探讨在高压开关柜中电力互感器的运用杜星

探讨在高压开关柜中电力互感器的运用杜星

杜星

（国家能源集团神东煤炭集团供电中心陕西省榆林市719000）

摘要：在电力系统中，互感器作为一次主要元件在开关柜中的应用极其广泛，所以互感器的使用及维护显得尤为重要。互感器是一种特殊的变压器，分为电压互感器和电流互感器两类：电流互感器是将一次系统中的大电流，按照比例变化成适合通过仪表或继电器等二次设备，额定电流一般为5A或1A的小电流。电压互感器是将一次系统的高电压，按比例降为额定电压为100V的低电压，供给测量仪表和继电保护。

关键词：高压开关柜；电力；互感器；应用；分析

引言：在电力系统中，互感器作为一次主要元件在开关柜中的应用极其广泛，所以互感器的使用及维护显得尤为重要。电压互感器是将一次系统的高电压，按降为额定电压，供给测量仪表和继电保护。本文对高压开关柜中电力互感器的运用进行分析，主要探讨了高压开关柜电力互感器的作用、检测试验、运行及维护的问题。

1.互感器的作用

在电力系统中，电力互感器作为一次主要元件在开关柜中应用极其广泛。所以互感器的使用及维护显得尤为重要。它是一种特殊的变压器：电压互感器是一个带铁心的变压器，主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压的比，这就可组成不同比的电压互感器。它将高电压按比例转换成低电压，即100V，电压互感器一次侧接一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等，主要是电磁式的（电容式电压互感器应用广泛），另有非电磁式的，如电子式、光电式。

2.互感器的作用

高压互感器（instrumenttransformer）是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或10A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时高压互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。按比例变换电压或电流的设备。

3.互感器误差测量

用1.5V～3V干电池将其正极接于互感器的一次线圈L1，L2接负极，互感器的二次侧K1接毫安表正极，负极接K2，接好线后，将K合上毫安表指针正偏，拉开后毫安表指针负偏，说明互感器接在电池正极上的端头与接在毫安表正端的端头为同极性。K1为同极性即互感器为减极性。如指针摆动与上述相反为加极性。

4.电流互感器交流法

只对比差起到补偿作用，补偿量与二次负荷和电流大小无关。补偿匝数一般只有几匝，匝数补偿应计算电流低端二次阻抗最大时，和电流高端二次阻抗最小时误差。对于高精度的微型电流互感器匝数补偿那怕只补偿1匝，就会补偿过量。这时可以采用半匝或分数匝补偿。但是电流互感器的匝数是以通过铁芯窗口的封闭回路计算的，电流互感器的匝数是一匝一匝计算的，不存在半匝的情况。采用半匝或分数匝补偿必须采用辅助手段如：双绕组、双铁芯等。辅助铁芯补偿对比差、角差都起到补偿作用，但辅助铁芯补偿的方法制作工艺比较复杂。

5.电流互感器的极性和作用

电流互感器在交流回路中使用，在交流回路中电流的方向随时间在改变。电流互感器的极性指的是某一时刻一次侧极性与二次侧某一端极性相同，即同时为正、或同时为负，称此极性为同极性端或同名端，用符号"*"、"-"或"."表示。（也可理解为一次电流与二次电流的方向关系）。按照规定，电流互感器一次线圈首端标为L1，尾端标为L2；二次线圈的首端标为K1，尾端标为K2。在接线中L1和K1称为同极性端，L2和K2也为同极性端。电流互感器同极性端的判别与耦合线圈的极性判别相同。较简单的方法例如用1.5V干电池接一次线圈，用一高内阻、大量程的直流电压表接二次线圈。当开关闭合时，如果发现电压表指针正向偏转，可判定1和2是同极性端，当开关闭合时，如果发现电压表指针反向偏转，可判定1和2不是同极性端。使测量仪表，继电器等二次设备与高压隔离，确保人身安全。能有效的避免电路中短路电流直接通过测量仪表和继电器使其不受大电流冲击而破坏。可进行远距离测量。

6.互感器的检测试验和在运行时的注意事项

6.1绝缘电阻

目的检查绝缘是否老化，互感器是否受潮。试验周期为交接或大修，运行中的互感器间隔为1-2年一次。试验方法为一次线圈用2500V摇表，二次线圈用1000V或2500V摇表摇测，非被测量相绕组应接地。测量还应考虑空气的湿度，套管表面脏污对绝缘电阻的影响，必要时须将套管加以屏蔽，以消除表面泄露的影响。温度变化对对绝缘电阻的影响很大，测量时应记录下准确的温度进行比较。交流耐压：试验周期为交接或大修时，运行中的互感器1～3年一次试验，试验时二次绕组短接接。

6.2电流互感器

在工作时其二次测不得开路，这是因为电流互感器在工作时二次负荷小，因此接近于短路状态，依据磁动势平衡的原理二次绕组侧会感应高电压危及人身和设备的安全。二次侧必须有一端接地，这是为了防止其一二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧危及人身和设备的安全。电流互感器不允许长期过载运行，如长期过载运行会造成铁芯严重发热，致使绝缘老化缩短寿命。电流互感器在连接时也要注意其端子的极性，按规定电流互感器的一次绕组端子标以L1，L2，二次绕组端子标以K1，K2，L1与K1为同名端，L2与K2为同名端，在电流互感器接线时一定要注意端子的极性；否则其二次侧所接仪表，继电器中流过的电流就不是预想的电流，甚至可能引起事故。

6.3电压互感器

电压互感器的原绕组是并联在一次电路中，与电力变压器一样二次侧不能短路，否则会产生很大的短路电流，烧毁电压互感器。二次侧必须有一端接地，这是为了防止其一二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧危及人身和设备的安全。电压互感器在连接时也要注意其端子的极性，按规定单相电压互感器的一次绕组端子标A，X，二次绕组端子标以ax，A与a，X与x分别为同名端。三相电压互感器按照相序，一次绕组端子分别为AX，BY，CZ，二次绕组则对应标以ax，by，cz。这里A与a，B与b，C与c及X与x，Y与y，Z与z分别为同名端。电压互感器在接线极性不能搞错。五、互感器的维护互感器运行前的检查按照电器试验规程进行全面试验并合格；外壳接地良好且无裂纹。

总结：在电力系统中电流互感器的作用是把大电流变成小电流，将连接在继电器及测量仪器仪表的二次回路与一次电流的高压系统隔离，并将一次电流变换到5A或1A两种标准的二次电流值。电流互感器的极性与电流保护密切相关，特别是在农电系统中，电流保护起主导作用，因此必须掌握好极性与保护的关系。

参考文献：

[1]李庆才.局部放电监测在高压开关柜状态检修中的应用[J].中国设备工程，2019（06）：82-83.

[2]杨政.高压开关柜局部放电检测分析与定位方法研究[J].电子世界，2019（06）：52-53.

[3]张岩.高压开关柜温升分析及继电器仪表室自动温度控制[J].电子制作，2019（06）：47-48+87.

[4]孟祥海，王文华，彭飞.超声波测试技术在高压开关柜局部放电检测定位中的应用[J].电气应用，2019，38（03）：108-112.

[5]潘岐泽，杨芳，杨志.12kV高压开关柜受潮凝露机理及防治关键技术探讨[J].电力系统保护与控制，2019，47（05）：160-172.

[6]许震，冯亮.高压手车式馈线负载摇测绝缘方法的改进[J].电世界，2019，60（03）：30.