電能計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線(xiàn)檢查作業(yè)指導(dǎo)書(shū)[共30頁(yè)]
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1、 三相三線(xiàn)有功電能表錯(cuò)誤接線(xiàn)檢查作業(yè)指導(dǎo)書(shū) 一、任務(wù)要求: 1、遵守安全工作規(guī)程,正確使用儀表; 2、畫(huà)出向量圖,描述故障錯(cuò)誤; 3、列出各元件功率表達(dá)式及總的功率表達(dá)式; 4、求出更正系數(shù) 二、適用范圍: 電壓互感器采用兩臺(tái)單相互感器按V/v0方式連接,電流互感器采用分開(kāi)四線(xiàn)制連接方式。所接負(fù)載為一塊三相三線(xiàn)有功電能表和一塊三相三線(xiàn)(60°)無(wú)功電能表、電壓回路阻抗對(duì)稱(chēng)的感性負(fù)載(容性負(fù)載的分析方法可類(lèi)推)功率因數(shù)COSΦ>0.5(Φ<60°)。 三、配備工具: 一塊數(shù)字式相位伏安表(僅提供一組電壓測(cè)
2、試線(xiàn)和一個(gè)電流鉗)。 四、相關(guān)知識(shí): (一)三相三線(xiàn)有功電能表正確接線(xiàn)的相量圖 (二)正確功率表達(dá)式: (三)電壓互感器一次斷線(xiàn)、二次斷線(xiàn)、二次極性反接情況的電路分析。 1、電壓互感器V型接線(xiàn)一、二次斷線(xiàn)時(shí)二次側(cè)線(xiàn)電壓數(shù)值表: 下表列出了當(dāng)一次斷和二次斷電壓時(shí),二次側(cè)各相與相間電壓的數(shù)值。 序號(hào) 故障斷線(xiàn)情況 故障斷線(xiàn)接線(xiàn)圖 (實(shí)線(xiàn)為有功電能表, 虛線(xiàn)為無(wú)功電能表) 電壓互感器一、二次斷線(xiàn)時(shí)二次側(cè)電壓(V) 二次側(cè)不接 電能表(空載) 二次側(cè)接一只 有功電能表 二次側(cè)接一只有功電能表和
3、一只無(wú)功電能表 Uuv Uwv Uwu Uuv Uwv Uwu Uuv Uwv Uwu 1 一次側(cè)U相斷相 0 100 100 0 100 100 50 100 50 2 一次側(cè)V相斷相 50 50 100 50 50 100 50 50 100 3 一次側(cè)W相斷相 100 0 100 100 0 100 100 33 67 4 二次側(cè)u相斷相 0 100 0 0 100 100 50 100 50 5 二次側(cè) v相斷相 0 0 1
4、00 50 50 100 67 33 100 6 二次側(cè)w相斷相 100 0 0 100 0 100 100 33 67 注 有功和無(wú)功電能表的線(xiàn)圈阻抗按相同計(jì)算,電壓互感器勵(lì)磁阻抗也認(rèn)為相等。 2、V.v接法電壓互感器極性接反時(shí)的相量圖及線(xiàn)電壓 序號(hào) 極性接反相別 接線(xiàn)圖 向量圖 二次線(xiàn)電壓(V) 1 U相極性接反 Uuv=100 Uvw=100 Uwu=173 2 W相極性接反 Uuv=100 Uvw=100 Uwu=173 3 U、W相極性都接反 Uuv=
5、100 Uvw=100 Uwu=100 (四)電流互感器短路、斷路、反極性的分析。 電流互感器短路、斷路的情況,我們可以通過(guò)比對(duì)測(cè)量判斷出是短路還是斷路,并確定是哪一相然后恢復(fù)。判斷方法是用鉗形表分別測(cè)量電能表表尾電流和電流互感器二次端鈕出線(xiàn)的電流(此處相序我們認(rèn)為一定是正確的),若兩者均為0,則說(shuō)明該相電流互感器斷路;若電流互感器二次端鈕出線(xiàn)的電流正常,而電能表表尾電流幾乎為0,則說(shuō)明該相電流互感器短路。由于電流互感器采用的是V/v0分開(kāi)四線(xiàn)制連接方式,所以不應(yīng)有V相Iv電流出現(xiàn)。根據(jù)電工知識(shí)有,即。極性正確時(shí)有,若有一相極性接反則有。如下圖: (五)電流相別的判斷
6、可根據(jù)所畫(huà)兩元件中電流I1、I2進(jìn)行分析,依據(jù)負(fù)載的性質(zhì)和功率因素(感性、cosφ>0.5)按照電流就近于相應(yīng)相電壓的原則(若有電流反極性,則靠近相電壓的反向延長(zhǎng)線(xiàn))確定電流的相別。 五、測(cè)試步驟和方法: (一)、按下表測(cè)試各數(shù)據(jù) 電流(A) 電壓(V) 角度(0) I1 U12 U10 I2 U32 U20 I合 U31 U30 (對(duì)初學(xué)者而言,建議測(cè)量表中所有的量,以便分析并熟悉各種向量角度關(guān)系;對(duì)熟練者而
