電壓電流互感器極性的新方法

引言

變壓器和電流互感器在繼電保護二次回路中起一、二次回路的電壓和電流隔離作用，它們的一、二次側(cè)都有兩個及以上的引出端子，任何一側(cè)的引出端子用錯，都會使二次側(cè)的相位變化180度，既影響繼電保護裝置正確動作，又影響電力系統(tǒng)的運行監(jiān)控和事故處理，嚴(yán)重時還會危及設(shè)備及人身安全。因此，正確判斷變壓器（電壓互感器）和電流互感器的極性正確與否是一項十分重要的工作。

1 傳統(tǒng)的極性檢測方法

1.1直流法

電壓和電流互感器的傳統(tǒng)極性檢測直流法可按圖1接好線，使用干電池和高靈敏度的磁電式儀表進行測定。檢測極性時，將電池的正極接在一次線圈的K端上，而將磁電式儀表（如指針式電流表或毫伏表）的正接在二次線圈的K端上。當(dāng)開關(guān)S瞬間閉合時，儀表指針偏向右轉(zhuǎn)（正方向），而開關(guān)S瞬間斷開時，儀表指針則偏向左轉(zhuǎn)（反方向），則表明所接互感器一、二次側(cè)端子為同極性。反之，為異極性。

1.2、交流法

將互感器一、二次線圈的尾端L2、K2接在一起，在二次線圈上通入1~5V的交流電壓，再用10V以下小量程交流電壓表分別測量U2、U3，若U3=U1-U2，則L1、K1為同極性，若U3=U1+U2， L1、K1為異極性。

2 新極性檢測方法

該方法以KCL和二次接線原理為基本依據(jù)，強調(diào)注入電流作為引導(dǎo)檢測過程的基本手段，將交流安培計的讀數(shù)作為檢測結(jié)果，來判斷互感器的極性。

2.1原理

根據(jù)KCL的描述: 在任何電路中的任意節(jié)點上流入該節(jié)點的電流總和等于流出該節(jié)點的電流總和，即Σi入=Σi出。當(dāng)某一節(jié)點趨于無窮大的極限情況時，KCL可以推廣至任意用一閉合面（虛線表示與紙平面的相交線）所包圍的電路部分。該閉合面S包圍了部分電路，并與支路1、2、3相交，應(yīng)用KCL定律可得i1-i3-i2=0。

下面討論一種特殊狀態(tài)，當(dāng)初始時刻電路中無電流通過時，如果強制性地使某一閉合面包圍的部分電路中流入一定量的相對于初始狀態(tài)額外的電流，由于離開包圍部分電路的任一閉合面的各支路的電流的代數(shù)和為零，所以必有同量的電流流出那部分電路，則可在流出的閉合面的另一支路上串聯(lián)一只交流安培計測量。那么，當(dāng)被包圍的部分電路為電壓和電流互感器的內(nèi)部電路時，則其中任兩相的同極性或異極性將影響流出包圍的互感器內(nèi)部電路電流的大小，然后結(jié)果將體現(xiàn)在交流安培計的讀數(shù)上。下面以電流互感器的星形和三角形兩種連接情況來具體說明。

2.2星形回路檢測

在檢測之前，須斷開一次隔離刀閘，確保電流互感器內(nèi)部電路處于無電流狀態(tài)。任選電流互感器的兩相，在一次側(cè)線圈的L端同時接地，K端串接一升流裝置。在二次側(cè)的中性線n上串接一只交流安培計。用升流裝置向其中注入定量的交流電流，電流大小及安培計的量程可由電流互感器的變比確定。數(shù)量級約在10-1A至1A之間。同時觀察安培計的變化和讀數(shù)。由于另一單相未注流的原方開路，在二次星形回路中電流繼電器線圈阻抗相對很高，所以二次回路的電流I3很小，近似為零。此時若安培計的指針不動或微偏（讀數(shù)IA也約為零），則說明此兩相的二次電路在閉合面包圍下其電流近似成環(huán)流，安培計所在的中性線n上電流的流入和流出量相等，即此兩相極性相同。若安培計指針偏轉(zhuǎn)較大（讀數(shù)IA約為2I1），則說明其二次電流均流入中性線n，此兩極性相異。

