V—V型电压互感器极性反接错误接线故障

摘要：近年来我国的电力事业得到了迅猛发展，各类电力技术及相关设备在电网中得到广泛应用。电压互感器在电网中的应用比较常见，在维护电力系统稳定上具有非常重要的作用，电压互感器的主要作用是为电压表、电流表等测量仪器提供相应的电压，保证计量装置能正常工作。若互感器出现反接错误或者其它故障会直接导致计量仪器无法正常工作，从而出现计量失误的情况，同时给电力企业造成巨大的经济损失。下面针对互感器展开讨论，主要介绍其工作原理、反接故障类型以及相关判断方法。

关键词：电压互感器；故障类型；判断方法

引言：

现阶段电能是人们日常生活中不可或缺的能源，电能在社会生活的方方面面都有渗透，人们的衣食住行都离不开电能，因此维护电力系统的稳定是目前我国电力研究者需要考虑的首要问题。电压互感器作为电压表计量电压的重要组成部分，在电网工作中起着非常重要的作用。若电压互感器出现故障会给电网运行造成严重的影响，甚至造成大面积电力系统瘫痪。对于互感器的安装、检查及维修工作是目前电力工作的重点。

一、机构及工作原理相关介绍

（一）对互感器结构的介绍

对互感器的结构了解可参照变压器，其内部组成大致相似。互感器内部存在原绕组和次绕组，它们分别缠绕在铁芯上，且三者间都是绝缘的，其绝缘的方式主要是电气阻隔，使两个绕组之间相隔一定的距离从而达到绝缘的目的。在接线过程中，原绕组是与主线路进行连接，副绕组是接在计量仪器上的。原绕组与副绕组之间的电压差距很大，原绕组参与主线路的供过程，副绕组仅仅只需要给电压表、电流表提供极少的电压就能维持其正常工作。若两项绕组接线时出现差错，将会对电网的正常运行造成巨大损失，且严重威胁工作人员的生命安全。

（二）互感器工作原理相关介绍

V-V型互感器的主要作用是给测量装置提供充足的电压，可以用一台互感器工作，此时线圈是单相的。若将两台仪器连接在一起，线圈则变成双向。在互感器正常工作过程中，三相电压维持在相对平衡的状态，线圈上的感应电动势相互抵消。当仪器出现漏电现象时，平衡状态被打破且中性点偏离原有的位置，三角端子会产生相应的电压以此激活继电器运行，从而达到维持电网正常运转的目的。

三相绕组电压相互对称是互感器工作时最突出的特征，在其工作时可利用相关的测量装置对三相电压进行测量，若电压差距较大应及时进行调整[1]。电压在传输过程中存在大小的变化，用电户多传输电压就大，反之则小。因此互感器在工作过程中电压是处于动态变换状态的，这样才能满足不同测量装置对传输过程的精确记录。

二、互感器接线错误种类相关介绍

互感器工作过程使用的是三相交流电，这里指的三相电压并不是看的见的线圈组成的，而是线圈经过相互感应后形成的电磁场。正常工作时三相电压向量是收尾相接的等边三角形，若接线时将极性接反将会导致向量形状改变，下面对接线错误类型加以详细阐述，其中三相电压分别用一相、二相及三相代替。

（一）一相电压与二相电压接线反向

该种故障通常发生在更换高压套管时，在已经接好的线路上进行更换会同时存在很多线路接头，极易将互感器极性接反，从而造成严重的经济损失。将一相电压与二相电压反接，其等边三角形向量排布会发生巨大变化，三相电压呈现出由中心向外发散的趋势，且向量的原边和副边会相差180°。同时第三相电压原边和副边相差90度，将原本的三角形稳定性彻底改变。当其工作时可能会出现烧毁互感器，从而导致大面积停电的现象。

（二）三相与二相电压接线反向

此类接线故障与上述情况类似，也是改变原有三角形的稳定性，其向量分布情况与上述故障情况大致相同。二相向量的原边和副边相差180°，第三相电压的原副边则相差90°。其产生的原因也是接线过程的疏忽导致的，线路反向将会導致互感器不能辅助电压表对输送电压进行有效测量。此种情况下，电压表指针会大幅度偏摆，严重的会烧毁电压表。