7、言,則可根據(jù)邊測(cè)量邊判斷有選擇的所需的量以便提高效率) 其中: I1為第一元件電流回路的電流進(jìn)線(xiàn)(或出線(xiàn))有效值; I2為第二元件電流回路的電流進(jìn)線(xiàn)(或出線(xiàn))有效值; I合為第一元件電流回路的電流進(jìn)線(xiàn)和第二元件電流回路的電流進(jìn)線(xiàn)合并測(cè)量的(或它們的出線(xiàn))有效值; 電能表電壓端鈕從左到右依次記為1、2、3號(hào)端鈕,則: U12表示第1號(hào)端鈕與第2號(hào)端鈕間的電壓有效值(即第一元件電壓回路的電壓有效值); U32表示第3號(hào)端鈕與第2號(hào)端鈕間的電壓有效值(即第二元件電壓回路的電壓有效值); U31表示第3號(hào)端鈕與第1號(hào)端鈕間的電壓有效值; U10表示第1號(hào)端鈕對(duì)地電壓的有效值; U2
8、0表示第2號(hào)端鈕對(duì)地電壓的有效值; U30表示第3號(hào)端鈕對(duì)地電壓的有效值; 表示第一元件電壓向量U12超前第一元件電流向量I1的角度; 表示第一元件電壓向量U12超前第二元件電流向量I2的角度; 表示第二元件電壓向量U32超前第一元件電流向量I1的角度; 表示第二元件電壓向量U32超前第二元件電流向量I2的角度; 表示電壓向量U31超前第一元件電流向量I1的角度; 表示電壓向量U31超前第二元件電流向量I2的角度; 在通過(guò)分析U10、U20、U30判斷出v相電壓后,再重新從左到右依次定義剩余的電壓端鈕為x、y,測(cè)量下列數(shù)據(jù): 表示電壓向量Uxv超前第一元件電流向量I1的角度;
9、 表示電壓向量Uyv超前第一元件電流向量I1的角度; 表示電壓向量Uxv超前第二元件電流向量I2的角度; 表示電壓向量Uyv超前第二元件電流向量I2的角度; (二)、分析、判斷: 第一步:分析電流 1、 若I1=I2= I合≠0,則說(shuō)明電流互感器極性正確或兩個(gè)互感器極性均反、無(wú)短路、斷路現(xiàn)象,接下來(lái)進(jìn)行第二步分析; 2、 若I1=I2≠0、I合為I1或I2的倍,則說(shuō)明電流互感器有一相極性接反,接下來(lái)進(jìn)行第二步分析; 3、 若I1、I2中有為0值的則說(shuō)明該相斷路; 4、 若I1、I2中有為很小值(幾乎為0但≠0)的則說(shuō)明該相短路; 第二步:分析電壓(這里只考慮電壓故障中僅有一
10、相斷線(xiàn),且僅有v相接地的可能) 1)、分析U10、U20、U30確定v相 1、若U10、U20、U30中有且僅有一相為0V則可確定該為0V相對(duì)應(yīng)的端鈕為v相且v相未斷線(xiàn)并接地良好,接下來(lái)進(jìn)行第二步的2)條分析; 2、若U10、U20、U30全不為0V且其中三個(gè)值與線(xiàn)電壓相近似,一個(gè)值與其它兩個(gè)值相差較大則可確定電壓最小的所對(duì)應(yīng)的端鈕為v相,且v相斷線(xiàn)可能性大,接下來(lái)進(jìn)行第二步的2)條分析; 3、若U10、U20、U30全不為0且三個(gè)電壓值與相電壓相近似則可確定其中有一相電壓值最小的相所對(duì)應(yīng)的端鈕為v相且v相未接地,接下來(lái)進(jìn)行第二步的2)條分析; 2)、分析U12、U32、U31判斷有
11、無(wú)斷相和反極性 1、若U12、U32、U31均為線(xiàn)電壓100V,則電壓互感器無(wú)斷線(xiàn)、無(wú)極性反(或兩個(gè)極性均反); 2、若U12、U32、U31有一個(gè)為線(xiàn)電壓100V,另兩個(gè)之和為100V,則必有一相斷線(xiàn),其中電壓為100V的電壓向量所缺的端鈕號(hào)為斷線(xiàn)相(例如測(cè)得其中U31=100V,則U31中缺少的2號(hào)端鈕即為斷線(xiàn)相)或兩個(gè)電壓之和為100V的電壓向量所共有的端鈕號(hào)為斷線(xiàn)相(例如:U12=33.3V,U32=66.7V,U12+U32=100V, U12、U32共有2號(hào)端鈕,則2號(hào)端鈕為斷線(xiàn)相); 3、若U12、U32、U31有一個(gè)為173V,另兩個(gè)為100V,則無(wú)斷線(xiàn),但有一相TV反極
