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得到了迅猛發展，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，在維護電力系統穩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，從而出現計量失誤的情況，同時給電力企業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，因此維護電力系統的穩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?；ジ衅鲀炔看嬖谠@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，線圈上的感應電動勢相互抵消。當儀器出現漏電現象時，平衡狀態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變換狀態的，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生巨大變化，三相電壓呈現出由中心向外發散的趨勢，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，將原本的三角形穩定性徹底改變。當其工作時可能會出現燒毀互感器，從而導致大面積停電的現象。

（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，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，整個傳輸系統都處于癱瘓狀態。此時應該及時將本區域停電，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，有效保證電力系統的平穩運行。

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，當極性出現反接錯誤時，該相序的原邊向量和副邊向量是相等的，根據這一法則可以確定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。若檢測過程中出現極性反接現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在一起，繼電器等其他裝置也是并聯在電壓線圈上的。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，若出現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]?；ジ衅鬟€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的了解和認識?？梢钥闯龇唇庸收辖o電力系統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。