電流互感器(TA)是電力系統(tǒng)重要的一次電氣設(shè)備,它承擔著隔離高、低壓系統(tǒng)及將一次大電流轉(zhuǎn)換成二次小電流的職能。其接線的正確與否,對系統(tǒng)的保護、測(計)量、監(jiān)察等設(shè)備的正常工作有極其重要的意義。
在生產(chǎn)實踐中,由于TA極性及接線不正確,造成保護裝置拒動誤動、測量裝置錯誤工作的情況時有發(fā)生,所以TA在交接及大修前后應(yīng)進行極性試驗,以防在接線時將極性弄錯。利用極性試驗法檢驗TA接線的正確性,已經(jīng)是繼電保護工作人員必不可少的工作程序。
測試TA極性的方法很多,在日常工作中直流法應(yīng)該是被采用最多的試驗方法。
圖1 直流法測TA極性接線示意
直流法接線如圖1所示,使用干電池和高靈敏度的磁電式儀表(現(xiàn)場使用指針式萬用表)進行測定。檢測極性時,一般由兩人配合進行,一人將打到直流毫安檔(注意量程)的指針式萬用表的正負極分別接在TA二次線圈的K1、K2端上,另一人用導(dǎo)線將電池的正極接在TA一次線圈的L1端上,負極則可直接敲擊一次線圈的L2端,伴隨敲擊口中大喊“搭”“放”。
當“搭”(開關(guān)S瞬間閉合)時,萬用表指針偏向右轉(zhuǎn)(正方向),而“放”(開關(guān)S瞬間斷開)時,萬用表指針偏向左轉(zhuǎn)(反方向),則表明所接互感器一、二次側(cè)端子L1和K1為同極性。反之,為異極性。
從上可以看到,指針式萬用表在直流法測試TA極性中扮演著重要角色,那么它是否就是無可替代呢?答案是否定的。在一次實際操作中,我們就用發(fā)光二極管替代了指針式萬用表,并取得了成功。那么它是怎么來實現(xiàn)的?下面就讓我們來稍加分析。
發(fā)光二極管是半導(dǎo)體二極管的一種,可以把電能轉(zhuǎn)化成光能,常簡寫為LED。它與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成,也具有單向?qū)щ娦浴.斔幱谡蚬ぷ鳡顟B(tài)時(即兩端加上正向電壓),電流從LED正極流向負極時,LED就發(fā)出光線,反之不發(fā)光。能使LED正常發(fā)光的電流即為它的工作電流IF, 一般當IF=1mA時起輝.隨著IF的增加亮度不斷增大。
要搞清直流法測試TA極性的原理,首先要了解清楚TA的工作原理。
在電氣測量和繼電保護回路中,TA原理接線如圖2 所示,其中 I1為一次電流;W1為一次繞組匝數(shù);I2 為二次電流;W2 為二次繞組匝數(shù); KA—電流繼電器;A—電流表;W—有功功率表。由楞次定律可知,當系統(tǒng)一次電流I1從一次繞組極性端子 L1 流入時,在二次繞組中感應(yīng)出的電流I2應(yīng)從極性端子K1流出,且I2=I1*W1/W2 (式1)。
圖2 TA原理接線圖
直流法測試TA極性正是在一次繞組模擬了一個電流I1,由于使用的是干電池,不能在TA鐵芯中產(chǎn)生交變主磁通,所以只能通過“搭”“放”電池的方式人為在鐵芯中產(chǎn)生一個磁通量的變化,從而在二次繞組中感應(yīng)出電流I2。同樣由楞次定律可知,干電池“搭”和“放”分別產(chǎn)生的I2正好方向相反,其大小由式1可知肯定大于1mA。
至此,為何發(fā)光二極管能替代指針式萬用表測試TA極性也就不言而喻了。
圖3 發(fā)光二極管替代指針式萬用表后的直流法接線示意圖
實際操作時和上面提到的方法一致,如果在“搭”電池時,LED1亮,“放” 電池時,LED2亮,則表明所接互感器一、二次側(cè)端子為同極性;如果在此過程中,先亮LED2再亮LED1,則表明是異極性。
那么是不是所有的直流法測試TA極性都能用發(fā)光二極管來替代指針式萬用表呢?答案也是肯定的。
在現(xiàn)場試驗時,只要充分考慮了發(fā)光二極管的正常工作參數(shù)及極限參數(shù),即(1)最大正向直流電流IFm:允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。(2)最大反向電壓VRm:所允許加的最大反向電壓。超過此值,發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。然后再根據(jù)TA變比的不同,選擇不同的直流電源或不同參數(shù)的發(fā)光二極管,應(yīng)該都能圓滿的完成測試工作。