(a)正相序 (b)負相序
在電力係統中,發電機、變壓器等的相序和相位是否一致,直接關(guan) 係到它們(men) 能否並列運行。同時,正、負相序的電源還直接影響到電動機的轉動方向。所以,在三相電力係統中,常常需要測量設備的相序和相位,以確定其運行方式。
一、測量相序的方法
測量相序時,對於(yu) 380V及以下的係統,可采用量程合適的相序表直接測量;對於(yu) 高壓係統,采用電壓互感器在低壓側(ce) 進行測量。
1.相序表測量
常用的相序表有旋轉式和指示燈式兩(liang) 種。旋轉式相序表,係采用微型電動機(或其它轉動機構),並在其軸上裝有指示旋轉方向的轉盤,測量時借其轉動方向的不同,即可判斷被測三相的正、負相序。這種相序表較易掌握,下麵著重介紹指示燈式相序表。指示燈式相序表工作原理如圖1:
圖1 指示燈式相序表工作原理圖
圖2 電源和不平衡星形負載的連接和電壓向量圖
在三相三線製電壓對稱平衡的係統中,若帶上星形連接的不對稱負載時,出現中性點位移電壓。以正序為(wei) 例,若使a相電容的容抗值 與(yu) b、c兩(liang) 相指示燈的電阻值R相等,以A相作基準向量,兩(liang) 中性點之間的電壓、電源相電壓和負載相電壓如圖2(b)所示。從(cong) 計算結果和向量圖中均明顯看出,當三相電壓為(wei) 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相亮。當三相電壓為(wei) 負相序時,根據類似的計算和作圖,會(hui) 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a相負載開路,b、c兩(liang) 相指示燈串聯,並接在線電壓ÙBC上,所以兩(liang) 相指示燈承受的電壓相等,分別等於(yu) ÙbD和ÙcD,這時指示燈的亮度相同。
當a相負載短路,b、c兩(liang) 相指示燈將承受電源的線電壓ÙAB和ÙAC,亮度亦相同。
3.電感式指示燈相序表
若將a相負載換成電感線圈L,b、c相仍為(wei) 指示燈,並取電抗值XL=R值時,按照上述類似的計算和作圖可知,當三相電壓為(wei) 正相序時,則c相的指示燈比b相亮。若三相電壓為(wei) 負相序時,其亮度相反,並隨著電感L值的變化,負載中性點O將沿弧ag’D移動(圖2,b)。
圖3 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3所示。當被測三相電壓的相序為(wei) 負相序時,則指示燈的亮和暗與(yu) 圖中的標示相反。
二、測量相位的方法
測量相位,是在有電磁連接的同一係統並列或環接、主變壓器並列、以及新線路投入時不可缺少的試驗項目之一。測量相位的目的在於(yu) 判斷相位和相序,防止由於(yu) 彼此不一致,在並列時造成短路或出現巨大的環流而損壞設備,其測量方法如下。
1.利用三相電壓互感器低壓側(ce) 測量相位
(1)確定高壓側(ce) 的相位
圖4 在三相電壓互感器低壓側(ce) 測定高壓側(ce) 相位的試驗接線
需要確定雙母線或分段母線的相位時,可利用係統中裝設的三相電壓互感器,如圖4所示,在其低壓側(ce) 利用電壓表,依次測量aa'、ab'、ac'、ba'、bb'、bc'、ca'、cb'和cc'等九個(ge) 數值,電壓接近或等於(yu) 零值,為(wei) 同名端;電壓為(wei) 線電壓者,為(wei) 異名端。據此,則可判定對應端高壓側(ce) 的相位。測量時,兩(liang) 個(ge) 電壓互感器的變比、組別應相同。高壓側(ce) 的電壓要基本一致,互差應不大於(yu) 10%。
(2)確定低壓側(ce) 的相位
在同一高壓電源上,需要確定三相電壓互感器低壓側(ce) 的相位時,其試驗接線如圖5所示。測量時,按圖5測量電壓互感器低壓側(ce) 任意兩(liang) 線端的電壓,電壓指示接近或為(wei) 零者為(wei) 同名端;約為(wei) 線電壓者,則為(wei) 異名端。