再取A、C兩相注入電流，如圖5接線，并同樣根據(jù)中性線上安培計的讀數(shù)來判斷A、C兩相極性的異同。然后將兩組結(jié)果結(jié)合起來并對照表1便可判斷出該組星形連接互感器的極性。

顯然從表1可知若測得A、B和A、C兩組兩相極性均相同，則A、B、C三相極性相同; 若A、B兩相極性相同，A、C相異，則C極為異極性; A、B兩相極性相異，而A、C相同，則B相為異極性; 若A、B與A、C均相異，則A相為異極性。

3 三角形回路檢測

與星形回路相同，先斷開一次側(cè)隔離刀閘，任取兩相在一次側(cè)線圈的首或未端同時接地，并在此兩相一次側(cè)另一端串接一升流裝置。在二次側(cè)串接一安培計。同樣用升流裝置注入電流并同時觀察安培計。若安培計的指針不動或微偏，則說明二次閉合面所圍電路中的感應(yīng)電勢相互抵消，兩相互為異極性（即a、y異端相接），若指針偏轉(zhuǎn)較大，則說明兩相感應(yīng)電勢相互迭加，兩相互為同極性（即a、y同端相接）。

另注入電流再測，并將二次檢測結(jié)果寫入表2中，以此來判斷該組電流互感器三角形連接的極性。

4 新方法的應(yīng)用

新方法可以廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護裝置的安裝、調(diào)試、定時檢驗及故障處理中去。

4.1星形連接方面的應(yīng)用

可應(yīng)用于現(xiàn)場繼電保護自動裝置的極性檢驗，無需將每組三相電壓或電流互感器接線解開成單個互感器進行檢測，因此可減輕工作量，大幅度提高實驗工作效率。

4.2三角形連接方面的應(yīng)用

可根據(jù)判斷的極性確定電壓或電流互感器二次回路的三角形接線順序。用于檢查三角回路接線錯誤，使得故障的排除顯得尤為清楚方便。由表2可知，若測知某兩相互為同極性，則另兩組兩相組合的極性關(guān)系必為一同一異; 若檢測知某兩相互為異極性，則另兩組兩相組合的極性關(guān)系必一致，要么均為同極性，要么均為異極性。從而三角形接線情況如表3所示：

5新舊方法比較

5.1新法優(yōu)點

在現(xiàn)場三相一組的電壓或電流互感器連接的極性檢測中，新法具有測量次數(shù)少，測量準(zhǔn)確度高，判斷依據(jù)簡單直觀，操作方便，可大幅度提高檢測工作的效率，是較的極性檢測方法。適用于三相連接的繼電保護二次回路中的電壓或電流互感器的極性測定。

5.2直流法的優(yōu)點

對于單個單相電壓或電流互感器的極性判斷，直流法具有原理簡單，測量設(shè)備接線簡便，操作不復(fù)雜等優(yōu)點。適用于單個互感器極性的檢測和判斷。

5.3交流法的優(yōu)點

當(dāng)互感器的變比在5以下，用交流法檢測極性既簡單又準(zhǔn)確，當(dāng)變比較大時，由于U1和U3數(shù)值很接近，電表較難判斷，因此不宜采用。

6 結(jié)束語

在現(xiàn)場二次回路和電壓、電流互感器的極性檢測中，要求有*的準(zhǔn)確性和可靠性，新方法符合上述客觀需要，經(jīng)反復(fù)實驗和論證，新方法值得大力提倡和推廣，相信今后它將代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法，運用到現(xiàn)場測試工作中去。