V—V型電壓互感器極性反接錯誤接線故障

摘要：近年來我國的電力事業(yè)得到了迅猛發(fā)展，各類電力技術及相關設備在電網中得到廣泛應用。電壓互感器在電網中的應用比較常見，在維護電力系統(tǒng)穩(wěn)定上具有非常重要的作用，電壓互感器的主要作用是為電壓表、電流表等測量儀器提供相應的電壓，保證計量裝置能正常工作。若互感器出現(xiàn)反接錯誤或者其它故障會直接導致計量儀器無法正常工作，從而出現(xiàn)計量失誤的情況，同時給電力企業(yè)造成巨大的經濟損失。下面針對互感器展開討論，主要介紹其工作原理、反接故障類型以及相關判斷方法。

關鍵詞：電壓互感器；故障類型；判斷方法

引言：

現(xiàn)階段電能是人們日常生活中不可或缺的能源，電能在社會生活的方方面面都有滲透，人們的衣食住行都離不開電能，因此維護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定是目前我國電力研究者需要考慮的首要問題。電壓互感器作為電壓表計量電壓的重要組成部分，在電網工作中起著非常重要的作用。若電壓互感器出現(xiàn)故障會給電網運行造成嚴重的影響，甚至造成大面積電力系統(tǒng)癱瘓。對于互感器的安裝、檢查及維修工作是目前電力工作的重點。

一、機構及工作原理相關介紹

（一）對互感器結構的介紹

對互感器的結構了解可參照變壓器，其內部組成大致相似。互感器內部存在原繞組和次繞組，它們分別纏繞在鐵芯上，且三者間都是絕緣的，其絕緣的方式主要是電氣阻隔，使兩個繞組之間相隔一定的距離從而達到絕緣的目的。在接線過程中，原繞組是與主線路進行連接，副繞組是接在計量儀器上的。原繞組與副繞組之間的電壓差距很大，原繞組參與主線路的供過程，副繞組僅僅只需要給電壓表、電流表提供極少的電壓就能維持其正常工作。若兩項繞組接線時出現(xiàn)差錯，將會對電網的正常運行造成巨大損失，且嚴重威脅工作人員的生命安全。

（二）互感器工作原理相關介紹

V-V型互感器的主要作用是給測量裝置提供充足的電壓，可以用一臺互感器工作，此時線圈是單相的。若將兩臺儀器連接在一起，線圈則變成雙向。在互感器正常工作過程中，三相電壓維持在相對平衡的狀態(tài)，線圈上的感應電動勢相互抵消。當儀器出現(xiàn)漏電現(xiàn)象時，平衡狀態(tài)被打破且中性點偏離原有的位置，三角端子會產生相應的電壓以此激活繼電器運行，從而達到維持電網正常運轉的目的。

三相繞組電壓相互對稱是互感器工作時最突出的特征，在其工作時可利用相關的測量裝置對三相電壓進行測量，若電壓差距較大應及時進行調整[1]。電壓在傳輸過程中存在大小的變化，用電戶多傳輸電壓就大，反之則小。因此互感器在工作過程中電壓是處于動態(tài)變換狀態(tài)的，這樣才能滿足不同測量裝置對傳輸過程的精確記錄。

二、互感器接線錯誤種類相關介紹

互感器工作過程使用的是三相交流電，這里指的三相電壓并不是看的見的線圈組成的，而是線圈經過相互感應后形成的電磁場。正常工作時三相電壓向量是收尾相接的等邊三角形，若接線時將極性接反將會導致向量形狀改變，下面對接線錯誤類型加以詳細闡述，其中三相電壓分別用一相、二相及三相代替。

（一）一相電壓與二相電壓接線反向

該種故障通常發(fā)生在更換高壓套管時，在已經接好的線路上進行更換會同時存在很多線路接頭，極易將互感器極性接反，從而造成嚴重的經濟損失。將一相電壓與二相電壓反接，其等邊三角形向量排布會發(fā)生巨大變化，三相電壓呈現(xiàn)出由中心向外發(fā)散的趨勢，且向量的原邊和副邊會相差180°。同時第三相電壓原邊和副邊相差90度，將原本的三角形穩(wěn)定性徹底改變。當其工作時可能會出現(xiàn)燒毀互感器，從而導致大面積停電的現(xiàn)象。

（二）三相與二相電壓接線反向

此類接線故障與上述情況類似，也是改變原有三角形的穩(wěn)定性，其向量分布情況與上述故障情況大致相同。二相向量的原邊和副邊相差180°，第三相電壓的原副邊則相差90°。其產生的原因也是接線過程的疏忽導致的，線路反向將會導致互感器不能輔助電壓表對輸送電壓進行有效測量。此種情況下，電壓表指針會大幅度偏擺，嚴重的會燒毀電壓表。