（三）所有相电路接线相互反向

这种故障类型是互感器接线中最为严重的，此时电压向量的等边三角形全部转换为以一个原点为中心向外发散的射线。每个向量的原副边都相互反向，且三个向量的原副边成相间排列状态，其间隔角度都为60°。此时由互感器连接的高压输送线路和相关测量装置都无法正常工作，整个传输系统都处于瘫痪状态。此时应该及时将本区域停电，重新对互感器进行接线，并进行相关模拟操作之后才能让其在电路中运转[2]。模拟操作能够检查接线是否准确，有效保证电力系统的平稳运行。

三、判断接线是否正确的有效方法

（一）建立相关模型

接线是否正确通过直接观察是无法得到准确结论的，因此人们就想到模拟电力系统运行过程的方法，以此来判定电压极性是否正确。建立三相电压的接线模型是非常有必要的，三根线的组合方式有12种，再加上极性反向其组合方式千差万别。多种组合方式只要有一种存在错误就会对互感器的工作产生影响，因此必须先建立相关模型，让电压从其中通过，利用仪器测绘出相应的电压相序排列。若相序排列是等边三角形则说明极性正确，反之需要检查线路重新连接直到通过试验。

（二）对三相电压相序的分析过程介绍

首先是对夹角进行测量，测量对象是前两个电压原元件。正常情况两元件的夹角是不一样的，有四种可能的角度。若测量角度过程中出现大小一样的夹角说明电压互感器极性存在反接错误，需及时检查纠正。其次是确定互感器的V相，当极性出现反接错误时，该相序的原边向量和副边向量是相等的，根据这一法则可以确定V向是哪个电压端子。最后将上述两步结合起来分析，就可判断出互感器正确的相序。电压相序角是模拟中直接测量出来的，电流相序角是通过前者推导出来的，两者相互结合就能最终确定极性反向的错误种类。在实际的检修过程中，工作人员通常是借助相关仪器测量电压表、电流表的瞬时值，从而判断互感器是否正确连接[3]。因此在极性连接错误判断上需要根据实际情况，选择则合适的检验方法。

（三）互感器使用时的注意事项

在使用前要严格按照国家标准对其进行检查，必须经过相应的模拟实验，检验合格才能投入使用。若检测过程中出现极性反接现象需要对其进行改正，再次重新检验直到合格。在组装互感器时要正确安装，原绕组是并联在高压输电线路上的，副绕组与相应的电压、电流等测量仪器并联在一起，继电器等其他装置也是并联在电压线圈上的。组装好之后要再次检查极性连接是否正确。还要选择合适容量的互感器，保证二次侧的符合在互感器容量之内，且容量不宜过大造成不必要的浪费。此外，二次侧在工作过程中要一直处于导通状态，若出现短路故障要及时切断电源，防止其电流过大对电路造成损坏，同时也保障工作者的人身安全[4]。互感器还要有接地线的存在，表面测量仪器漏电威胁人们的生命安全。

四、结束语

本文通过对V-V型电压互感器的工作原理、反接故障类型以及相关判断方法的介绍，使人们对其有了系统的了解和认识。可以看出反接故障给电力系统的正常工作带来很大影响，因此互感器的接线工作必须引起人们的重视。在组装互感器时，其三相绕组的接线方式有很多种，我们需要严格按照国家接线标准进行操作。淘汰模拟试验不合格的产品，保证电网稳定运行。

参考文献：

[1]王琳.谈V-V型电压互感器极性反接错误接线故障类型及判断方法[J].低碳世界，2016，（35）：18-19.

[2]薛鹏.电流互感器二次侧极性接反引起电流增大故障的研究与分析[J].科技风，2013，（6）：113.

[3]武星磊.电能计量电压互感器二次侧极性反接的误差分析[J].科技创新导报，2013，（34）：65-66.

[4]王丹.电压、电流互感器极性反接对小电流接地故障选线的影响探究[J].电子制作，2017，（24）：93-94.

作者简介：

李国成，男（1983-07），本科，助理工程师，主要从事变电一次设备试验、安全工器具校验工作。