配電網(wǎng)相序及相位試驗

1、配電網(wǎng)相序及相位試驗一、相序和相位及其測量的意義在三相電力系統(tǒng)中，各相的電壓或電流依其先后順序分別達到最大值（如以正半波幅值為準(zhǔn)）的次序，稱為相序；三相電壓（或電流）在同一時間所處的位置，就是相位，通常對稱平衡的三相電壓（或電流）的相位互差120o。在三相電力系統(tǒng)中，規(guī)定以“A、B、C”標(biāo)記區(qū)別三相的相序。當(dāng)它們分別達到最大值的次序為A、B、C時，稱作正相序，如次序是A、C、B，則稱為負(fù)相序。相應(yīng)的向量圖，如圖13-2所示，圖中表示線電壓和相電壓間的向量關(guān)系，其余依此類推。（a）（b）圖13-2正、負(fù)相序向量圖（a）正相序；（b）負(fù)相序在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機、變壓器等的相序和相位是否一致，直接關(guān)

2、系到它們能否并列運行。同時，正、負(fù)相序的電源還直接影響到電動機的轉(zhuǎn)動方向。所以，在三相電力系統(tǒng)中，常常需要測量設(shè)備的相序和相位，以確定其運行方式。二、測量相序的方法測量相序時，對于380V及以下的系統(tǒng)，可采用量程合適的相序表直接測量；對于高壓系統(tǒng)，采用電壓互感器在低壓側(cè)進行測量。常用的相序表有旋轉(zhuǎn)式和指示燈式兩種。旋轉(zhuǎn)式相序表，系采用微型電動機（或其它轉(zhuǎn)動機構(gòu)），并在其軸上裝有指示旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)盤，測量時借其轉(zhuǎn)動方向的不同，即可判斷被測三相的正、負(fù)相序。這種相序表較易掌握，下面著重介紹指示燈式相序表。1、指示燈式相序表的工作原理指示燈式相序表，是按下述原理做成的。（a）（b）圖13-3電源和不平

3、衡星形負(fù)載的連接和電壓向量圖（a）電源和負(fù)載的連接；（b）電壓向量圖C電容器；R指示燈電阻；D切點在三相三線制電壓對稱平衡的系統(tǒng)中，若帶上星形連接的不對稱負(fù)載時，兩中性點之間的電壓、電源相電壓和負(fù)載相電壓之間的關(guān)系，由式（13-5）確定，其接線和向量圖如圖13-3所示，從圖13-3（a）得出下列關(guān)系式，即 （13-5）負(fù)載電流由式（13-6）確定，即 （13-6）由基爾霍夫第一定律得 （13-7）即 或 解得 （13-8）上四式中、和電源A、B和C三相的相電壓（V）； 、和a、b和c三相負(fù)載承受的電壓（V）；、和三相不平衡負(fù)載的阻抗（）；、和三相不平衡負(fù)載的導(dǎo)納（S）；電源中性點和負(fù)載中性點之

4、間的電壓（V）。將值代入式（13-5）解得即 同理解得 （13-9）為了具體地解析指示燈式相序表的工作原理，下面以正相序電壓為例，并設(shè)a相電容的容抗值（復(fù)阻抗），即并選b、c兩相指示燈的電阻值R與a相的容抗值相等（即Zb=Zc=Z或Yb=Yc=），進行計算分析。如以A相作基準(zhǔn)向量，即設(shè)=則 同理 將Ya、Yb、Yc和、各值分別代入式（13-8）和式（13-9）解得因為 所以 同理 由計算結(jié)果作出的電源相電壓、不對稱負(fù)載的相電壓和電源與負(fù)載二中性點間的電壓向量關(guān)系，如圖13-3（b）所示。從計算結(jié)果和向量圖中均明顯看出，當(dāng)三相電壓為正相序時，b相指示燈比c相指示燈承受的電壓高，故b相的指示燈比c

5、相亮。當(dāng)三相電壓為負(fù)相序時，根據(jù)類似的計算和作圖，會得出這時c相的指示燈比b相的亮，這就是電容式指示燈相序表的工作原理。2、指示燈相序表的故障分析當(dāng)a相負(fù)載開路，即阻抗Za等于無窮大，而b、c相負(fù)載相等時，則由此可見負(fù)載中性點從O點移至D點，此時，b、c兩相指示燈串聯(lián)，并接在線電壓上，所以兩相指示燈承受的電壓相等，分別等于和，這時指示燈的亮度相同。當(dāng)a相負(fù)載短路，即阻抗Za趨近于零，而b、c相負(fù)載相等，則Ya為無窮大，此時為表明負(fù)載中性點從O點移至a點。此時，b、c兩相指示燈將承受電源的線電壓和，亮度亦相同。所以隨電容C的改變，負(fù)載中性點O，在以aD為直徑所作圓的弧上移動。3、電感式指示燈相序

6、表若將a相負(fù)載換成電感線圈L，b、c相仍為指示燈，并取電抗值XL=R值時，按照上述類似的計算和作圖可知，當(dāng)三相電壓為正相序時，則c相的指示燈比b相亮。若三相電壓為負(fù)相序時，其亮度相反，并隨著電感L值的變化，負(fù)載中性點O將沿弧移動（圖13-3，b ）。（a）（b）圖13-4指示燈相序表的原理接線（a）電容式；（b）電感式由電容和電感組成指示燈相序表的原理接線，如圖13-4所示。當(dāng)被測三相電壓的相序為負(fù)相序時，則指示燈的亮和暗與圖中的標(biāo)示相反。三、測量相位的方法測量相位，是在有電磁連接的同一系統(tǒng)并列或環(huán)接、主變壓器并列、以及新線路投入時不可缺少的試驗項目之一。測量相位的目的在于判斷相位和相序，防止