（三）所有相電路接線相互反向

這種故障類型是互感器接線中最為嚴重的，此時電壓向量的等邊三角形全部轉換為以一個原點為中心向外發(fā)散的射線。每個向量的原副邊都相互反向，且三個向量的原副邊成相間排列狀態(tài)，其間隔角度都為60°。此時由互感器連接的高壓輸送線路和相關測量裝置都無法正常工作，整個傳輸系統(tǒng)都處于癱瘓狀態(tài)。此時應該及時將本區(qū)域停電，重新對互感器進行接線，并進行相關模擬操作之后才能讓其在電路中運轉[2]。模擬操作能夠檢查接線是否準確，有效保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

三、判斷接線是否正確的有效方法

（一）建立相關模型

接線是否正確通過直接觀察是無法得到準確結論的，因此人們就想到模擬電力系統(tǒng)運行過程的方法，以此來判定電壓極性是否正確。建立三相電壓的接線模型是非常有必要的，三根線的組合方式有12種，再加上極性反向其組合方式千差萬別。多種組合方式只要有一種存在錯誤就會對互感器的工作產生影響，因此必須先建立相關模型，讓電壓從其中通過，利用儀器測繪出相應的電壓相序排列。若相序排列是等邊三角形則說明極性正確，反之需要檢查線路重新連接直到通過試驗。

（二）對三相電壓相序的分析過程介紹

首先是對夾角進行測量，測量對象是前兩個電壓原元件。正常情況兩元件的夾角是不一樣的，有四種可能的角度。若測量角度過程中出現(xiàn)大小一樣的夾角說明電壓互感器極性存在反接錯誤，需及時檢查糾正。其次是確定互感器的V相，當極性出現(xiàn)反接錯誤時，該相序的原邊向量和副邊向量是相等的，根據(jù)這一法則可以確定V向是哪個電壓端子。最后將上述兩步結合起來分析，就可判斷出互感器正確的相序。電壓相序角是模擬中直接測量出來的，電流相序角是通過前者推導出來的，兩者相互結合就能最終確定極性反向的錯誤種類。在實際的檢修過程中，工作人員通常是借助相關儀器測量電壓表、電流表的瞬時值，從而判斷互感器是否正確連接[3]。因此在極性連接錯誤判斷上需要根據(jù)實際情況，選擇則合適的檢驗方法。

（三）互感器使用時的注意事項

在使用前要嚴格按照國家標準對其進行檢查，必須經過相應的模擬實驗，檢驗合格才能投入使用。若檢測過程中出現(xiàn)極性反接現(xiàn)象需要對其進行改正，再次重新檢驗直到合格。在組裝互感器時要正確安裝，原繞組是并聯(lián)在高壓輸電線路上的，副繞組與相應的電壓、電流等測量儀器并聯(lián)在一起，繼電器等其他裝置也是并聯(lián)在電壓線圈上的。組裝好之后要再次檢查極性連接是否正確。還要選擇合適容量的互感器，保證二次側的符合在互感器容量之內，且容量不宜過大造成不必要的浪費。此外，二次側在工作過程中要一直處于導通狀態(tài)，若出現(xiàn)短路故障要及時切斷電源，防止其電流過大對電路造成損壞，同時也保障工作者的人身安全[4]。互感器還要有接地線的存在，表面測量儀器漏電威脅人們的生命安全。

四、結束語

本文通過對V-V型電壓互感器的工作原理、反接故障類型以及相關判斷方法的介紹，使人們對其有了系統(tǒng)的了解和認識。可以看出反接故障給電力系統(tǒng)的正常工作帶來很大影響，因此互感器的接線工作必須引起人們的重視。在組裝互感器時，其三相繞組的接線方式有很多種，我們需要嚴格按照國家接線標準進行操作。淘汰模擬試驗不合格的產品，保證電網穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]王琳.談V-V型電壓互感器極性反接錯誤接線故障類型及判斷方法[J].低碳世界，2016，（35）：18-19.

[2]薛鵬.電流互感器二次側極性接反引起電流增大故障的研究與分析[J].科技風，2013，（6）：113.

[3]武星磊.電能計量電壓互感器二次側極性反接的誤差分析[J].科技創(chuàng)新導報，2013，（34）：65-66.

[4]王丹.電壓、電流互感器極性反接對小電流接地故障選線的影響探究[J].電子制作，2017，（24）：93-94.

作者簡介：

李國成，男（1983-07），本科，助理工程師，主要從事變電一次設備試驗、安全工器具校驗工作。