电流互感器极性检查现场测试常用方法

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”。

电流互感器极性检查现场测试常采用直流法［3］和比较相位角法。

1.1 直流法测电流互感器极性
如图1所示，将干电池（视现场情况，可并联几节1.5V干电池）正极接于互感器的一次线圈P1端、负极接于一次线圈P2端，互感器的二次线圈S1接毫安表正
极端、S2接毫安表负极端。

接好线将开关K合上瞬间，毫安表指针正偏（向右），断开开关K瞬间，毫安表指针负偏（向左），说明互感器接在电池正极上的一次
线圈端头P1与接在毫安表正极端的二次线圈端头S1为同极性，即互感器为减极性。

如指针摆动与上述相反则为加极性。

图1 直流法测电流互感器极性试验
1.2 比较相位角法测电流互感器极性
理想的电流互感器中，励磁损耗电流为零，一次电流和二次电流的相量的相位差为零。

但是实际的电流互感器中，由于励磁电流的存在，一次电流和二次电流相量存在相位差。

假定电流互感器本身和其负荷均只有线性的电元件和磁元件，再假定一次电流为正弦波，则所有电流、电压和磁通均为正弦波。

电流互感器的简化等值电路及相量图见图2所示。

Is表示二次电流，它是流过二次绕组阻抗及负荷的电流，从而决定
了所需感应电势Es及磁通Ф的幅值与方向，磁通相量垂直于感应电势相量。

该磁通是由励磁电流Ie产生的。

二次电流Is和励磁电流Ie的相量和为Ip／Kn。

图2中：Ip为一次电流、Is为二次电流、Kn为额定电流比、Ie为二次励磁电流、Rct
为互感器二次绕组电阻、Xct为互感器二次绕组漏电抗、Us为二次负荷电压、Es
为二次感应电动势（稳态）、Ze为励磁阻抗、Zb为二次负荷阻抗、δ为角度误差（相位差）、Ip／Kn为除以额定电流比后的一次电流。

图2 电流互感器等值电路图及相量图
GB1208-2006《电流互感器》［4］中规定：对于测量用电流互感器准确级为0.1、0.2、0.5、1.0；0.2S、0.5S，在二次负荷为额定负荷的25%～100%之间的任一
值时，其额定频率下的相位差不超过表1所列数值。

对于保护用电流互感器准确
级为5P、10P和PR级保护用电流互感器准确级为5PR、10PR，在额定一次电流下的相位差不超过表2所列数值。

表1 测量用电流互感器相位差限值测量用电流互感器（0.1级～1级）相位差限值在下列额定电流（%）准确级下的相位差±（′）±crad 5 20 100 120 5 20 100 120 0.1 15 8 5 5 0.45 0.24 0.15 0.15 0.2 30 15 10 10 0.9 0.45 0.3 0.3 0.5 90
45 30 30 2.7 1.35 0.9 0.9 1.0 180 90 60 60 5.4 2.7 1.8 1.8特殊用途的测量用电流互感器相位差限值在下列额定电流（%）准确级下的相位差±（′）±crad 1 5
20 100 120 1 5 20 100 120 0.2S 30 15 10 10 10 0.9 0.45 0.3 0.3 0.3 0.5S 90 45 30 30 30 2.7 1.35 0.9 0.9 0.9测量用电流互感器（3级和5级）相位差限值准确级在下列额定电流（%）±crad注：对3级和5级的相位差限值不予规定。

下
的相位差±（′）
表2 保护用电流互感器相位差限值保护用电流互感器相位差限值准确级额定一次
电流下的相位差±（′）±crad 5P 60 1.8 10P ——PR级保护用电流互感器相位
差限值准确级额定一次电流下的相位差±（′）±crad 5PR 60 1.8 10PR——注：
1弧度（rad）=100厘弧度（crad）=3438分（′）
2 现场测试实例
现场测试如下：现场使用的标准互感器为减极性穿芯式电流互感器，变比2000／
5A，准确级0.2级；待测电流互感器为500kV六氟化硫罐式断路器内置穿芯式电流互感器，变比2500／5A，准确级为0.2S级。

测试原理图如图3所示。

图3 比较相位角法测量互感器极性
图3中I为利用调压器与升流器获得的一次试验电流，电流表1接标准互感器二次端子，电流表2接待测试互感器二次端子。

按照表1规定：当电流为5%额定一次电流时：0.2级互感器相位差最大为±30分，0.2S级互感器相位差最大为±15分，两者相位差值最大为45分，折算成角度为0.75°。

因为试验电流为同一个电流，因此只要标准互感器与待测互感器二次电流
相位的角度差在±0.75°以内，便可以认为是标准互感器与待测互感器极性相同，
即待测互感器为减极性并且满足准确级要求。

若人为改变任意一个相位表测试钳
I1、I2接线，使I1、I2测试钳接线方式相反，则标准互感器与待测互感器二次电
流相位的角度差在（180±0.75）度以内，便可以认为是标准互感器与待测互感器
极性相反。

3 结论
直流法检查电流互感器极性所需设备简单、试验接线方便、试验结果直观。

比较相位角法检查电流互感器极性相对直流法所需设备多且容量要求大、试验接线较复杂、试验结果需计算比较，但可以在大电流法进行变比检查的同时检查互感器的极性；
满足GB 50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》附后的第
9.0.8的条文说明中规定：“极性检查可以和误差试验一并进行”。

另外在扩建区
域或检修间隔测试电流互感器极性时，直流法可在干电池负端接地，比较相位角法可在待测试互感器P2端接地，以消除静电感应对测试结果的影响同时确保测试人员的安全。

［参考文献］
［1］中华人民共和国建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB／50150-2006.电气装置安装工程电气设备交接试验标准［S］.北京：中国计划出
版社，2006.
［2］中华人民共和国电力工业部.DL／T 596-1996电力设备预防性试验规程［S］.北京：中国电力出版社，1997.
［3］李建明，朱康 .高压电气设备试验方法［M］.北京：中国电力出版社，2001：173～174.
［4］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员
会.GB 1208-2006电流互感器［S］.北京：中国标准出版社，2006.。