圖5 確定三相電壓互感器低壓側(ce) 相位的試驗接線
2.利用單相電壓互感器確定高壓側(ce) 的相位
(1)在有直接電聯係的係統定相
圖6 用單相電壓互感器測定高壓側(ce) 的相位
在有直接電聯係的係統(如環接)中,可外接單相電壓互感器,直接在高壓側(ce) 測定相位。此時在電壓互感器的低壓側(ce) 接入0.5級的交流電壓表,其接線如圖6所示。在高壓側(ce) 依次測量Aa、Ab、Ac、Ba、Bb、Bc、Ca、Cb和Cc間的電壓,根據測量結果,電壓接近或等於(yu) 零者,為(wei) 同相;為(wei) 線電壓者為(wei) 異相。
測量時,必須注意以下事項:
①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,此時應特別注意人身和設備的安全;
②所采用的電壓互感器,事前應經與(yu) 被測設備同等絕緣水平的耐壓試驗;
③電壓互感器的外殼和二次側(ce) 的一端連接並接地;
④絕緣棒應符合安全工具的使用規定,引線間及對地間應具有足夠的安全距離;
⑤操作和讀表人員應站在絕緣墊上,所處的位置應有足夠的安全距離,並在負責人的指揮和監護下工作。
(2)在沒有直接電聯係的係統定相
在沒有直接電聯係(如兩(liang) 台需並列運行的變壓器,或變電站需並入係統等)的係統中,用外接單相電壓互感器在高壓側(ce) 測定相位時,為(wei) 了避免測量中由於(yu) 被測設備對地電容的容抗,與(yu) 電壓互感器的電抗匹配,發生串聯諧振造成事故。測量前應將某一對應端頭(如A和a,A為(wei) 運行係統的A相,a為(wei) 待定設備的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(liang) 係統確實無電聯係,方可連接)。然後將兩(liang) 係統送電,在進行測量,依次讀取Bb、Bc、Cb和Cc四個(ge) 電壓數值。判斷相位的方法同上。為(wei) 了避免對應端接錯出現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(liang) 個(ge) 與(yu) 被測電壓同級的電壓互感器串聯測量。安全注意事項同(1)。
(3)用電阻定相杆測定相位
用電阻定相杆測定相位時,將定相的兩(liang) 杆分別接向兩(liang) 側(ce) ,當電壓表(V)的指示接近或為(wei) 零時,則對應的兩(liang) 側(ce) 屬於(yu) 同相;若電壓表(V)的指示接近或大於(yu) 線電壓時,則對應的兩(liang) 側(ce) 屬於(yu) 異相。
圖7 定相杆的原理接線
定相杆的製作,在原理上和測量電位分布的電阻杆相同,其原理接線如圖7所示。高電阻R約按每伏10kΩ選用;每個(ge) 電阻的容量約為(wei) 1瓦;分配的電壓不應超過3kV;橋式整流元件可用鍺二極管(2AP);濾波電容C在0.1~5微法範圍選用;平衡電阻R1和R2為(wei) 0.1~1MΩ,二者的數值相等;電壓表可選用50~100微安量限的表頭。
測量時,應按高壓帶電測量考慮有關(guan) 的技術安全措施,如操作杆的絕緣、安全距離等,以保證人身和測量設備的安全。
圖8 測定線路相別的接線
DC——電池;L——指示燈;M——歐姆表;K——開關(guan)
對於(yu) 電纜或架空輸電線路,敷設後需要核對兩(liang) 端頭是否同相,一般可用電池和指示燈(或歐姆表),按圖8所示的接線,進行測定。此時,先將電池開關(guan) K,在線路一端一相(如C)接通(或接地),後將指示燈(或歐姆表)在線路的另一端依次接通A、B和C三相,如指示燈(L)發亮(或歐姆表指零或接近零)時,則表明該相和接電池(或接地)的導線同相。反之,則為(wei) 異相。依次輪換重複測量三次,便可確定出三相的相別(虛線表示用歐姆表測定相別時的接線)。