变压器套管式电流互感器极性检测
发表时间：2018-07-06T10:32:23.047Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：徐阳
[导读] 摘要：在电气试验中，经常需要对已组装的变压器测试其套管式电流互感器的极性．为变压器继电保护二次回路(变压器差动、零序差动)等提供可靠试验数据。
（中国能源建设集团华北电力试验研究院有限公司天津 300012）
摘要：在电气试验中，经常需要对已组装的变压器测试其套管式电流互感器的极性．为变压器继电保护二次回路(变压器差动、零序差动)等提供可靠试验数据。
为继电保护装置可靠动作提供确凿依据。
本文分析了变压器套管式电流互感器极性检测。
关键词：变压器；电流互感器；极性检测；
由于主变本身的感抗和容抗很大，部分试验项目受试验设备及技术能力的制约至今无法开展。
对于主变压器的继保项目―套管电流互感器的极性、变比及二次回路检查试验，利用常规的方法无法在安装之后进行。
以往只能在套管电流互感器安装前在场地进行本体试验，在安装后则利用二次升流的方式检查回路的正确性。
传统方法存在试验不完整、需多次拆接线，调试效率低且容易出错等弊端。
一、概述
电力变压器套管电流互感器试验是变压器调试的一个重要组成部分，特别在测试变压器套管电流互感器变比、极性等方面有着重要的作用。
在电力变压器的安装和检修的过程中，进行短路试验已经成为一个重要的工作。
变压器短路试验是将变压器一侧绕组（通常是低压侧）短路，而从另一侧绕组加入额定频率的交流电压，使变压器绕组内产生较少的短路电流，进而测量短路电流的大少和相角，即为变压器短路试验。
电力变压器短路试验的优势在于便捷，而且电力变压器短路试验较为精确，是调试工作中重要的一环。
另外，变压器短路损耗包括电流在电阻上的损耗与漏磁通引起的附加损耗。
测量短路损耗和阻抗电压，以便确定变压器的效率、热稳定和动稳定、计算变压器二次侧的电压变动率以及确定变压器的温升。
通过变压器短路试验，可以发现以下缺陷：变压器的各结构件（屏蔽、压环和电容环、轭铁梁板等）或油箱壁中由于漏磁通所引起的附加损耗过大和局部过热、油箱箱盖或套管法兰等附件损耗过大和局部过热、带负载调压的电抗绕组匝间短路、大型电力变压器低压绕组中并联导线间短路或换位错误。
二、变压器套管式电流互感器极性检测
1．在主变压器或高压电抗器未安装前进行变比、极性等试验，在安装完成后将已接好的二次线拆除一侧进行校线。
缺点是重复工作，延长调试时间，安装完成后就不能测试出套管式电流互感器的极性，并且验收时不能直观的点出极性。
使用这种方法。
首先要确定各相之间接线正确，否则不能正确判断接线是否有错误。
操作过程中必须注意变压器做好各项安全措施。
特别是在变压器保护改造情况下，更应注意正确操作，否则将会发生人身触电和设备损坏的事故。
2.利用蓄电池进行已安装好主变压器和高压电抗器的极性。
缺点是对于容量较小的变压器可行，但是对于容量180MVA以上的变压器，即使用24V直流电压也测不出来，若继续升高电压，变压器试验规程不允许，现场也很难具备1 2V或24V车用蓄电池。
需要对已组装的变压器、高压电抗器测试其套管式电流互感器的极性，常规的方法是在变压器出线与中性点之间加3V直流电压，加电压的瞬间，在电流互感器二次侧用指针万用表毫伏档测量。
当按钮闭合的瞬间，有增加的电流流过变压器线圈，产生变化的磁通链，根据电磁感应定律和楞次定律且在非饱和状态下工作，可以认为电感是线性的，自感电动势的实际方向总是企图阻止电流变化，由于变压器中的铁芯作用，电感大大增强，即单位电流产生的磁通链剧增。
从物理意义上讲，必须外加一个高电压来克服，但在现场实际测试中是不允许的。
因此，流经线罔的电流很小，感应到电流互感器二次的电势更小，从测量表计上无法看出指针偏转方向，也就无法正确判断互感器的极性。