12、性; 4、若U12、U32、U31有一個(gè)為173V,另兩個(gè)之和為173V,則有一相TV反極性,且有一相斷線(xiàn),,其中電壓為173V的電壓向量所缺的端鈕號(hào)為斷線(xiàn)相(假設(shè)U31=173V,則U31中缺少的2號(hào)端鈕既為斷線(xiàn)相)或兩個(gè)電壓之和為173V的電壓向量所共有的端鈕號(hào)為斷線(xiàn)相(例如:U12=115.3V,U32=57.7V,U12+U32=173V, U12、U32共有2號(hào)端鈕,則2號(hào)端鈕為斷線(xiàn)相); 第三步:通過(guò)相位夾角確定相序 根據(jù)第一步和第二步的分析情況,結(jié)合相位夾角確定相序和相別 1)、當(dāng)電流無(wú)短路、斷路時(shí) 1、電壓無(wú)斷路、反極性,只是相序錯(cuò)誤 ①、根據(jù)測(cè)試結(jié)果確定電壓相序,
13、比較、(或、),若超前60°則x為w相y為u相,若超前 60°則y為w相x為u相,如圖作出向量圖并根據(jù)第二步確定的v相標(biāo)注上u、v、w相對(duì)應(yīng)的端鈕標(biāo)號(hào),然后作出U12、U32向量。 ②、根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)畫(huà)出I1、I2的向量;根據(jù)記錄的φ1=在向量圖上以U12為基準(zhǔn),順時(shí)針旋轉(zhuǎn)φ1角由此得到第一元件通入的電流I1;同理根據(jù)φ2=得到第二元件所通入的電流I2。(也可以以U32為基準(zhǔn)根據(jù)、來(lái)確定I1、I2,并用其他角度來(lái)驗(yàn)證); ③根據(jù)所畫(huà)兩元件中電流I1、I2進(jìn)行分析,依據(jù)負(fù)載的性質(zhì)和功率因素(感性、cosφ>0.5)按照電流就近于相應(yīng)相電壓的原則(若有電流反極性,則靠近相電壓
14、的反向延長(zhǎng)線(xiàn))確定電流的相別。 2、電壓斷線(xiàn)(根據(jù)第一步1)、2)分析確定出v相和斷線(xiàn)相): ①根據(jù)測(cè)出的相對(duì)地電壓U10、U20、U30判斷出v相,另外根據(jù)所測(cè)線(xiàn)電壓U12、U32、U31值來(lái)判斷斷線(xiàn)相,全電壓(或稱(chēng)滿(mǎn)電壓即100V)下標(biāo)中不含有者為斷線(xiàn)相; ②作出兩個(gè)向量圖,以定好的v相對(duì)應(yīng)端鈕為基準(zhǔn),分別按正序(順時(shí)針)和反序(逆時(shí)針)標(biāo)出端鈕編號(hào),按方法一找出全壓相與電流I1、I2的夾角,以全壓相為基準(zhǔn)分別在正序圖和反序圖中畫(huà)出I1、I2,依據(jù)電流就近相應(yīng)相電壓原則,比較兩個(gè)向量圖,觀察I1、I2在哪個(gè)向量圖上的位置分布更加合理(以不出現(xiàn)v相電流為合理),從而確定實(shí)際電流的相別
15、。 ③由于有一相斷線(xiàn),則從電壓數(shù)據(jù)中不能確定TV是否還存在反極性,在不允許不恢復(fù)的情況下應(yīng)分TV無(wú)極性反和有極性反兩種情況分別分析,所以答案將有兩種。 ④若允許恢復(fù),應(yīng)在判斷出斷線(xiàn)相后恢復(fù)斷線(xiàn)相并重新測(cè)量數(shù)據(jù),然后按無(wú)斷線(xiàn)方式分析判斷。但在寫(xiě)功率表達(dá)式和求更正系數(shù)時(shí)仍應(yīng)按斷線(xiàn)時(shí)求取。 ⑤由于有一相斷線(xiàn),根據(jù)電工學(xué)原理可知非全壓相所測(cè)的數(shù)據(jù)其實(shí)質(zhì)是全壓相在兩塊表的電壓回路上的分壓值,它們與全壓相是方向相同、大小不等的向量。應(yīng)注意它們與正確接線(xiàn)時(shí)的向量的本質(zhì)區(qū)別。 ⑥判斷斷相后,分析第一元件、第二元件電壓。 電壓互感器斷線(xiàn)分一次斷線(xiàn)和二次斷線(xiàn)兩種情況,可以通過(guò)測(cè)量電壓互感器二次出線(xiàn)端鈕間
16、的電壓Uuv和Uvw來(lái)判斷。當(dāng)Uuv=Uvw=100V 時(shí)則說(shuō)明一次沒(méi)有斷線(xiàn)而是二次斷線(xiàn);當(dāng)Uuv、Uvw中有一相不為100V時(shí)則說(shuō)明一次相應(yīng)相斷線(xiàn)。 當(dāng)三相三線(xiàn)高壓有功表和無(wú)功表機(jī)械表接于同一電路時(shí),某一相電壓斷相,該電壓并不為0,而是由有功表和無(wú)功表內(nèi)部電感線(xiàn)圈的分壓來(lái)決定。 Ⅰ)、一次斷線(xiàn): 當(dāng)一次斷U相時(shí),第一元件電壓為U12=1/2U32(在這里我們認(rèn)為理論上各個(gè)電感線(xiàn)圈的阻抗是相等的,兩個(gè)單相電壓互感器勵(lì)磁阻抗相等),第二元件電壓還為U32;當(dāng)一次斷V相時(shí),第一元件電壓U12=1/2U13,第二元件電壓為U32=1/2U31;當(dāng)一次斷W相時(shí),第一元件的電壓還是U12,第二元件
