配电网相序及相位试验.doc

配电网相序及相位试验一、相序和相位及其测量的意义在三相电力系统中，各相的电压或电流依其先后顺序分别达到最大值（如以正半波幅 值为准）的次序，称为相序；三相电压（或电流）在同一时间所处的位置，就是相位，通 常对称平衡的三相电压（或电流）的相位互差 120o 在三相电力系统中，规定以“A、B、C”标记区别三相的相序当它们分别达到最大 值的次序为 A、B、C 时，称作正相序，如次序是 A、C、B，则称为负相序相应的向量图，如图 13-2 所示，图中表示线电压和相电压间的向量关系，其余依此BAABUUU 类推CCA.OUU.AU.ABBC.UBAB.UC.U（a）U.BU.CABU.CBAC.UA.UUO.BAC（b）图 13-2 正、负相序向量图 （a）正相序；（b）负相序 在电力系统中，发电机、变压器等的相序和相位是否一致，直接关系到它们能否并 列运行同时，正、负相序的电源还直接影响到电动机的转动方向所以，在三相电力系 统中，常常需要测量设备的相序和相位，以确定其运行方式二、测量相序的方法测量相序时，对于 380V 及以下的系统，可采用量程合适的相序表直接测量；对于高 压系统，采用电压互感器在低压侧进行测量。

常用的相序表有旋转式和指示灯式两种旋转式相序表，系采用微型电动机（或其它转动机构） ，并在其轴上装有指示旋转方向 的转盘，测量时借其转动方向的不同，即可判断被测三相的正、负相序这种相序表较易 掌握，下面着重介绍指示灯式相序表1、指示灯式相序表的工作原理指示灯式相序表，是按下述原理做成的bca. IB.UcoUbo.OCUao.IC.UB.N. UCUON.. IA. UA...（a）UA.UC..UCDabc ON.UboUB.Dgg'Uco.UbD.108.4Uao. UON.（b）图 13-3 电源和不平衡星形负载的连接和电压向量图（a）电源和负载的连接；（b）电压向量图C——电容器；R——指示灯电阻；D——切点在三相三线制电压对称平衡的系统中，若带上星形连接的不对称负载时，两中性点之 间的电压、电源相电压和负载相电压之间的关系，由式（13-5）确定，其接线和向量图如 图 13-3 所示，从图 13-3（a）得出下列关系式，即（13-5）NCcNBbNAaUUUUUUUUU000000负载电流由式（13-6）确定，即（13-6）   cNCcc CbNBbb BaNAaa AZUU ZUIZUU ZUIZUU ZUI000000由基尔霍夫第一定律得（13-7）0CBAIII即 0000cNCbNBaNA ZUU ZUU ZUU或 0000NcCcNbBbNaAaUYUYUYUYUYUY解得 （13-8）cbaCcBbAaNYYYUYUYUYU 0上四式中、和——电源 A、B 和 C 三相的相电压（V） ；AUBUCU、和——a、b 和 c 三相负载承受的电压（V） ；0aU0bU0cU、和——三相不平衡负载的阻抗（） ；aZbZcZ、和——三相不平衡负载的导纳（S） ；aYbYcY——电源中性点和负载中性点之间的电压（V） 。

NU0将值代入式（13-5）解得NU0cbacCbBaA ANAaYYYYUYUYUUUUU 00即 cbaCAcBAbaYYYUUYUUYU )()( 0同理解得 （13-9）000()()()()()()ABACbcaabcBCBAcababcCACBabcabcY UUY UUUYYYY UUY UUUYYYY UUY UUUYYY      为了具体地解析指示灯式相序表的工作原理，下面以正相序电压为例，并设 a 相电容的容抗值（复阻抗） ，即并选 b、c 两ZCXa1jZCjZa1 jZZYaa11相指示灯的电阻值 R 与 a 相的容抗值相等（即 Zb=Zc=Z 或 Yb=Yc=） ，进行计算分析如Z1以 A 相作基准向量，即设=AU00100则 000000000100120100[cos( 120 )sin( 120 )]100[cos(18060 )sin(18060 )]100( cos60sin60 )13100()22 5050 3BUjjjjj  同理 01001205050 3CUj  将 Ya、Yb、Yc和、、各值分别代入式（13-8）和式（13-9）解得AUBUCU01111005050 35050 3111ABCabcNabcY UY UY UUYYYjjjZZZjZZZ  因为 1jj21j  所以 201( 1005050 35050 3)1(1 1)200200100100 5 206063.2108.4ONjjjZU jZ jjjj   g同理 0000()()11(100 05050 3)(100 05050 3)1(1 1)1005050 31005050 3 2 12060134.226.6ABACbcaabcY UUY UUUYYYjjZZjZ jj j j     00()()1( 5050 35050 3)( 5050 3100)2 1(1 1)100 35050 3100 2 30146.5149.5101.6BCBAcababcY UUY UUUYYYjjjjZjZ jjj j j      000()()1( 5050 3100 0 )( 5050 35050 3)1(1 1)15050 3100 3 2 3026.5240138.5CACBabcabcY UUY UUUYYYjjjjZZjZ jj j j      由计算结果作出的电源相电压、不对称负载的相电压和电源与负载二中性点间的电压 向量关系，如图 13-3（b）所示。

