判断电压电流互感器极性的新方法

电流互感器极性检查现场测试常用方法陈冬蕾;燕宝峰;苟晓桐;赵磊【摘要】电流互感器在电力系统中占有重要地位,而电流互感器在安装以及接线过程中有可能出现极性错误,本文对电流互感器极性的测试方法进行了讨论,具有一定的实用参考价值.电流互感器是电力系统中常用的电力设备,通常用电流互感器将大电流变换成小电流,并利用互感器的变比关系配备适当的表计来进行测量,广泛应用于电力系统的继电保护、电能计量、远方测控、系统故障录波等方面.电流互感器绕组极性错误,需及时进行更改,否则会造成计量错误、保护装置拒动或误动等隐患.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】3页(P66-68)【关键词】电流互感器;极性;变比【作者】陈冬蕾;燕宝峰;苟晓桐;赵磊【作者单位】天津大学电气与自动化工程学院,天津300072;天津大学电气与自动化工程学院,天津300072;中国能源建设集团有限公司新疆电力设计院,新疆乌鲁木齐830001;天津大学电气与自动化工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TM450.7电流互感器是电力系统中常用的电力设备，通常用电流互感器将大电流变换成小电流，并利用互感器的变比关系配备适当的表计来进行测量，广泛应用于电力系统的继电保护、电能计量、远方测控、系统故障录波等方面。

电流互感器绕组极性错误，需及时进行更改，否则会造成计量错误、保护装置拒动或误动等隐患。

1 电流互感器极性检查现场测试常用方法新投运及运行中的电流互感器由于本身极性及二次绕组配线不正确，造成保护装置误动和拒动，由此而引发的事故时有发生。

因此在电力设备交接试验和预防性试验规程中对电流互感器极性检查有明确要求：GB 50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》［1］中9.0.8条款规定：“检查互感器的接线组别和极性，必须符合设计要求，并应与铭牌和标志相符”。

DL／T 596-1996《电力设备预防性试验规程》［2］中第七章相关条款规定：“电流互感器在大修后及必要时需进行极性检查，要求与铭牌标志相符”。

判断电压电流互感器极性的新方法发布日期：2009-5-27 10:53:43 (阅2378次)关键词: 变压器互感器继电保护[摘要]应用克希霍夫定律(Kirchhoff''s Current Law)及二次回路接线原理，推导出一种判断电压和电流互感器极性的新方法，经与传统的检测方法进行对比，证明了其优越性和实用性，可供继保专业人员参考和运用。

[关键词]互感器继电保护克希霍夫定律（KCL）极性引言变压器和电流互感器在继电保护二次回路中起一、二次回路的电压和电流隔离作用，它们的一、二次侧都有两个及以上的引出端子，任何一侧的引出端子用错，都会使二次侧的相位变化180度，既影响继电保护装置正确动作，又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及人身安全。

因此，正确判断变压器（电压互感器）和电流互感器的极性正确与否是一项十分重要的工作。

1 传统的极性检测方法1.1直流法电压和电流互感器的传统极性检测直流法可按图1接好线，使用干电池和高灵敏度的磁电式仪表进行测定。

检测极性时，将电池的正极接在一次线圈的K端上，而将磁电式仪表（如指针式电流表或毫伏表）的正极端接在二次线圈的K端上。

当开关S瞬间闭合时，仪表指针偏向右转（正方向），而开关S瞬间断开时，仪表指针则偏向左转（反方向），则表明所接互感器一、二次侧端子为同极性。

反之，为异极性。

1.2、交流法按图2所示接线，将互感器一、二次线圈的尾端L2、K2接在一起，在二次线圈上通入1~5V的交流电压，再用10V以下小量程交流电压表分别测量U2、U3，若U3=U1-U2，则L1、K1为同极性，若U3=U1+U2，L1、K1为异极性。

2 新极性检测方法该方法以KCL和二次接线原理为基本依据，强调注入电流作为引导检测过程的基本手段，将交流安培计的读数作为检测结果，来判断互感器的极性。

2.1原理根据KCL的描述: 在任何电路中的任意节点上流入该节点的电流总和等于流出该节点的电流总和，即Σi入=Σi出。

图1 变压器升高座结构图2 套管升高座TA极性测量原理图“一次加压升流法”[7-9]是将变压器低压侧短接接地，在高压侧加380V的电压，形成短路电流，通过对升高座电流互感器的二次绕组带负荷测试六角图校验其极性。

