感器爆炸、铁磁谐振、传统电磁CT二次开路、传统电磁PT二次短路、传统电磁CT动热稳定等危险。

同时，OVT一般均具有自检功能，可以避免了由于互感器自身故障引起保护误动作。全自检功能能够提供设备在线监测功能，通过数字通信接口，将互感器的运行状况如光源强度、光纤通道状况、光电单元功耗、系统温度等参数发送到后台，实现报警和日志查询功能。

2 光学电压互感器调试及测试技术

光学互感器现场验收项目归纳为如下：

（1）准确度试验；（2）极性试验；（3）外观检验；（4）绝缘电阻试验；（5）工频耐压试验（与一次设备的试验同时进行）。

现场主要测试设备和工具包括如下：

（1）调压器；（2）标准互感器；（3）电子式互感器校验装置（包括安装有校验软件的计算机）；（4）兆欧表（5）耐压测试仪。

下面将逐一介绍各类试验项目的试验方法。

2.1 准确度的试验方案

电子式互感器现场安装调试完成后，需根据准确度试验测试结果进行准确度修正，修正完成后再进行准确度试验验证。图1为电子互感器数字输出校验系统框图。电子式互感器与传统标准互感器通过电子式互感器校验仪比较，判断二者偏差值来对准确度进行校验。

电子式电压互感器的误差允许值具体标准见图2所示。

校验时的接线图如图3所示。具体说明：

（1）A、X为电压互感器一次的对应端子；（2）a、x为电压互感器二次的对应端子；（3）T0、K0为电子式互感器校验仪上的标准器接口；（4）Rx为电子式互感器校验仪上的被试品数字量接口。

注意：用于计量及保护的电子式电压互感器，数字量输出的数据报文中的每个电压通道应进行校验。作一般测量用0.2级及以下的電子式电压互感器，每个测量点误差测一次（电压上升），作测量用0.1级电子式电压互感器，每个测量点误差测两次（电压上升和下降），并取其平均值作为测量误差。测量用电压互感器，应测量其在100%额定一次电压下的标准偏差。

图4为电子式互感器校验装置典型样机，下面介绍装置面板接线。

（1）装置前面板接线说明：四个USB接口：可外接键盘、鼠标等设备；5A输入端子：接入标准电流互感器输出的电流信号；100V输入端子：接入标准电压互感器输出的电压信号，适用于100√3V、100/3V以及100V；UXA输入端：接入模拟输出电子互感器的输出信号；SYN输出端：输出同步秒脉冲；UxD输入端：接入合并单元的输出信号。

（2）装置背面板接线说明：“IN”端口是ST光纤输入端口，用于接收秒脉冲外部同步输入信号。“OUT”端口BNC输出端子，用于输出秒脉冲同步输入信号，与前面板SYN输出端同步，在需要电信号同步的情况下使用。“脉宽”端口是校验仪内部同步秒脉冲的脉宽调节端口。同步输入输出切换开关，在使用外部秒脉冲同步时拨向“IN”端口，使用校验仪内部同步秒脉冲时拨向“OUT”端口。

电子式互感器数字输出校验装置的常见软件界面如图5所示，常见的软件功能和操作说明介绍如下：

（1）测试次数：选择进行测试校验的次数。图中输入的测试次数为10，系统开始测试后自动运行10次测试并显示出测试结果，如果需要连续测试数据，则在此输入负数（如-1）即可，由于被检电子互感器数字输出需要外接秒脉冲同步，校验系统也具有相应的秒脉冲同步输入接口，每收到一个秒脉冲同步信号显示比对数据一次。（2）Samples（采样点数）：选择每次比对数据的采样点数。如输入800，则每次比对数据时，校验系统将接收到的前800个数据进行校验。（3）采样率：选择数据采集卡的采样速率，即每秒种的采样数。此数据根据被检电子互感器合并单元的采样率设定，如被检产品的采样率为4k，则此处输入为4k采样率，常用的值有4k和10k。（4）Scp（比例因子）：选择电子互感器数字量输出的额定值，默认值11585。根据电子式互感器标准要求，数字量输出的额定值有几种选择，对OCT的测量输出和OVT是2D41H（十进制11585），对OCT的保护输出是01CFH（十进制463）（range-flag=0）或00E7 H（十进制231）（range-flag=1）。对应于被检产品的数字量额定输出，此处填写相应的十进制数据。（5）Scp cor Out：选择数字量额定输出时的计算电压值如输入4，则表明数字量输出额定值时，软件计算时将其等效于4V模拟信号。实际上，这个值的设定是为了被校变比易于理解，即这里的4对应于被校变比分号后面的值4。（6）互感器类别：选择互感器的类型：“ECT或不接地EVT”和“接地EVT”。根据被测产品的类型，选择此开关选项。（7）标准变比：对于EVT，额定一次电压经过转换后的输出电压为2V（非有效接地）或2√3V（有效接地）。例如，对于110/3kV产品，则填写110000：2。同时，互感器类别设为接地EVT。（8）被校变比：默认值1000：4。这里分号前的值与标准变比的分号前一致，分号后的值与Scp cor Out一致。（9）ChannelA：选择被检电子互感器的输出通道DataChannel1～12。（10）ChannelB：选择标准信号的输出通道。（11）路径：选择测试数据波形和比对结果的保存路径。（12）保存方式：选择测试结果为自动或手动。（13）保存波形：选择是否保存波形。（14）保存：在手动方式保存数据时，单击此按钮，即可保存测试数据。（15）初始化：进行测试前，单击此按钮，程序初始化设置的参数。（16）开始测试：单击此按钮，程序开始测试。（17）恢复波形：将已经保存的测试数据重新显示波形和比对结果。（18）退出：单击此按钮，退出运行界面。