17、的電壓U32=1/3U12。 Ⅱ)、二次斷線(xiàn)時(shí): 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)表尾斷相時(shí),第一元件電壓為U12=1/2U32(在這里我們認(rèn)為理論上各個(gè)電感線(xiàn)圈的阻抗是相等的),第二元件電壓還為U32;當(dāng)?shù)诙€(gè)表尾斷相時(shí),第一元件電壓U12=2/3U13,第二元件電壓為U32=1/3U31;當(dāng)?shù)谌齻€(gè)表尾斷相時(shí),第一元件的電壓還是U12,第二元件的電壓U32=1/3U12(具體分析見(jiàn)下面的有功表和無(wú)功表接于同一電路時(shí)的斷相分析)。 3、電壓極性反(無(wú)斷線(xiàn)) ①根據(jù)第一步、第二步的分析判斷確定v相和反極性,然后以已確定的v相對(duì)應(yīng)端鈕為基準(zhǔn)分別作出兩個(gè)向量圖,假定Uxv為Uuv和Uxv為Uwv兩種情況,且該相極
18、性正確,按1中的方法作出向量圖,依據(jù)電流就近相應(yīng)相電壓的原則判別電流布局是否合理來(lái)確定x是u相還是w相,以確定好相別并在正確的圖中標(biāo)注端鈕編號(hào); ②由于僅有兩臺(tái)電壓互感器,但以某一相為基準(zhǔn)確定為正極性時(shí),另一相則為反極性;同理,以另一相為基準(zhǔn)定為正極性時(shí),則相對(duì)應(yīng)的則為反極性。故根據(jù)所選參考基準(zhǔn)不同,可以分別作出兩種不同組合方式,但其更正系數(shù)是相同的。兩種形式均正確。 ③由于有極性反接,分析第一元件電壓U12、第二元件電壓U32時(shí),應(yīng)根據(jù)向量圖實(shí)際作出的向量來(lái)寫(xiě)功率表達(dá)式。 2)、當(dāng)電流有短路、斷路時(shí), 我們應(yīng)該通過(guò)比對(duì)測(cè)量判斷出是短路還是斷路,并確定是哪一相然后恢復(fù)。判斷方法是用鉗形
19、表分別測(cè)量電能表表尾電流和電流互感器二次端鈕出線(xiàn)的電流,若兩者均為0,則說(shuō)明該相電流互感器斷路;若電流互感器二次端鈕出線(xiàn)的電流正常,而電能表表尾電流幾乎為0,則說(shuō)明該相電流互感器短路?;謴?fù)后再按上述無(wú)短路、斷路方法測(cè)量判斷。由于電流互感器采用的是V/v0分開(kāi)四線(xiàn)制連接方式,所以不應(yīng)有V相Iv電流出現(xiàn)。根據(jù)電工知識(shí)有,即。極性正確時(shí)有Iu=Iw=Iv,若有一相極性接反則有Iu+Iw=Iv。如出現(xiàn)相電流極性反,測(cè)量相應(yīng)元件進(jìn)出電流線(xiàn)的對(duì)地電壓來(lái)判斷哪種極性反。 ①TA極性反與表尾反的區(qū)別:即TA極性反是指從TA二次出線(xiàn)端K1、K2與聯(lián)合接線(xiàn)盒之間的電流線(xiàn)接反;表尾反是指從TA二次出線(xiàn)K1、K2未
20、接反,只是從聯(lián)合接線(xiàn)盒到有功電能表的電流進(jìn)出線(xiàn)接反; ②相電流進(jìn)線(xiàn)對(duì)地電壓>相電流出線(xiàn)對(duì)地電壓,則為T(mén)A極性反; ③相電流進(jìn)線(xiàn)對(duì)地電壓<相電流出線(xiàn)對(duì)地電壓,則為電流表尾反。 第四步:正確描述故障結(jié)果 ①電壓相序: ②電壓互感器一次(二次)斷相: ③電壓互感器極性反: ④電流相序: ⑤電流短路: ⑥電流斷相: ⑦電流互感器反極性: ⑧電流表尾反: 第五步:寫(xiě)出各元件功率表達(dá)式及總的功率表達(dá)式: 第六步:求出更正系數(shù) 下面列舉幾個(gè)實(shí)例加以說(shuō)明: 實(shí)例一:(僅相序錯(cuò)誤) 電流(A) 電壓(V) 角度(0) I1 1.48
21、 U12 98.7 U10 0.0 290 50 110 I2 1.47 U32 97.0 U20 98.9 350 110 50 I合 2.56 U31 99.3 U30 99.1 350 110 50 170 分析: 第一步:分析電流 由于I1=I2≠0、I合為I1或I2的倍,則說(shuō)明電流互感器有一相極性接反。 第二步:分析電壓 1)、由于U10、U20、U30中有且僅有U10相為0則可確定“1”號(hào)端鈕為v相且v相未斷線(xiàn)并接地良好。剩下的端鈕“2”
