電力完整系統(tǒng)二次測量回路故障分析

1、電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析第一章 電氣測量基本知識第一節(jié) 電氣測量的概念一、 測量的含義測量是人類對自然界的客觀事物取得數(shù)量概念的一種認(rèn)識過程。 在 這一過程中， 人們借助專門設(shè)備， 通過實驗的的方法將被測量與已知 的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較， 求出以測量單位表示被測量的數(shù)量的大小。 電氣 測量就是將被測電磁量直接或間接的與作為測量單位的同類量進(jìn)行 比較。 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。電氣測量是根據(jù)電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律， 用電工儀器、 儀表對各種電 磁量進(jìn)行測量。 隨著自動化程度的不斷提高， 許多非電氣量也通過一 定的轉(zhuǎn)換裝置變成電磁量進(jìn)行測量，所以電氣測量的應(yīng)用越來越廣 泛。 聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。二、 電

2、氣測量的內(nèi)容1測量方式（ 1）基本電氣量測量。例如電流、電壓、功率、電能和磁通量的測 量。（2）電路參數(shù)的測量。例如電阻、電感、電容、阻抗、品質(zhì)因數(shù)、 損耗因數(shù)的測量。（ 3）電信號特性的測量。例如測量信號的波形、頻率及相位等。2. 電氣測量的過程（1）準(zhǔn)備階段電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析首先要明確被測對象的性質(zhì)及測量要達(dá)到的目的，然后選定測量方 式，選擇合適的測量方法及相應(yīng)的測量儀器、儀表。 殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。(2) 測量階段 建立測量儀器、儀表所必需的測量條件，慎重的進(jìn)行操作，認(rèn)真記錄 測量數(shù)據(jù)。(3) 數(shù)據(jù)處理階段 根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，考慮測量條件的實際情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以求得 測量結(jié)

3、果和測量誤差?？傊?，一個完整的測量過程， 通常必須具有以下三個成分： 被測對象、 測量方法和測量設(shè)備。第二節(jié) 電氣測量的分類及測量誤差 測量方法有多種，在測量過程中根據(jù)測用測量儀器儀表的不同， 測量結(jié)果的去讀方式不同， 度量器或標(biāo)準(zhǔn)器是否直接參與等， 可采用 不同方法。 釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。一、根據(jù)測量結(jié)果的獲得方式分類(一) 直接測量 直接測量指在測量中直接得到被測結(jié)果，不需要通過任何函數(shù) 關(guān)系進(jìn)行輔助計算。例如用電壓表測量電壓，其示值居委被測結(jié) 果。 彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。(二) 間接測量 間接測量是指在測量中直接得到的是某些量，而被測結(jié)果還需1電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析要按某種函數(shù)關(guān)

4、系進(jìn)行計算才得到。例如用“伏安法”測電阻， 直接側(cè)得量使用電壓表測的電阻兩端的電壓和用電流表測的流過 電阻的電流，別測電阻需要按公式 R=U I 計算間接求得。 謀蕎摶篋 飆鐸懟類蔣薔。（三）組合測量 組合測量是以上兩種測量方法的組合，是指將得到的被測量與另 外幾個量的聯(lián)立方程組，求解確定被測量值的方法。 廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。二、根據(jù)測量過程的特點分類（一）直接測量法 由儀表儀器儀表的顯示器上直接讀出測量結(jié)果的測量方法，稱為只 讀測量法。在直讀測量法的過程中，度量器不直接參與作用，如涌電 壓表測量電壓。用直讀發(fā)只讀法進(jìn)行測量，其測量過程簡單，操作容 易，但準(zhǔn)確度不太高 。 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈

5、淚。（二）比較測量法把被測的量值同已知的量相比較，從而得到被測量量值的測量方 法，稱為比較測量法。在這種方法中，度量器直接參與作用，可以得 到極高的測量準(zhǔn)確度，但操作比較麻煩相應(yīng)的儀器、設(shè)備比較昂貴， 實驗條件要求較嚴(yán)格 。 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。零位法：被測量與已知量進(jìn)行比較，使兩者之間的差值為零，這種 方法稱為零位法。例如 電橋 、天平、桿秤 、檢流計 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析替代法 ：替代發(fā)是將被測量與已知量先后接入同一測量儀器，在 不改變儀器的工作狀態(tài)下， 使兩次測量儀器的 示值 相同，則認(rèn)為被測 量等于已知量 。 預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。累積法： 被測量的物體