当按钮合闸瞬间，三相线圈通过的电流是相等的，电流产生的磁通链也是相等的，最终表现在每一相上的磁通链，因此，外加电压无需克服自感电动势的影响，整个回路可以理解为一个纯电阻电路，三个线圈的并联电阻和电源内阻之和。
这个电流的大小只取决于电源电势和回路电阻的大小，电流值要比单相线圈加电时大很多。
由于一次电流的增加，电流互感器二次的感应电势也相应增大，因此，从测量表计上可以准确地判断套管式电流互感器的极性。
3.短路试验。
一是电力变压器短路试验电源控制。
电力变压器短路试验电源的应用与短路试验的型式有关，也与电力变压器的结构有直接的关系。
三相电源可以进行三相变压器的三相短路和单相短路试验，同时应该注意电力变压器短路试验的接线方式。
单相电源可以模拟三相变压器的三相短路，也可以进行单相变压器的单相短路，但进行模拟三相变压器的三相短路试验时，试验结果影响较大，同时操作步骤也复杂很多，因此，不建议使用该方法。
对于电力变压器联结绕组，是在一相与其余两相之间施加电源或短路，应该注意电压的控制。
对于电力变压器D联结绕组，在两相之间时应该注意连接的方式，要避免因电流强度过大而对仪器的影响，同时要避免错误电路的连接，以确保电力变压器的试验安全。
二是电力变压器短路试验时控制短路电流的方法。
调试电力变压器短路电流可以采用串联电抗器和调整电源电压两种方式，应在降低短路电流的前提下进行试验。
控制最大非对称短路电流除控制选相合闸开关的合闸相角外，还可以通过调整电源电压、电路中的总阻抗以及X/R比值来控制。
通常有如下几种调整方法：一种是采用电源变压器的分接开关来控制电力变压器电源电压。
这种方式效率高、精确度高。
二时利用发电机、母线、线路的布置及联结方式来产生可以利用的试验回路短路容量，这样方便与电力变压器短路试验精确性的提高。
三是利用电源电压的合闸相位角来控制短路的开始瞬间，这样能够提高电力变压器短路试验的可控性。
4.基于单片机电子电路的新型电流互感器极性测试装置，相比传统的直流法测试判断极性有极大的优越性。
由于采用了指示灯显示极性测试结果，指示直观清晰，且结果自保持，杜绝了依靠观察高精度毫安表指针的瞬时微弱偏转来确定极性所可能发生的错判误判，大大提高了极性测试的可靠性。
由于采用了内置式干电池作为电源，从根本上杜绝了过去在母排上多次通断蓄电池导致母排存在不同程度烧灼痕迹的安全隐患，也杜绝了蓄电池存在的漏液、短路等安全隐患，保证了极性测试时人员和设备的安全。
应用新型电流互感器极性测试校验装置后，所有的极性测试工作只需一次即可完成，与以往相比减少了确认次数，节省了测试时间。
应用新型电流互感器极性测试校验装置后，过去需要两人配合完成的极性测试工作，现在一个人也可独立完成工作，提高了极性测试的效率。
新装置小巧便携，操作简单，接线可靠，且可更换内置干电池，大大方便了电流互感器极性测试工作。
可见，本新型电流互感器极性校验装置，在可靠性、安全性、测试时间、测试效率和简便性上都优于以往传统的直流法测试，特别适合于新、扩建工程中大量电流互感器的极性测试工作，也可用于日常的检修消缺工作中确定电流互感器的极性。
采用测量极性的方法解决了当变压器套管与变压器本体组装后，测量套管式电流互感器极性困难的问题。
从原理上保证了继电保护的正确动作，为继电保护对极性要求提供可靠依据。
也为自耦变压器差动，特别是容易发生误动作的变压器零序差动保护提供依据．杜绝正
常运行后发生区外故障时零序差动保护误动作，防止电网事故范围扩大。
参考文献：
[1]四川电力试验研究院编.高压电气设备试验方法[M].中国电力出版社2016.
[2]程保权.电力变压器的检修策略[J].现代企业教育，2016（06）.
[3]胡虔生，胡敏强编著.电机学（第二版）.中国电力出版社，2016.
作者简介
姓名：徐阳男汉 1985-03-12 籍贯：辽宁省阜新市学历：大专毕业学院：武汉电力职业技术学院现就职于：中国能源建设集团华北电力试验研究院有限公司研究方向：电力设备调试专业。