从计算结果和向量图中均明显看出，当三相电压为正相 序时，b 相指示灯比 c 相指示灯承受的电压高，故 b 相的指示灯比 c 相亮当三相电压为 负相序时，根据类似的计算和作图，会得出这时 c 相的指示灯比 b 相的亮，这就是电容式 指示灯相序表的工作原理2、指示灯相序表的故障分析当 a 相负载开路，即阻抗 Za等于无穷大，而 b、c 相负载相等时，则001805023505035050211111  jjUUZZZUZUZZUYYYUYUYUYUCBcbaCcBbaAcbaCcBbAaN由此可见负载中性点从 O 点移至 D 点，此时，b、c 两相指示灯串联，并接电压上，所以两相指示灯承受的电压相等，分别等于和，这时指示灯的亮度相BCUbDUcDU同当 a 相负载短路，即阻抗 Za趋近于零，而 b、c 相负载相等，则 Ya为无穷大，此时为NU0AAacabaaCacBabAaacbaCcBbAaNUUYY YY YYUYYUYYUYYYYYUYUYUYU  001000表明负载中性点从 O 点移至 a 点。

此时，b、c 两相指示灯将承受电源的线电压和，亮度亦相同ABUACU所以随电容 C 的改变，负载中性点 O，在以 aD 为直径所作圆的弧上移动afD3、电感式指示灯相序表若将 a 相负载换成电感线圈 L，b、c 相仍为指示灯，并取电抗值 XL=R 值时，按照上 述类似的计算和作图可知，当三相电压为正相序时，则 c 相的指示灯比 b 相亮若三相电压为负相序时，其亮度相反，并随着电感 L 值的变化，负载中性点 O 将沿弧移动Dga （图 13-3，b ） CBAC暗亮（a）LABC亮暗（b）图 13-4 指示灯相序表的原理接线（a）电容式；（b）电感式由电容和电感组成指示灯相序表的原理接线，如图 13-4 所示当被测三相电压的相序 为负相序时，则指示灯的亮和暗与图中的标示相反三、测量相位的方法测量相位，是在有电磁连接的同一系统并列或环接、主变压器并列、以及新线路投入 时不可缺少的试验项目之一测量相位的目的在于判断相位和相序，防止由于彼此不一致， 在并列时造成短路或出现巨大的环流而损坏设备，其测量方法如下1、利用三相电压互感器低压侧测量相位（1）确定高压侧的相位TV 1TV 2BACCA B' ' 'Vbaccba'''图 13-5 在三相电压互感器低压侧测定高压侧相位的试验接线TV1、TV2——三相电压互感器；V——电压表需要确定双母线或分段母线的相位时，可利用系统中装设的三相电压互感器，如图13-5 所示，在其低压侧利用电压表，依次测量、、、、、、、aa ba ca ab bb cb ac 和等九个数值，电压接近或等于零值，为同名端；电压为线电压者，为异名端。

据bc cc 此，则可判定对应端高压侧的相位测量时，两个电压互感器的变比、组别应相同高压侧的电压要基本一致，互差应不 大于 10%2）确定低压侧的相位在同一高压电源上，需要确定三相电压互感器低压侧的相位时，其试验接线如图 13-6 所示测量时，按图 13-6 测量电压互感器低压侧任意两线端的电压，电压指示接近或为零 者为同名端；约为线电压者，则为异名端2、利用单相电压互感器确定高压侧的相位（1）在有直接电联系的系统定相'''abccabTV 2TV 1CA BV图 13-6 确定三相电压互感器低压侧相位的试验接线TV1、TV2——三相电压互感器；V——电压表A BCa bcV12图 13-7 用单相电压互感器测定高压侧的相位1——单相电压互感器；2——电压表在有直接电联系的系统（如环接）中，可外接单相电压互感器，直接在高压侧测定相 位此时在电压互感器的低压侧接入 0.5 级的交流电压表，其接线如图 13-7 所示在高压 侧依次测量 Aa、Ab、Ac、Ba、Bb、Bc、Ca、Cb 和 Cc 间的电压，根据测量结果，电压接 近或等于零者，为同相；为线电压者为异相测量时，必须注意以下事项：①用绝缘棒将电压互感器的高压端，引接至被测的高压线端头，此时应特别注意人身 和设备的安全；②所采用的电压互感器，事前应经与被测设备同等绝缘水平的耐压试验；③电压互感器的外壳和二次侧的一端连接并接地；④绝缘棒应符合安全工具的使用规定，引线间及对地间应具有足够的安全距离；⑤操作和读表人员应站在绝缘垫上，所处的位置应有足够的安全距离，并在负责人的 指挥和监护下工作。

2）在没有直接电联系的系统定相 在没有直接电联系（如两台需并列运行的变压器，或变电站需并入系统等）的系统中， 用外接单相电压互感器在高压侧测定相位时，为了避免测量中由于被测设备对地电容的容 抗，与电压互感器的电抗匹配，发生串联谐振造成事故测量前应将某一对应端头（如 A 和 a，A 为运行系统的 A 相，a 为待定设备的 a 相）连接起来，如图 13-7 。