6、的量值太小， 不能夠用測量儀器直接測量 單一的物體，則測量相同規(guī)格的物體集合再求其平均值的方法。 滲釤嗆 儼勻諤鱉調(diào)硯錦。（三）測量中的誤差 在測量中，由于測量儀器不準(zhǔn)確，測量方法不完善，使得測量 的結(jié)果與被測量的真實值之間總存在著差別，這種差別叫測量誤差。 誤差產(chǎn)生的原因很多，根據(jù)誤差的性質(zhì)分為以下三大類： 鐃誅臥瀉噦圣騁貺 頂廡。1. 系統(tǒng)誤差在測量過程中所產(chǎn)生的一些誤差， 其大小恒定或按一定的規(guī)律變 化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。2. 隨機(jī)誤差（偶然誤差） 在同一條件下對同一對象重復(fù)進(jìn)行測量時， 誤差的大小和方向均 不定，不存在預(yù)知的規(guī)律。 這種誤差稱為隨機(jī)誤差。產(chǎn)生這種誤差的 原因是因為周圍

7、環(huán)境的影響以及電源電壓或頻率的波動。 隨機(jī)誤差只 有在多次測量時才能發(fā)現(xiàn) 。 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。3. 疏失誤差（粗大誤差） 由于測量過程中操作、 讀數(shù)、計量和計算等方面的錯誤而引起的 測量值與實際值明顯不符， 所對應(yīng)的誤差叫疏失誤差。 凡是含有疏失電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析誤差的實驗數(shù)據(jù)在處理時一律刪去。 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。第三節(jié) 規(guī)范化操作、電氣測量安全規(guī)則在進(jìn)行電氣測量時， 要按一定的操作程序進(jìn)行， 不得違反這些操 作程序或操作方式， 這樣的操作就是規(guī)范操作。 遵守規(guī)范操作是安全、 順利完成測量的重要保證， 并培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)工作態(tài)度和良好的工作 作風(fēng)。例如在用電橋測量電阻時， 電

8、橋上的電源按鈕開關(guān)和檢流計按 鈕開關(guān)，在測量時應(yīng)先按電源按鈕，后按檢流計按鈕，調(diào)節(jié)平衡后應(yīng) 先斷開檢流計按鈕， 而后斷開電源按鈕。 否則可能造成損壞儀表的事 故。 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。進(jìn)行測量時，測量者必須嚴(yán)肅認(rèn)真，小心謹(jǐn)慎，任何輕率行動或 松懈麻痹都可能導(dǎo)致人身事故或儀器、 儀表的損壞事故， 為了保證人 身與設(shè)備的安全，必須遵守以下安全規(guī)則： 蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。(1) 接線前應(yīng)先檢查各儀器、 儀表是否完好， 連接導(dǎo)線是否破損。 電源開關(guān)在斷開的位置。(2) 不適用絕緣損壞的導(dǎo)線，禁止用手接觸帶電部分。(3) 測量電路連好后，應(yīng)認(rèn)真檢查，認(rèn)為正確，方允許通電測量。(4) 接通電源之前，應(yīng)

9、通知全體參與測量人員，使其注意電源已 接通。不能接觸測量電路上的裸露部分。(5) 操作前應(yīng)有成熟的考慮，寫出操作步驟，操作時要準(zhǔn)確、果 斷。電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析(6) 如發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象，如異味、異聲或溫度過高，或儀表超量限，要迅速切斷電源，保持現(xiàn)場，然后進(jìn)行分析處理 。 買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。(7) 如發(fā)現(xiàn)有人觸電，不要驚慌，不要接觸觸電者，應(yīng)迅速切斷 電源。第二章 二次回路基本知識第一節(jié) 電氣設(shè)備的劃分及二次回路的含義二次設(shè)備是指對一次設(shè)備的工況進(jìn)行監(jiān)督、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)， 為運(yùn)行人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號所需要的電氣設(shè)備， 如測量 儀表、繼電器、控制及信號器具、自動裝置等。這些