22、、“3”號(hào)分別記為“x”、“y”。 2)、U12、U32、U31均近似為線(xiàn)電壓100V,則電壓互感器無(wú)斷線(xiàn)、無(wú)極性反(或兩個(gè)極性均反)。 第三步:通過(guò)相位夾角確定相序 ①、比較UxvI1、UyvI1,UyvI1滯后UxvI1 60°則y即 “3”為u相,x即“2”為w相,如圖作出向量圖并標(biāo)注上u、v、w相對(duì)應(yīng)的端鈕標(biāo)號(hào),然后作出U12、U32向量。 ②、根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)畫(huà)出I1、I2的向量;根據(jù)記錄的φ1=U12I1 =290°在向量圖上以U12為基準(zhǔn),順時(shí)針旋轉(zhuǎn)φ1角由此得到第一元件通入的電流I1;同理根據(jù)φ2=
23、U12I2=350°得到第二元件所通入的電流I2。 ③根據(jù)所畫(huà)兩元件中電流I1、I2進(jìn)行分析,依據(jù)負(fù)載的性質(zhì)和功率因素(感性、cosφ>0.5)由于電流I1就近于Uu相電壓、電流I2反向延長(zhǎng)線(xiàn)就近于Uw相電壓,電流分布合理,故可判斷確定電流的相別I1=Iu、I2=-Iw。(也可以以U32為基準(zhǔn)根據(jù)U32I1、U32I2來(lái)確定I1、I2,并用其他角度來(lái)驗(yàn)證)。 第四步:正確描述故障結(jié)果 ①電壓相序:v、w、u ②電流相序:Iu、Iw ③電流互感器反極性:TA2極性反 第五步:寫(xiě)出功率表達(dá)式,求出更
24、正系數(shù)。 K= 實(shí)例二:(斷相) 電流(A) 電壓(V) 角度(0) I1 1.48 U12 62.0 U10 99.3 290 110 290 I2 1.48 U32 37.6 U20 37.6 350 170 283 I合 2.56 U31 99.2 U30 0.0 103 350 163 344 第一步:分析電流 由于I1=I2≠0、I合為I1或I
25、2的倍,則說(shuō)明電流互感器有一相極性接反。 第二步:分析電壓 1)、由于U10、U20、U30中有且僅有U30相為0則可確定“3”號(hào)端鈕為v相且v相未斷線(xiàn)并接地良好。剩下的端鈕“1”、“2”號(hào)分別記為“x”、“y”。 2)、U12、U32、U31僅有一個(gè)U31近似為線(xiàn)電壓100V,另兩個(gè)之和近似為100V,則必有一相斷線(xiàn),其中電壓為100V的U31所缺的“2”端鈕為斷線(xiàn)相。 3)、作出兩個(gè)向量圖,以定好的v相對(duì)應(yīng)端鈕為基準(zhǔn),分別按正序(順時(shí)針)和反序(逆時(shí)針)標(biāo)出端鈕編號(hào),按方法一找出全壓相與電流I1、I2的夾角,以全壓相U31為基準(zhǔn)分別在正序圖和反序圖中畫(huà)出I1、I2,依據(jù)電流就近相應(yīng)
26、相電壓原則,比較兩個(gè)向量圖,觀察I1、I2在反序向量圖上的位置分布更加合理(以不出現(xiàn)v相電流為合理),從而確定實(shí)際電流的相別。 正序圖 反序圖 4)、分析第一元件、第二元件電壓。當(dāng)三相三線(xiàn)高壓有功表和無(wú)功表機(jī)械表接于同一電路時(shí),某一相電壓斷相,該電壓并不為0,而是由有功表和無(wú)功表內(nèi)部電感線(xiàn)圈的分壓來(lái)決定。當(dāng)?shù)诙€(gè)表尾斷相時(shí),第一元件電壓U12=2/3U13,第二元件電壓為U32=1/3U31。 第四步:正確描述故障結(jié)果 ①電壓相序: w、u 、v ②
27、電壓互感器二次斷相:u ③電流相序:Iu、Iw ④電流互感器反極性:TA1極性反 第五步:寫(xiě)出功率表達(dá)式,求出更正系數(shù)。 K= (說(shuō)明:) 由于有一相斷線(xiàn),則從電壓數(shù)據(jù)中不能確定TV是否還存在反極性,在不允許不恢復(fù)的情況下應(yīng)分TV無(wú)極性反和有極性反兩種情況分別分析,由于u相斷線(xiàn),則TV2(Uwv)是否有極性反不能判斷,以上分析是在假定U31極性不反得出的結(jié)果;若假定U31極性反,則U31的向量應(yīng)旋轉(zhuǎn)180°,對(duì)應(yīng)的電流也均應(yīng)旋轉(zhuǎn)180°,故可得出下列故障描述: ①電壓相序
28、: w、u 、v ②電壓互感器二次斷相:u ③電壓互感器二次極性反:TV2極性反 ④電流相序:Iu、Iw ⑤電流互感器反極性:TA2極性反 但其功率數(shù)學(xué)表達(dá)式和更正系數(shù)不會(huì)發(fā)生變化。 所以出現(xiàn)斷相故障時(shí)通常都應(yīng)恢復(fù)后重新測(cè)量數(shù)據(jù)后再來(lái)判斷。 實(shí)例三:(電壓互感器極性反) 電流 電壓 角度 I1 1.48 U12 167.3 U10 99.8 317 108 288 I2 1.48 U32 97.3 U20 97.3 257 50 172 I合 2.