这种测试实际上只能作为保护投入运行的最后一道校验手段，用于确保其主变差动回路正确接线，工作中不能单纯的依靠这种方式。

而且随着我国建设的高速发展，变压器的容量越来越大，该测试方法在二次绕组产生的感应电流越来越小，普通伏安特性表的精度已达不到测量要求。

为固定值，式中，I随时间的关系如图3所示。

图3 电流变化曲线根据载流直导线的磁场计算方法，变压器升高座电流互感器中的磁场模型可以等效为如图4所示。

图4 升高座电流互感器的磁场计算模型把此直线电流看成电流元的集合，对直导线上的任一电流元，其大小为idl ，它到场点P的距离为r ，α为电流元与矢量之间的夹角[10]，根据毕奥—萨伐尔定律，此电流元在P点所激发的磁感强度dB 的大小为（2）而dB 的方向由idlxr 确定。

很显然，每一个电流元在P点激发的方向都是一致的。

因此可直接由上式积分求总的磁场强度，由图4可知以下几何关系：（4） （5） （6）根据式（4）~式（6）可以得出：将式（4）、式（5）和式（7）代入式（3）推导出磁感应强度关系：考虑到升高座上端的引线长度远大于升高座电流互感的直径，可以将引线近似等效为半无限长的导线，此时P点的磁场强度大小可简化为：而磁场强度B 的方向总是沿套管电流互感器的切线方向。

假设升高座电流互感器铁心截面积为匝数为N 匝，如图5所示。

图5 感应电压示意图则流过的磁通量为：（10）二次绕组产生的感应电压为：（11）根据式（11）可知，从变压器绕组首端施加一个逐渐增大的直流电流，升高座电流互感器的二次绕组会感应一个同极性的电压，且施加的电流参数越大，二次侧的电压也越大，就更容易测出。

2.2 测试系统i iLl dlI 0r 0rβ2β1βαPti 2ΦN图6 测试系统结构示意图其中，测量装置的直流电流发生器通过测试电流输出接口接到被试的变压器绕组两端，输出一个由0快速增大直至稳定的直流电流，通过人机交互模块可以选择电流大小；升高座电流互感器的二次绕组接电压采样输入接口，在该直流电对变压器绕组充电的暂态过程中，采集二次绕组的电压信号；将采集到的电压信号经过信号放大滤波处理电路处理，效滤除杂散的干扰电压，放大输入信号的幅值；然后将放大的信号输入到模数转换器，把模拟信号转换为数字信号，并将数据存储到缓存区供计算机系统处理；计算机通过测量电压的数值范围进行极性判定，并将测量结果至显示器。

用直流法检测并判断电流互感器电压互感器的极性及进行绝缘试验一、用直流法检测并判断电流互感器、电压互感器的极性及进行绝缘试验：1、用万用表测量互感器极性的步骤：首先询问考官互感器是否退出运行⑴、准备材料：绝缘手套、放电棒、毛巾、三根测试线，一块万用表，一块2500V兆欧表、螺丝刀一把、短接线、电池、沙纸。

⑵、检查绝缘手套是否完好，如坏，征询监考老师，如监考教师说怎么办，回答说换新的。

⑶、检查接地线，两端都要检查，如一端掉，戴绝缘手套接好。

⑷、对电流互感器进行放电，先放一次侧，后放二次侧，各个接线端纽都要进行放电，放电后，手套放在放电棒上以备下次再用。

⑸、用沙纸对电流互感器一次、二次接线端纽进行除锈，用毛巾对电流互感器一次、二次接线端纽和外壳进行清扫。

⑹、检查万用表，用螺丝刀对万用表进行静态调0。

⑺、把红色测试线接在万用表+端纽上，黑色测试线接到＊端纽上，两线搭接，表计打到Ω档和100Ω档位上进行动态调0。

⑻、用仪表对电流互感器一次、二次接线端纽进行导通。

⑼、把万用表红色测试线另一端接二线的S1接线桩上，黑色测试线的另一端接到S2接线桩上。

⑽、把电池的红色线接到电流互感器一次P1接线桩上，黑色线接到P2接线桩上。

按红色电池按纽三次，看表指针偏转方向，正偏为减极性。

把测试结果写在答题纸上。

⑾、戴绝缘手套双手握放电棒未端进行放电，一次、二次各接线桩都要进行放电。

拆除接线。

处，用完后打到空档装好。

⑶、测量前必须挂接地，进行放电处理。

⑷、测量完取下接线时戴上绝缘手套。

⑸、测三次极性。

2、测量互感器的绝缘电阻：⑴、在测量极性后已经对电流互感谢器进行放电，先对2500V兆欧表外观进行检查，红色测试线接仪表L端纽上，黑色测试线接在仪表E端纽上，摇动兆欧表先进行开路检查，指针是否指向∞，后慢摇请监考老师帮忙进行短路检查，看指针是否回零。

