判断电压电流互感器极性的新方法

[摘要]利用基尔霍夫电流定律和二次回路连接原理，推导出判断电压电流互感器极性的新方法。与传统检测方法相比，证明了其优越性和实用性，可供继电保护专业人员参考和应用。[关键词] KCL变压器继电保护极性介绍干式变压器和电流互感器在继电保护一次和二次回路中起电压和电流隔离的作用。它们的一次侧和二次侧有两个或多个引出端子。如果任一侧的引出端子使用不当，二次侧的相位会发生180度的变化，不仅会影响继电保护装置的正确动作，还会影响电力系统的运行监控和事故处理。严重时还会危及设备和器材，因此，正确判断干式变压器(电压互感器)和电流互感器的极性非常重要。1传统极性检测方法1.1 DC法电压电流互感器传统极性检测DC法可按图1接线，测量采用干电池和高灵敏度磁电仪器。检测极性时，将电池的正极接到初级线圈的K端，将磁电仪器(如指针式电流表或毫伏表)的正极接到次级线圈的K端。当开关S瞬间闭合时，仪表指针向右(正方向)转动，而当开关S瞬间断开时，仪表指针向左(反方向)转动，表明所连接变压器的一次和二次端子极性相同。反而是极性不同。

1.2.交流方法如图2所示。将变压器初级线圈和次级线圈的尾端L2和K2连接在一起，向次级线圈施加1~5V的交流电压，用10V以下的小量程交流电压表分别测量U2和U3。如果U3=U1-U2，L1和K1极性相同；如果U3=U1 U2，L1和K1是不同的极性。

2新的极性检测方法该方法基于KCL和二次接线原理，强调注入电流作为指导检测过程的基本手段，以交流电流表的读数作为检测结果来判断变压器的极性。2.1原理根据KCL描述：在任意电路中流入任意节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即 I in= I out。当一个节点趋于无穷大时，KCL可以扩展到由一个闭合曲面包围的任何电路部分(图3中的虚线表示与纸面的交线)。这个封闭的表面S包围部分电路，并与支路1、2和3相交。利用KCL定律，可以得到i1-i3-i2=0。下面讨论一种特殊状态。当初始时刻没有电流流过电路时，如果强迫一定量的额外电流流入由封闭面包围的部分电路，由于离开包围部分电路的任意封闭面的每一分支的电流的代数和为零，则必须有相同量的电流流出该部分电路，因此可以将一个交流电流表与流出封闭面的另一分支串联起来进行测量。那么，当封闭电路是电压、电流互感器的内部电路时，任意两相的同极性或异极性都会影响电流流出互感器的封闭内部电路，然后其结果就会反映在交流电流表的读数上。下面将详细介绍电流互感器的星形接线和三角形接线。

2.2星形回路检测检测前，隔离断路器必须断开一次，以确保电流互感器内部电路处于无电流状态。可选电流互感器的两相(图4中选择a相和b相)同时在初级线圈的l端接地，k端与上流装置串联。交流电流表串联在二次侧的中性线上。通过电流上升装置向其中注入恒定量的交流电，电流的大小和电流表的测量范围可以由电流互感器的比率来确定。数量级大约是10——1A到1A。同时，观察电流表的变化和读数。由于另一个单相未受影响电流的一次侧开路，二次星形回路中电流继电器的线圈阻抗比较高，所以二次回路的电流I3很小，近似为零。此时，如果电流表指针固定或稍有偏置(读数ia也约为零)，则意味着两相二次回路的电流近似为闭合面包围的圆形电流，电流表所在中性线n上的电流流入和流出相等，即两相极性相同。如果电流表指针偏转很大(读数IA约为2I1)，说明其二次电流流入中性线n，极性不同。然后取A和C的注入电流，如图5所示，根据中性线上电流表的读数判断A和C极性的异同。然后将两组结果结合起来，与表1进行比较，就可以判断出这组星形连接变压器的极性。 #p#分页标题#e#

显然，从表1可以看出，如果A和B，A和C的极性都相同，那么A，B和C的极性也是相同的；如果A和B的极性相同，A和C不同，那么C的极性就截然不同。A和B极性不同，A和C相同，那么B极性不同。如果A和B与A和C不同，那么A相的极性也不同。

3三角回路检测与星形回路相同，先断开一次侧隔离断路器，同时取两相在一次侧线圈的较好端或末端接地，并在两相一次侧的另一端串联一个电流上升装置(如图6所示)。次级侧串联一个电流表。用电流上升装置注入电流，同时观察电流表。如果电流表指针固定或稍有偏移，则表示次级闭合面包围的电路中感应电势相互抵消，极性不同(即A和Y以异端连接)。如果指针偏转较大，则意味着两相感应电势彼此重叠，并且它们具有相同的极性(即，A和Y连接在同一端)。此外，根据图7所示的接线，重新测量注入电流，并将二次检测结果写入表2，从而判断电流互感器三角形接线的极性。4新方法的应用新方法可广泛应用于电力系统继电保护装置的安装、调试、定时检查和故障处理。4.1星形接线的应用可以应用于现场自动继电保护装置的极性测试，不需要将每组三相电压或电流互感器解开成单个互感器进行测试，减少了工作量，大大提高了实验工作效率。4.2三角接线的应用可以根据判断的极性确定电压或电流互感器二次回路的三角接线顺序。用于检查三角回路的接线错误，使故障排除清晰方便。从表2可以看出，如果测得某两个极性相同，那么另外两组两相组合的极性关系必然相同，也可能不同；如果检测到两者的极性不同，那么

5新旧方法比较5.1新法优点 在现场三相一组的电压或电流互感器连接的极性检测中，新法具有测量次数少，测量准确度高，判断依据简单直观，操作方便，可大幅度提高检测工作的效率，是较高级的极性检测方法。适用于三相连接的继电保护二次回路中的电压或电流互感器的极性测定。5.2直流法的优点 对于单个单相电压或电流互感器的极性判断，直流法具有原理简单，测量设备接线简便，操作不复杂等优点。适用于单个互感器极性的检测和判断。5.3交流法的优点 当互感器的变比在5以下，用交流法检测极性既简单又准确，当变比较大时，由于U1和U3数值很接近，电表较难判断，因此不宜采用。

6 结束语 在现场二次回路和电压、电流互感器的极性检测中，要求有极高的准确性和可靠性，新方法符合上述客观需要，经反复实验和论证，新方法值得大力提倡和推广，相信今后它将代替传统方法，运用到现场测试工作中去。