29、56 U31 99.8 U30 0.0 350 228 290 112 第一步:分析電流 由于I1=I2≠0、I合為I1或I2的倍,則說(shuō)明電流互感器有一相極性接反。 第二步:分析電壓 1)、由于U10、U20、U30中有且僅有U30相為0則可確定“3”號(hào)端鈕為v相且v相未斷線(xiàn)并接地良好。剩下的端鈕“1”、“2”號(hào)分別記為“x”、“y”。 2)由于U12、U32、U31有一個(gè)U12近似為173V,另兩個(gè)近似為100V,則無(wú)斷線(xiàn),但有一相TV反極性。 第三步:以已確定的v相對(duì)應(yīng)端鈕為基準(zhǔn)分別作出兩個(gè)向量圖,假定
30、Uxv為Uuv和Uxv為Uwv兩種情況,且該相極性正確,按1中的方法作出向量圖,依據(jù)電流就近相應(yīng)相電壓的原則判別電流布局是否合理來(lái)確定x是u相還是w相,以確定好相別并在正確的圖中標(biāo)注端鈕編號(hào);如下圖所示正序圖有v相電流存在不合理,反序圖電流分布合理。 正序圖 反序圖 由于有極性反接,分析第一元件電壓U12、第二元件電壓U32時(shí),應(yīng)根據(jù)向量圖實(shí)際合成作出的向量來(lái)寫(xiě)功率表達(dá)式。圖中U12=Uuw′=U32+U13為第一元件的電壓,大小是U32的倍。 第四步:正確描述故障結(jié)果 ①電壓相序: u
31、、w、v ②電壓互感器二次極性反:TV2極性反 ③電流相序: Iw 、Iu ④電流互感器反極性:TA1極性反 第五步:寫(xiě)出功率表達(dá)式,求出更正系數(shù)。 K= 附:有功表和無(wú)功表接于同一電路時(shí)的斷相分析 一、一次斷線(xiàn): 1.一次U相斷: 其接線(xiàn)圖如圖1(a)所示,當(dāng)一次U相斷線(xiàn)時(shí)。UV間沒(méi)有電壓,二次側(cè)uv繞組沒(méi)有感應(yīng)電壓產(chǎn)生。一次側(cè)VW間電壓正常,故Uvw=100V。它在兩塊電壓表電壓線(xiàn)圈產(chǎn)生分壓,其等值電路如圖1(b)。此時(shí)uv與PJ1電壓線(xiàn)圈并聯(lián)獲得
32、電壓,uv與一次UV耦合,可等效為一個(gè)阻抗Zuv,由于一次斷線(xiàn)U相斷線(xiàn),耦合阻抗Zuv遠(yuǎn)大于PJ1的阻抗Z1,它們并聯(lián)時(shí)Zuv可忽略不計(jì)。根據(jù)電工知識(shí)可知Uuv=Uvw=50V U V WW PJ1 PJ2 PJ3 PJ4 Z1 Z2 Z3 Z4 (a) (b) U V W 圖 1 u v w u v w Zuv 2.一次V相斷 其接線(xiàn)圖如圖2所示,當(dāng)一次V相斷線(xiàn)時(shí)。這種情況可以看成是在U、W相之間加一個(gè)單相高壓電源,所以Uuw=100V。若兩個(gè)單相電壓互感器勵(lì)磁阻抗相等,則uv、vw兩個(gè)繞組串聯(lián),二次平均分配100V電壓,即Uuv=Uv
33、w=50V. U V W PJ1 PJ2 PJ3 PJ4 Z1 Z2 Z3 Z4 (a) (b) U V W 圖 2 u v w u v w 3.一次W相斷 其接線(xiàn)圖如圖3(a)所示,當(dāng)一次W相斷線(xiàn)時(shí)。VW間沒(méi)有電壓,二次側(cè)vw繞組沒(méi)有感應(yīng)電壓產(chǎn)生。一次側(cè)UV間電壓正常,故Uuv=100V。它在兩塊電壓表電壓線(xiàn)圈產(chǎn)生分壓,其等值電路如圖3(b)。此時(shí)vw與PJ2和PJ3的電壓線(xiàn)圈并聯(lián)獲得電壓, vw與一次VW耦合,可等效為一個(gè)阻抗Zvw,由于一次斷線(xiàn)W相斷線(xiàn),耦合阻抗Zvw遠(yuǎn)大于PJ2和PJ3的并聯(lián)阻抗1/2Z,它們并聯(lián)時(shí)Zvw可忽略不計(jì)。
34、根據(jù)電工知識(shí)可知Uvw =1/3 Uuv =33.3V, Uuw =2/3 Uuv=66.7V U V WW PJ1 PJ2 PJ3 PJ4 Z1 Z2 Z3 Z4 (a) (b) U V W 圖 3 u v w u v w Zvw 二、二次斷線(xiàn): 1.當(dāng)1表尾斷相時(shí)。當(dāng)1表尾斷時(shí)2、3表尾之間為一滿(mǎn)電壓,線(xiàn)圈2和線(xiàn)圈4并聯(lián)再并上線(xiàn)圈1和線(xiàn)圈3的串聯(lián),故加在線(xiàn)圈2和線(xiàn)圈4上為一滿(mǎn)電壓(如下圖4)。 線(xiàn)圈1與線(xiàn)圈3共同分加在線(xiàn)圈2及線(xiàn)圈4上的滿(mǎn)電壓。由物理學(xué)的串聯(lián)分壓知識(shí)可知理論上線(xiàn)圈1上的