然后用熔丝将一次侧和二次侧分别短接起来。

⑵、把兆欧表黑色测试线的一端接在电流互感器的二次接线桩上，摇动仪表请监考老师戴好绝缘手套帮忙在把红色的测试线另一端接在一次接线桩上测试1分钟读出指针所指的数值，把红色测试线拿开，停止摇动仪表。

【最新整理，下载后即可编辑】电压电流互感器的常规试验方法一、电压、电流互感器的概述典型的互感器是利用电磁感应原理将高电压转换成低电压，或将大电流转换成小电流，为测量装置、保护装置、控制装置提供合适的电压或电流信号。

电力系统常用的电压互感器，其一次侧电压与系统电压有关，通常是几百伏～几百千伏，标准二次电压通常是100V和100V/ 两种；而电力系统常用的电流互感器，其一次侧电流通常为几安培～几万安培，标准二次电流通常有5A、1A、0.5A等。

1.电压互感器的原理电压互感器的原理与变压器相似，如图1.1所示。

一次绕组(高压绕组)和二次绕组(低压绕组)绕在同一个铁芯上，铁芯中的磁通为Ф。

根据电磁感应定律，绕组的电压U与电压频率f、绕组的匝数W、磁通Ф的关系为：图1.1 电压互感器原理2.电流互感器的原理在原理上也与变压器相似，如图1.2所示。

与电压互感器的主要差别是：正常工作状态下，一、二次绕组上的压降很小（注意不是指对地电压），相当于一个短路状态的变压器，所以铁芯中的磁通Ф也很小，这时一、二次绕组的磁势F（F=IW）大小相等，方向相反。

即电流互感器一、二次之间的电流比与一、二次绕组的匝数成反比。

图1.2 电流互感器的原理3.互感器绕组的端子和极性电压互感器绕组分为首端和尾端，对于全绝缘的电压互感器，一次绕组的首端和尾端可承受的对地电压是一样的，而半绝缘结构的电压互感器，尾端可承受的电压一般只有几kV左右。

常见的用A和X分别表示电压互感器一次绕组的首端和尾端，用a、x或P1、P2表示电压互感器二次绕组的首端或尾端；电流互感器常见的用L1 、L2分别表示一次绕组首端和尾端，二次绕组则用K1、K2或S1、S2表示首端或尾端，不同的生产厂家其标号可能不一样，通常用下标1表示首端，下标2表示尾端。

当端子的感应电势方向一致时，称为同名端；反过来说，如果在同名端通入同方向的直流电流，它们在铁芯中产生的磁通也是同方向的。

互感器极性和变比试验
变压器和互感器的一次、二次侧都是交流，所以并无绝对极性，但有相对极性。

测试互感器的极性很重要，因为极性判断错误会导致接线错误，进而使计量仪表指示错误，更为严重的使带有方向性的继电保护误动作。

测量变比可以检查互感器一次、二次关系的正确性，给继电保护正确动作、保护定值计算提供依据。

进行互感器的联结组别和极性试验时，检查出的联结组别和极性必须与铭牌标记及外壳上的端子符号相符。

例如：一台型号为LCWB-110的电流互感器，其铭牌数据如下：
一次额定电流为2×300/5A，额定电压为110KV。

二次标记：S1—S2，300/5；S1—S3，600/5.。

在交接试验中，连同二次引线在“端子箱”处测量变比、极性，当测试到4S1—4S2，变比120；4S1—4S3，变比60。

其极性为“加”与铭牌值相比较，不相符，而其余二次绕组都与铭牌值相符。

经检查发现，电流互感器的二次端子与“端子箱”所连接的二次引线，连接错误，将二次引线重新连接在“端子箱”处，再次进行测量4S1—4S2、4S1—4S3变比、极性均与铭牌值相符。

