配电网相序及相位试验.docVIP

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，其余依此类推。 （a） （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。 （a） （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） 负载电流由式（13-6）确定，即 （13-6） 由基尔霍夫第一定律得 （13-7） 即 或 解得 （13-8） 上四式中、和——电源A、B和C三相的相电压（V）； 、和——a、b和c三相负载承受的电压（V）； 、和——三相不平衡负载的阻抗（）； 、和——三相不平衡负载的导纳（S）； ——电源中性点和负载中性点之间的电压（V）。 将值代入式（13-5）解得 即 同理解得 （13-9） 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。如以A相作基准向量，即设 = 则 同理 将Ya、Yb、Yc和、、各值分别代入式（13-8）和式（13-9）解得 因为 所以 同理 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 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，并接在线电压上，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 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。 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。 3、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（图13-3，b ）。 （a） （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