变电站电压互感器极性快速测试方法研究王丞

变电站电压互感器极性快速测试方法研究王丞

王丞

（国网重庆市电力公司南岸供电分公司重庆南岸401336）

摘要：变电站电压互感器二次侧接线极性正确与否关系到继电保护装置能否正确动作，关系到整个电力系统的稳定运行。本文首先介绍了电容式电压互感器的工作原理，接着对电压互感器的二次接线结构进行了阐述，分析了电容式电压互感器的极性测试方法，最后提出了电容式电压互感器极性快速测试方法，实测结果表明该方法可以有效检测电容式电压互感器的极性。

关键词：变电站；电压互感器；极性；快速测试

随着电力系统的不断发展，对电网安全、稳定及经济运行的要求越来越高，继电保护是保障电力系统安全稳定运行的第一道防线，继电保护装置能否正确动作与互感器极性密切相关，一次工作人员要对于互感器极性测试与判定方法要完全掌握，只有正确接线，才能保证继电保护装置的正确动作，从而确保电网安全、可靠、稳定运行。

本文首先介绍了电容式电压互感器的工作原理，接着对电压互感器的二次接线结构进行了阐述，分析了电容式电压互感器的极性测试方法，最后提出了电容式电压互感器极性快速测试方法，实测结果表明该方法可以快速有效检测电容式电压互感器的极性。

1电容式电压互感器工作原理

在电力系统中，互感器作为不可缺少的一部分，广泛运用于如下几个方面：继电保护、故障录波、测控等等。相应的互感器的极性属于重要的特征，其可以直接影响继保、故障录波、测控等正常工作，而且还对电力系统的安全性构成一定的影响。电容式电压互感器具有绝缘强度高、不会与系统产生铁磁谐振、价格低廉、可兼做载波耦合电容器等优点，在国内外均得到了越来越广泛的应用，其典型接线方式见图1。图中C1与C2为电容，N为电容分压器低压端，P为电容分压器低压端对地保护间隙，L为补偿电抗器，F为避雷器，TV为电磁式电压互感器，1a、1n为一次绕组引出端子，2a、2n为二次绕组引出端子，da、dn为辅助二次绕组引出端子。电容式电压互感器的主要构成部分为电容分压器以及相应的中压电磁单元，其内部二次侧绕组一般包含计量（al—n1）、测量（a2-n2）、保护（da—dn）三部分。由本质上看，电容式电压互感器二次电压依然主要通过电磁感应来得到，有区别的是同其相匹配的一次电压的获取方式，即中间电压经由分压操作后得到。

图1电容式电压互感器电气接线图

电容式电压互感器是在串联电容器去除电压当做表计、为继电所保护的电压源，同时，也能够把载波频率同输电线进行一定程度的耦合作用，然后即可在长途通信等方面有较大的应用。所以，同传统电磁式互感器比较而言，前者不仅能够避免由铁芯饱和导致的谐振影响，还具有安全性和可靠性高的优势。如今，电容式电压互感器已经得到了广泛的应用，尤其在500kV变电站中。

2极性检测存在的问题

一般在对互感器进行检修时，需要对极性进行检测，在电压互感器的一、二次侧设置有外拉端子（二次抽头接线如图2所示），假如端子设置错误，那么二次电压的相位方向发生反转，因此对电压互感器的极性和接线进行正确的判断显得尤为重要。它不仅影响计量装置的正常工作，而且对继电器的安全产生直接的影响，因此对互感器端子的极性进行的测试尤为重要。

图2互感器二次接线图

电容式电压互感器一次侧的大电容特征令低压侧回路不能利用与其它类型电压互感器一样的手段测量极性，而电池容量小使量程偏小的微安表其测量表盘不能清晰呈现。并且当前用于电容式电压互感器试验的传统设备体积往往很大，测试结果也不够清楚，更不能反映其自身问题的影响。

3极性快速测试方法

互感器极性传统测试方法主要有：兆欧表法、直流干电池法及比较参考法等。指针式兆欧表的测量设备一般以电磁式比率表为主，其主要构成有磁路部分、电路部分、指针等装置；直流干电池法是将二节9V的干电池的正负极分别接在互感器的一次侧线圈端子A和X，再把互感器的二次a和微安表正极线连接，x和负极相连接，可以看出互感器接在干电池正极方向的端子和微安表正极方向的正极电子为同极性，反之属于减极性；由于电压互感器中所有二次侧线圈都共用同一个铁芯，依据相应的电磁原理可以发现，若在二次侧线圈存在电流，那么在闭合的二次绕组中也存在电流，可以根据此原理采用干电池对二次线圈进行比较参考判别极性。

通过已有研究结果可以看出，在对一些型号的电容式电压互感器极性进行检测时，由于一次阻抗值比较大，输送到二次回路的电流值比较小，从而不能依据毫安表指针进行判断。因此本文采用新型的电容式电压互感器极性测试仪（如图3所示），这样可以借助智能测试技术对二次侧的感应电流进行捕捉，这时可以使用单片机执行相应的逻辑，进而可以直观的观察极性。

通过研究分析电容式互感器的各种测验手段，本文采用微型雷击技术测试器在互感器高压一次侧发出瞬时性脉冲式直流电，并将极性装置安设在二次低压侧导线处。基于电磁感应，当一次回路通上直流电将使二次回路感应出相位一致的电流，并能简单直接地呈现在极性测量表上，现场测试情况如图3所示。测试结果表明改进后的极性测试方法能够较好的解决互感器极性的测试，降低了作业工作量。

图3极性快速测试法现场图

4结语

继电保护装置能否正确动作与互感器极性密切相关，一次工作人员要对于互感器极性测试与判定方法要完全掌握，只有正确接线，才能保证继电保护装置的正确动作，从而确保电网安全、可靠、稳定运行。本文首先介绍了电容式电压互感器的工作原理，接着对电压互感器的二次接线结构进行了阐述，分析了电容式电压互感器的极性测试方法，最后提出了电容式电压互感器极性快速测试方法，实测结果表明该方法可以快速有效检测电容式电压互感器的极性。

参考文献：

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