测试互感器的极性和变比的方法哟直流法、比较法和自动变比测试仪法。

目
前现场常用的是DCBC-S 全自动变比组别测试仪来测量。

谈谈对于极性和方向保护的理解以电流互感器为例，我们常说要以减极性方式接线，为什么要这样规定呢所谓减极性接线就是在某一个瞬间(因为交流电方向随着时间变化，但某一个时刻还是具备明确的方向性的)电流互感器一次侧感受到的电流方向如果是流入，那么二次侧应该是流出；一次侧如果是流出，那么二次侧就是流入。

为什么一次电流和二次侧电流要相反呢其实这个相反是针对电流互感器而言的，再想一想二次侧电流要接到哪个装置保护装置！这样当电流互感器一次侧感受到电流流入，二次侧则流出，那么对于保护装置又是流入了！！因此，减极性的接法的目的是要保证二次设备(例如保护装置)感受到的电流方向要与一次电流方向一致！！减极性具体接线接线具体来说比方说当流变P1侧指向母线，则二次上应该将三根S1 和短接三根S2成为一根后总计4根线接入保护装置。

当流变P2侧指向母线，则二次上应该将三根S2 和短接三根S1成为一根线后总计4根线接入保护装置。

对于电压互感器而言也存在一个极性问题，采用减极性接线的目的也是要保证二次设备感受到的电压要和一次电压相一致。

再说说方向保护对于方向过电流保护，一次侧感受到的电流电压之间的相位关系具有明显的规律性：当正方向故障时一次侧电压超前电流30°左右当反方向故障时一次侧电流超前电压150°左右(150°=180°-30°)既然流变和压变均采用减极性接法，也就是说它们能够原封不动地将一次侧的相位关系搬到二次侧，那么保护装置就可以利用一次侧的电流电压相位关系来对方向进行判断了！再想一想，如何才能够原封不动地将一次侧的电流电压关系照搬到二次侧我们必须遵循一定的规范，这个规范就是减极性接法！！如果一旦流变或压变二次接线接错了，那么保护装置判断为正方向的可能实际是反方向，判断为反方向其实为正方向，那么就乱了套了！这就再一次印证了我们经常说的对于方向性保护，一定要注意二次接线，极性不要搞错了交流电每时每刻电流、电压的大小和方向均是在不停变化的，我们常说假设电流由母线流向线路为正，其实是指某个瞬间交流电流由母线流向线路。

低压电流互感器的校验方法互感器常见问题解决方法在进行电流误差试验之前,通常需要检查极性和退磁等主面特性。

1、极性检查电流互感器一次绕组标志为P1、P2，二次绕组标志为S1、S2、若P1、S1是同名端在进行电流误差试验之前,通常需要检查极性和退磁等主面特性。

1、极性检查电流互感器一次绕组标志为P1、P2，二次绕组标志为S1、S2、若P1、S1是同名端，则这种标志叫减极性。

一次电流从P1进，二次电流从S1出。

极性检查很简单，除了可以在互感器校验仪上进行检查外，还可以使用直流检查法。

2、电流互感器退磁检查电流互感器在电流蓦地下降的情况下，互感器铁芯可能产生剩磁。

如电流互感器在大电流情况下蓦地切断、二次绕组蓦地开路等。

互感器铁芯有剩磁，使铁芯磁导率下降，影响互感器性能。

长期使用后的互感器都应当退磁。

互感器检验前也要退磁。

退磁就是通过一次或二次绕组以交变的励磁电流，给铁芯以交变的磁场。

从0开始渐渐加大交变的磁场（励磁电流）使铁芯达到饱和状态，然后再渐渐减小励磁电流到零，以除去剩磁。

对于电流互感器退磁，一次绕组开路，二次绕组通以工频电流，从零开始渐渐加添到确定的电流值（该电流值与互感器的设计测量上限有关，一般为额定电流的20—50%左右。

可以这样判定，假如电流蓦地急剧变大，此时表示铁芯以进入磁饱和阶段）。

然后再将电流缓慢降为零，如此重复2—3次。

在断开电源前，应将一次绕组短接，才断开电源。

铁芯退磁完成。

此方法称开路退磁法。

对于有些电流互感器，由于二次绕组的匝数都比较多。

若接受开路退磁法，开路的绕组可能产生高电压。

因此可以在二次绕组接上较大的电阻（额定阻抗的10—20倍）。

一次绕组通以电流，从零渐变到互感器一次绕组的允许的最大电流，再渐变到零，如此重复2—3次。

由于接有负载铁芯可能不能完全退磁。

由于一次绕组的最大电流有限制，过大的话可能烧坏一次绕组。

假如接有负载的二次绕组产生电压不是过高的话，可以加大二次绕组的负载电阻。