35、電壓幅值為1/2的滿(mǎn)電壓(這里我們假設(shè)各個(gè)線(xiàn)圈的阻抗相等),線(xiàn)圈3上的電壓幅值也為1/2的滿(mǎn)電壓。電壓U12為一矢量,其方向?yàn)閁1指向U2,而U32的方向與U12的方向一致,所以,U12=1/2U32。U13的方向?yàn)閁1指向U3,這與電壓U23的方向一致,所以,U12=1/2U23。 2.當(dāng)2表尾斷相時(shí)。當(dāng)2表尾斷相時(shí)線(xiàn)圈2并上線(xiàn)圈4再與線(xiàn)圈1串聯(lián)整個(gè)再與線(xiàn)圈3并聯(lián)。這時(shí)U13為滿(mǎn)電壓,線(xiàn)圈2并上線(xiàn)圈4再與線(xiàn)圈1共同分加在線(xiàn)圈3上的滿(mǎn)電壓。線(xiàn)圈2和線(xiàn)圈4并聯(lián)后阻抗變?yōu)閱蝹€(gè)線(xiàn)圈的一半,根據(jù)串聯(lián)分壓知識(shí)可知,U12的電壓幅值為滿(mǎn)電壓的2/3,U32的電壓幅值為滿(mǎn)電壓1/3。U12、U32
36、、U31、U13的電壓方向如圖5,U12的方向與U13的方向一致,所以U12=2/3U13、U32的方向與U31的方向一致,所以U32=1/3U31。 3.當(dāng)3表尾斷相時(shí)。當(dāng)3表尾斷相時(shí)線(xiàn)圈2和線(xiàn)圈4并聯(lián)再串上線(xiàn)圈3整個(gè)再與線(xiàn)圈1并聯(lián)。這時(shí)U12為滿(mǎn)電壓,線(xiàn)圈2與線(xiàn)圈4并聯(lián)再與線(xiàn)圈3共同分加在線(xiàn)圈1上的滿(mǎn)電壓。線(xiàn)圈2與線(xiàn)圈4并聯(lián)后阻抗變?yōu)閱蝹€(gè)線(xiàn)圈的一半,所以加在線(xiàn)圈2和線(xiàn)圈4上的電壓為1/3的滿(mǎn)電壓,而加在線(xiàn)圈3上的電壓為2/3的滿(mǎn)電壓。U12、、U21、U32、U13的方向如上圖6,U13的方向與U12的方向一致,所以U13=2
37、/3U12,U32的方向也與U12的方向一致,所以U32=1/3U12。 三相四線(xiàn)錯(cuò)誤接線(xiàn)檢查作業(yè)指導(dǎo)書(shū) 一、任務(wù)要求 1、遵守安全工作規(guī)程,正確使用儀表; 2、畫(huà)出向量圖,描述故障錯(cuò)誤; 3、列出各元件功率表達(dá)式及總的功率表達(dá)式; 4、求出更正系數(shù)。 二、使用工具 1、低壓驗(yàn)電筆; 2、相位表; 3、相序表。 三、適用范圍 三相四線(xiàn)制感應(yīng)式有功電能表與三相四線(xiàn)制感應(yīng)式跨相900無(wú)功電能表無(wú)TV、經(jīng)TA接入或經(jīng)TV、TA接入的聯(lián)合接線(xiàn)方式。 四、相關(guān)知識(shí) 1、三相四線(xiàn)有功電能表正確接線(xiàn)的相量圖:
38、 2、②正確功率表達(dá)式: 五、操作步驟 說(shuō)明:①下列涉及1、2、3數(shù)字均表示電能表第幾元件;N表示有功電能表的零線(xiàn)端,即在萬(wàn)特模擬臺(tái)有功電能表的零線(xiàn)端。 ②操作前均需辦理第二種工作票,并做好安全措施。 1、未經(jīng)TV,經(jīng)TA接入的三相四線(xiàn)制有功和無(wú)功電能表接線(xiàn)方式: (1)測(cè)量相電壓,判斷是否存在斷相。 U1N= U2N= U3N= 注:不近似或不等于220V的為斷線(xiàn)相。 (2)測(cè)量各相與參考點(diǎn)(Uu)的電壓,判斷哪相是U相。 U
39、1u= U2u= U3u= 注:①0V為U相; ②其他兩相近似或等于380V,則非0V相為U相。 (3)確定電壓相序。 注:①利用相序表確定電壓相序; ②利用任意正常兩相相電壓的夾角(按順序相鄰兩相夾角為1200或相隔兩相夾角為2400均為正相序;反之類(lèi)推)。 均為正相序; 均為逆相序; (4)測(cè)量相電流,判斷是否存在短路、斷相。 I1= I2= I3= 注:①出現(xiàn)短路,仍有較小電流,出現(xiàn)斷相電流為0A;
40、 ②同時(shí)出現(xiàn)短路與斷相,應(yīng)從TA二次接線(xiàn)端子處測(cè)量(此處相序永遠(yuǎn)正確),如哪相電流為0A,則就是哪相電流斷路。 (5)以任意一正常的相電壓為基準(zhǔn),測(cè)量與正常相電流的夾角,判斷相電流的相序。 (設(shè)U1、I1、I2、I3均為正常) (6)如出現(xiàn)相電流極性反,測(cè)量相應(yīng)元件進(jìn)出電流線(xiàn)的對(duì)地電壓,判斷哪種極性反(此項(xiàng)只能記錄在草稿紙上)。 注:①TA極性反與表尾反的區(qū)別:即TA極性反是指從TA二次出線(xiàn)端 K1、K2與聯(lián)合接線(xiàn)盒之間的電流線(xiàn)接反;表尾反是指從TA二次出線(xiàn)K1、 K2未接反,只是從聯(lián)合接線(xiàn)盒到有功電能表的電流進(jìn)出線(xiàn)接反;
41、 ②相電流進(jìn)線(xiàn)對(duì)地電壓>相電流出線(xiàn)對(duì)地電壓,則為T(mén)A極性反; ③相電流進(jìn)線(xiàn)對(duì)地電壓<相電流出線(xiàn)對(duì)地電壓,則為電流表尾反。 (7)根據(jù)上述結(jié)果畫(huà)出向量圖。 (8)正確描述故障結(jié)果: ①電壓相序: ②電壓斷相: ③電流相序: ④電流短路: ⑤電流斷相: ⑥電流互感器反極性: ⑦電流表尾反: (9)寫(xiě)出各元件功率表達(dá)式及總的功率表達(dá)式 (10)求出更正系數(shù) K= 2、經(jīng)TV,經(jīng)TA接入的三相四線(xiàn)制有功和無(wú)功電能表接線(xiàn)方式: (1)測(cè)量相電壓,判斷是否存在斷相。 U1N=