具体参数设置示例：

电子电压互感器额定一次电压110√3kV，数字量输出的额定值11585。则Scp（比例因子）设置为11585，Scp cor Out设置为2，互感器类别选择“接地EVT”，标准变比设置为110000：2，被校变比设置为110000：2。

如测试结果不满足规程要求，应立即要求厂家对OVT及相关合并单元进行复测并消除误差。

2.2 极性的试验方案

对电子式电压互感器一次绕组通以直流电压如图6所示，通过检验电子式互感器输出的波形来实现极性检查。

2.3 工频耐压试验

按图7所示标准开展，一般接于母线后与母线同时进行试验。

2.4 绝缘电阻试验

测量绝缘电阻应使用2.5kV兆欧表，测量电子式互感器一次对地以及对信号输出端的绝缘电阻应大于500MΩ。

2.5 外观检查

如有下列缺陷之一者，需修复后才予以校验：

（1）没有铭牌或铭牌中缺少必要的标记；（2）接线端钮缺少、损坏或无标记；（3）电压互感器没有极性标记；（4）多变比互感器在铭牌或面板上未标有不同变比的接线方式；（5）严重影响校验工作进行的其它缺陷。

2.6 校验周期标准

作测量用的电子式电压互感器，可根据技术性能、使用的环境条件和频繁程度等因素，确定其校验周期。新投运的电子式互感器校验周期为1年。电子式互感器在接续的两次校验中，其误差的变化，不得大于其基本误差限值的2/3。在连续的两个校验周期内，其误差的变化不大于其基本误差限值1/2的电子式互感器，可适当放宽校验周期，一般为2年。

3 光学电压互感器运维注意事项

3.1 光學互感器常规巡视注意事项

（1）检查设备外观无损伤、无闪络、本体及附件无异常发热、无锈蚀、无异响、无异味。各引线无脱落、接地良好。（2）采集器无告警、无积尘，光缆无脱落，箱内无进水、无潮湿、无过热等现象。（3）有源式电子互感器应重点检查供电电源工作无明显异常。

3.2 光学互感器例行试验注意事项

（1）电子互感器投运一年后应进行停电试验。停电试验项目及标准应符合制造厂有关规定和要求。（2）电子互感器检修维护应同时兼顾合并单元、交换机、测控装置、系统通信等相关二次系统设备的校验。（3）电子互感器检修维护时，应做好与其相关联保护测控设备的安全措施。（4）电子式电压互感器在进行工频耐压试验时，应防止内部电子元器件损坏。

3.3 光学互感器故障处理注意事项

电子互感器（采集单元）在处理时应退出对应的保护装置的出口软压板。常见故障如下：

（1）光电子器件失效：更换光电模块，并在更换后完成光学电子式互感器准确度和极性验证；（2）电源模块失效：更换电源模块。（3）通信接口故障：更换通信接口和通信光纤；（4）连接保偏光纤故障：重新熔接保偏光纤。

4 结语

本文主要从光学互感器的工作原理、结构特点等入手，重点介绍了光学电压互感器的调试及测试技术，其中准确度的试验方法是常规电磁型电压互感器所不具备的，尤其值得关注。此外，在巡视和维护中，由于该类型设备投运时间总体不长，经验积累有限，因而也应注意及时总结。