7、由于彼此不一致，在并列時造成短路或出現(xiàn)巨大的環(huán)流而損壞設(shè)備，其測量方法如下。1、利用三相電壓互感器低壓側(cè)測量相位（1）確定高壓側(cè)的相位圖13-5在三相電壓互感器低壓側(cè)測定高壓側(cè)相位的試驗接線TV1、TV2三相電壓互感器；V電壓表需要確定雙母線或分段母線的相位時，可利用系統(tǒng)中裝設(shè)的三相電壓互感器，如圖13-5所示，在其低壓側(cè)利用電壓表，依次測量、和等九個數(shù)值，電壓接近或等于零值，為同名端；電壓為線電壓者，為異名端。據(jù)此，則可判定對應(yīng)端高壓側(cè)的相位。測量時，兩個電壓互感器的變比、組別應(yīng)相同。高壓側(cè)的電壓要基本一致，互差應(yīng)不大于10%。（2）確定低壓側(cè)的相位在同一高壓電源上，需要確定三相電壓互感器低

8、壓側(cè)的相位時，其試驗接線如圖13-6所示。測量時，按圖13-6測量電壓互感器低壓側(cè)任意兩線端的電壓，電壓指示接近或為零者為同名端；約為線電壓者，則為異名端。2、利用單相電壓互感器確定高壓側(cè)的相位（1）在有直接電聯(lián)系的系統(tǒng)定相圖13-6確定三相電壓互感器低壓側(cè)相位的試驗接線TV1、TV2三相電壓互感器；V電壓表圖13-7用單相電壓互感器測定高壓側(cè)的相位1單相電壓互感器；2電壓表在有直接電聯(lián)系的系統(tǒng)（如環(huán)接）中，可外接單相電壓互感器，直接在高壓側(cè)測定相位。此時在電壓互感器的低壓側(cè)接入0.5級的交流電壓表，其接線如圖13-7所示。在高壓側(cè)依次測量Aa、Ab、Ac、Ba、Bb、Bc、Ca、Cb和Cc間

9、的電壓，根據(jù)測量結(jié)果，電壓接近或等于零者，為同相；為線電壓者為異相。測量時，必須注意以下事項：用絕緣棒將電壓互感器的高壓端，引接至被測的高壓線端頭，此時應(yīng)特別注意人身和設(shè)備的安全；所采用的電壓互感器，事前應(yīng)經(jīng)與被測設(shè)備同等絕緣水平的耐壓試驗；電壓互感器的外殼和二次側(cè)的一端連接并接地；絕緣棒應(yīng)符合安全工具的使用規(guī)定，引線間及對地間應(yīng)具有足夠的安全距離；操作和讀表人員應(yīng)站在絕緣墊上，所處的位置應(yīng)有足夠的安全距離，并在負(fù)責(zé)人的指揮和監(jiān)護下工作。（2）在沒有直接電聯(lián)系的系統(tǒng)定相 在沒有直接電聯(lián)系（如兩臺需并列運行的變壓器，或變電站需并入系統(tǒng)等）的系統(tǒng)中，用外接單相電壓互感器在高壓側(cè)測定相位時，為了避免

10、測量中由于被測設(shè)備對地電容的容抗，與電壓互感器的電抗匹配，發(fā)生串聯(lián)諧振造成事故。測量前應(yīng)將某一對應(yīng)端頭（如A和a，A為運行系統(tǒng)的A相，a為待定設(shè)備的a相）連接起來，如圖13-7中虛線所示（此時要特別注意，驗明兩系統(tǒng)確實無電聯(lián)系，方可連接）。然后將兩系統(tǒng)送電，在進行測量，依次讀取Bb、Bc、Cb和Cc四個電壓數(shù)值。判斷相位的方法同上。為了避免對應(yīng)端接錯出現(xiàn)高電壓損壞測量電壓的互感器，最好用比被測電壓高一級的電壓互感器或用兩個與被測電壓同級的電壓互感器串聯(lián)測量。安全注意事項同（1）。（3）用電阻定相桿測定相位用電阻定相桿測定相位時，將定相的兩桿分別接向兩側(cè)，當(dāng)電壓表（V）的指示接近或為零時，則對應(yīng)

11、的兩側(cè)屬于同相；若電壓表（V）的指示接近或大于線電壓時，則對應(yīng)的兩側(cè)屬于異相。圖13-8定相桿的原理接線圖13-9測定線路相別的接線DC電池；L指示燈；M歐姆表；K開關(guān)定相桿的制作，在原理上和測量電位分布的電阻桿相同，其原理接線如圖13-8所示。高電阻R約按每伏10k選用；每個電阻的容量約為1瓦；分配的電壓不應(yīng)超過3kV；橋式整流元件可用鍺二極管（2AP）；濾波電容C在0.15微法范圍選用；平衡電阻R1和R2為0.11M，二者的數(shù)值相等；電壓表可選用50100微安量限的表頭。測量時，應(yīng)按高壓帶電測量考慮有關(guān)的技術(shù)安全措施，如操作桿的絕緣、安全距離等，以保證人身和測量設(shè)備的安全。對于電纜或架空輸電線路，敷設(shè)后需要核對兩端頭是否同相，一般可用電池和指示燈