42、 U2N= U3N= 注:不近似或不等于57.7V,為斷相。 (2)測(cè)量各相與參考點(diǎn)(Uu)的電壓,判斷哪相是U相及是否存在極性反。 U1u= U2u= U3u= 注:①0V為U相; ②其他兩相近似或等于100V,則非0V相為U相; ③出現(xiàn)相近或等于57.7V的相為極性反的相; ④一面加電:TV一次斷相,斷相電壓<10V;TV二次斷相,斷相電 壓>10V(當(dāng)A相TV一次斷,其他一相極性反為例外);
43、 ⑤二面或三面加電:當(dāng)只有電壓斷相而沒(méi)有電壓極性反時(shí),與一面加 電情況相同;當(dāng)電壓斷相與電壓極性反同時(shí)出現(xiàn)時(shí),二面加電,TV一次斷相, 斷相電壓為12V左右;TV二次斷相,斷相電壓為25V左右;三面加電,TV一次 斷相,斷相電壓為15V左右;TV二次斷相,斷相電壓為25V左右。 (3)確定電壓相序 注:①利用相序表。 Ⅰ、電壓極性未反,按正常情況判斷; Ⅱ、出現(xiàn)電壓極性反,測(cè)量為正相序,實(shí)際為逆相序;測(cè)量為逆相序,實(shí)際為正相序。 ②利用未斷相兩相相電壓的夾角。 Ⅰ、極性未反,按順序相鄰兩相夾角為1200或相隔兩相夾角為
44、2400均為正相序;反之類(lèi)推; Ⅱ、電壓極性反,按已知電壓(Uu)為參考,結(jié)合測(cè)量出的角度,判斷出電壓相序。 (4)測(cè)量相電流,判斷是否存在短路、斷相。 I1= I2= I3= 注:①出現(xiàn)短路,仍有較小電流,出現(xiàn)斷相,電流為0A; ②同時(shí)出現(xiàn)短路與斷相,應(yīng)從TA二次接線(xiàn)端子處測(cè)量,如哪相電流 為0A,則就是哪相電流斷相。 (5)以任意一正常的相電壓為基準(zhǔn),測(cè)量與正常相電流的夾角,判斷相電流的相序。
45、 (設(shè)U1、I1、I2、I3均為正常) (6)如出現(xiàn)相電流極性反,測(cè)量相應(yīng)元件進(jìn)出電流線(xiàn)的對(duì)地電壓,判斷哪種極性反(此項(xiàng)只能記錄在草稿紙上)。 注:①TA極性反與表尾反的區(qū)別:即TA極性反是指從TA二次出線(xiàn)端 K1、K2與聯(lián)合接線(xiàn)盒之間的電流線(xiàn)接反;表尾反是指從TA二次出線(xiàn)K1、K2未 接反,只是從聯(lián)合接線(xiàn)盒到有功電能表的電流進(jìn)出線(xiàn)接反; ②當(dāng)相電流進(jìn)線(xiàn)對(duì)地電壓>相電流出線(xiàn)對(duì)地電壓,則為T(mén)A極性反; ③當(dāng)相電流進(jìn)線(xiàn)對(duì)地電壓<相電流出線(xiàn)對(duì)地電壓,則為電流表尾反。 (7)根據(jù)上述結(jié)果畫(huà)出向量圖 ①以萬(wàn)特模擬接
46、線(xiàn)臺(tái)為標(biāo)準(zhǔn) Ⅰ、出現(xiàn)斷相,則斷相電壓(U為正常相電壓) Ⅱ、出現(xiàn)極性反,則極性反電壓(U為正常相電壓) Ⅲ、斷相與極性反同時(shí)出現(xiàn)時(shí),則根據(jù)上述兩種情況綜合考慮 例如:u斷相,v相極性反 則: 注: 其他斷相、極性反按此推算 Uu Uv Uw
47、 , (8)正確描述故障結(jié)果: ①電壓相序: ②電壓互感器一次(二次)斷相: ③電壓極性反: ④電流相序: ⑤電流短路: ⑥電流斷相: ⑦電流互感器反極性: ⑧電流表尾反: (9)寫(xiě)出各元件功率表達(dá)式及總的功率表達(dá)式。 (10)求出更正系數(shù)。 K= 例1、
48、 逆相序/ ( ) ① 電壓相序:u、w、v ② 電壓斷相:u ③ 電流相序:Iw、Iu、Iv ④ 電流表尾反接:第二元件 ⑤ 電流斷相:w 功率表達(dá)式: 更正系數(shù): 例2、 逆相序/ ( ) 故障現(xiàn)象: ① 電壓相序:v、u、w ② 電壓斷相:v ③ 電流相序:Iw、Iu、Iv ④ 電流短路:w ⑤
49、 電流互感器極性反:v ⑥ 電流表尾反接:第二元件 功率表式: 更正系數(shù): 例3、 逆相序/ ( ) 故障現(xiàn)象: ① 電壓相序:u、w、v ② 電壓互感器一次斷相:w ③ 電流相序:Iw、Iu、Iv ④ 電流短路:u ⑤ 電流互感器極性反:w ⑥ 電流表尾反接:第三元件 功率表達(dá)式: 更正系數(shù): 例4、
50、逆相序/ ( ) 故障現(xiàn)象: ① 電壓相序:u、v、w ② 電壓互感器二次斷相:w ③ 電壓互感器極性反:v ④ 電流相序:Iu、Iv、Iw ⑤ 電流斷相:u ⑥ 電流互感器極性反:w 功率表達(dá)式: 更正系數(shù): 例5、 正相序/ ( ) 故障現(xiàn)象: ① 電壓相序:v、u、w ② 電壓互感器二次斷相:v ③ 電壓互感器極性反:w ④ 電流相序:Iu、Iw、Iv ⑤ 電流斷相:u ⑥ 電流互感器極性反:w ⑦ 電流表尾反接:第三元件 功率表達(dá)式: 更正系數(shù): 30
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