1、研制便携式电流互感器极性测试装置摘要：随着东营划入国家黄蓝经济区，东营电网规模急速扩张，用电负荷急剧增加，为满足用电需求，新建变电站接踵而来，陆续投运。在投运之前需对全站电流互感器进行极性测试，电流互感器的极性对于继电保护装置的正确可靠运行非常重要。 关键词：电流互感器极性测试装置研制 中图分类号： TM452 文献标识码： A 1、 电流互感器极性 电流互感器(CT)是电力系统中非常重要的电力元件，它将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计量等使用。电流互感器的极性规定如图 1 所示，通常把 P1 定义为电流互感器的一次极性端，P2 定义为电流互感器的一次非极性
2、端，把 S1 定义为电流互感器的二次极性端，S2 定义为电流互感器的二次非极性端。当一次电流从 P1 流向 P2 时，二次电流从 S2 流进，从 S1 流出。 图 1 电流互感器的极性 继电保护装置对互感器的极性有不同的极性配置要求，如果二次电流回路极性接反，将会使二次侧的相位变化 180 度，从而造成保护装置误动作或拒动作的危害，若拒动将造成越级跳闸，严重时还会危及设备及人身安全。 目前变电站内电流互感器进行极性测试时，通常采用传统的甲种电池配合直流毫安表测试的方法进行。存在以下问题： 这种传统的测试方法操作繁琐，判别不准，工作效率低，存在安全隐患，延误工作时间。正确快速判断电流互感器的极性
3、正确与否是一项十分重要的工作。我们在进行工程验收时，把电流回路的极性作为重点之一来抓，并要做好各种防范措施保证电流互感器极性的正确，从而确保电力系统的安全稳定运行。 可以研制出一种便携式的电流互感器测试装置，体积小、重量轻，便于携带及现场使用；相比传统测试方法，操作更为简单，极易掌握；采用新式极性判别方法，实验数据一目了然，大大提高工作效率。 2、研制步骤 2.1 方案的选择 研制思路和预期效果要本着安全可靠、简单经济、实用性强、易于维护的原则，所以小组提出了两个初步方案。 （1）使用直流毫安表自行设计、制作简易式极性测试装置，如图2： 图 2 a.通过设计图可看出整套装置设备零散，接线复杂，
4、携带安装不便；b.判别依靠指针、精确度低，且测试结果为反偏时受 CT 绕组变比影响大（有效测量变比范围为 100/5800/5，无效测量变比范围为800/53000/5） ； c.整个装置组装起来比较笨重，不宜携带（体积为300mm200mm150mm；重量为 5kG） 。 （2）利用发光二极管替代直流毫安表制作极性测试装置，如图 3： 图 3 a.模块集成度高、体积小（体积为 100mm70mm20mm；重量为0.5kG） ，组合的装置便于携带安装； b.二极管灯光指示，超宽输入电压范围，适应能力强，输出无级限流，实现精确控制（有效测量变比范围为 100/53000/5） ； c.极性判别通
5、过指示灯一目了然，避免了人为因素的错误识别。 ， 小组通过对两个初步方案进行综合分析，总结出了两种方案的优缺点，最终确定采用第二套研制方案。 2.2 极性测试装置回路设计 （1）设计方案：采用采用二极管反向并联与串接旋钮电阻两种理念相结合，能取得最佳效果，既能够通过两个二极管的指示灯，便于测试TA 的正反极性，并且可以调节旋钮电阻，控制参数，满足现场不同 TA 变化的需要，保护二极管。在安全方便的同时便于测试并且有调控保护措施，还可以有效防止二极管的击穿。 （2）设计过程：2012 年 12 月至 2013 年 1 月，小组成员王凯、任尚伟查询电流互感器技术资料及相关的规程、标准，进行了回路设
6、计。极性测试回路采用串接反向并联二极管模块方式，如图 4 中 LED1 与 LED2,电流互感器为正极性，合上 S 开关，感应电流 I2 先从 K1 流向 K2，LED1支路导通，灯亮；当 L1、K2 为同名端位于开关侧，K1、L2 为同名端位于另一侧，合上 S 开关，LED2 支路导通，灯亮；回路中串接旋钮电阻，根据 TA 变比大小进行调节，避免二极管被击穿。 图 4：极性测试回路设计图 （3）设计效果：原理清楚，符合符合电力设计部门技术规定 DL/T 50261993 及电力设备使用安全标准要求，满足安全操作规定。并且设计回路清晰，标识齐全。 2.3 二极管的选取 二极管的选取有两种方法，
7、一种是购置新的二极管来代替原来的毫安表，这种方法虽然运行稳定，指标合格，能够达到测试标准，但是费用较高。第二种方法是采用旧插件（技改替换下的运行稳定、指标合格、报废期限内的旧插件上的二极管）来代替原毫安表，实现测试功能。这种方法不仅可以达到预期效果，更换周期长，而且经济、实用，实现了“三节约” 。所以，2013 年 4 月，由小组成员李强、吴景选取技改替换下的旧插件 2 块，分别进行了试验，选取性能稳定、指标优秀的模块拆卸二极管。并且测试结果满足 SJ/T11399-2009 标准规范，性能测试良好。 a 万用表对二极管进行测试 b 电池对二极管进行测试 2.4 外壳的制作 外壳材质的选用上要
8、充分考虑外壳的便携、稳固、散热等各方面因素，可以选用材质轻便、经济、有一定绝缘性能的塑料来作为。2013 年5 月，小组成员温彩霞、孟甜甜就根据这些情况选用了塑料（(FP 塑料)） 。并根据二极管大小及回路中其他元器件的组合，将机箱制作为长 10宽7高 2背部有散热孔的箱式集合体，轻巧便携、稳定性高，充分满足了现场需要。 2.5 装置组装 2013 年 6 月小组成员吴景、李强按照设计回路图，各部分进行组装 （1）统筹安排各部件装设位置，结构紧凑合理，安装稳固可靠（使用紧固卡条确保内部元件安装牢固） ； （2）回路确保绝缘良好，不会出现短路和接地情况（进行绝缘电阻测试，交、直流回路均100M）
9、 ； （3）二极管、导线等零部件，焊接牢固，接线正确、可靠。 3、装置检定 2013 年 6 月，由小组成员王凯、耿荣胜、孙维强使用便携式电流互感器极性测试装置对对仓库备件中的五个电流互感器各个绕组极性进行测试. 测试快速方便，结果正确,工作效率大大提高。 表 9 电流互感器测试结果 4、效果检查 2013 年 6 月，110kV 兴北智能站变电站验收，8 月港北一智能站验收均使用此便携式电流互感器极性测试装置对 CT 进行测试，正确 100%，快速、便携。自 6 月份至今，便携式电流互感器极性测试装置使用情况良好，未出现任何错误，保障了电流互感器的可靠稳定运行。 此种测试，便携式电流互感器极性测试装置的使用，实现了测试功能，正确率达到 100%，提高了工作效率 50%，完成了预期的目标。 5、总结体会 本次活动，我们运用相关工具，严格按照 PDCA 活动程序，顺利完成了课题，达到了预定目标。通过此次活动，工作人员在质量意识、问题意识、改进意识、个人能力，团队合作精神等各方面有了显著提高。 为进一步实现便携式电流互感器极性测试显示功能，增加控制按键和单片机模块，通过智能测量技术来精确捕捉到二次侧的感应电流之后，由单片机执行逻辑功能，指示出极性并能一直保持。实现同时对多个绕组的测试以节约更多的时间。