10、設(shè)備，通常由電 流互感器和電壓互感器的二次繞組的出線以及直流回路， 按著一定的 要求連接在一起構(gòu)成的電路，稱之為二次接線和二次回路 。 綾鏑鯛駕櫬鶘 蹤韋轔糴。第二節(jié) 二次回路的構(gòu)成二次回路包括發(fā)電廠和變電所對一次設(shè)備的控制、 調(diào)節(jié)、繼電保 護(hù)和自動裝置、 測量和信號回路以及操作電源系統(tǒng)等 。 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。1. 控制回路 控制回路是由控制開關(guān)和控制對象(斷路器、隔離開關(guān))的傳遞 機(jī)構(gòu)及執(zhí)行(或操動)機(jī)構(gòu)組成的。其作用是對一次開關(guān)設(shè)備進(jìn)行 “跳”、“合”閘操作 。 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。2. 調(diào)節(jié)回路電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析調(diào)節(jié)回路是指調(diào)節(jié)型自動裝置。 其作用是根據(jù)一次設(shè)備運(yùn)行參數(shù)

11、 的變化，調(diào)節(jié)一次設(shè)備的工作狀態(tài)，以滿足運(yùn)行要求。 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。3. 繼電保護(hù)和自動裝置回路 繼電保護(hù)和自動裝置回路是由測量、比較部分、邏輯判斷部分 和執(zhí)行部分組成。 其作用是自動判斷一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)， 在系統(tǒng)發(fā) 生故障或異常運(yùn)行時，自動跳開斷路器，切除故障或發(fā)出故障信號， 故障或異常運(yùn)行狀態(tài)消失后，快速投入斷路器，恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。 構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。4. 測量回路測量回路是由各種測量儀表及相關(guān)回路組成。 其作用是指示或記 錄一次設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)， 以便運(yùn)行人員掌握一次設(shè)備運(yùn)行情況。 它是 分析電能質(zhì)量、計算經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、了解經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、了解系統(tǒng)潮流和主設(shè) 備運(yùn)行工況的主要依據(jù) 。

12、輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。5. 信號回路 信號回路是由信號發(fā)送機(jī)構(gòu)、信號傳送機(jī)構(gòu)和信號器具構(gòu)成的。 其作用是反映一、二次設(shè)備的工作狀態(tài)。6. 操作電源系統(tǒng) 操作電源系統(tǒng)是由電源設(shè)備和供電網(wǎng)絡(luò)組成的， 它包括直流和交 流電源系統(tǒng)，其作用是供給上述各回路工作電源。電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析第三章 電能計量裝置故障接線的模擬第一節(jié) 電能表分類電能表是測量電能的專用儀表，廣泛用于發(fā)電、供電和用電的 各個環(huán)節(jié)。以下是電能表的分類：1. 按使用電源性質(zhì)分類電能表按使用電能性質(zhì)可分為交流電能表和直流電能表， 常見 的是交流電能表。2. 按結(jié)構(gòu)和原理可分為感應(yīng)式電能表和電子式電能表。 感應(yīng)式 電能表的特點是結(jié)構(gòu)

13、簡單、工作可靠、維護(hù)方便，但體積大，制造精 度不容易提高。電子式電能表又可分為全電子電能表和機(jī)電式電能 表。全電子式電能表的特點是精度高、頻帶寬、體積小、適合遙控遙 測，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜價格貴，目前有取代感應(yīng)式電能表的趨勢。 堯側(cè)閆繭絳闕 絢勵蜆贅。3. 按準(zhǔn)確度等級分類電能表按其準(zhǔn)確度等級可分為普通安裝式電能表（ 0.2、 0.5、1.0、2.0、3.0級）和攜帶式精密級（ 0.01、0.02、0.05、0.1、0.2 級）。4. 按用途分類電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析電能表按用途可分為工業(yè)與民用電能表及特殊用途電能表等第二節(jié) 感應(yīng)式電能表1. 感應(yīng)式電能表的結(jié)構(gòu)單相感應(yīng)式電能表主要由測量機(jī)構(gòu)和輔

14、助部件機(jī)構(gòu)組成。 測量機(jī) 構(gòu)包括驅(qū)動元件、轉(zhuǎn)動元件、制動元件、軸承和計度器。用于三相三 線制計量的電能表有兩套驅(qū)動元件， 用于三相四線制計量的電能表有 三套驅(qū)動元件，它們都有兩個鋁盤 。 識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。2. 感應(yīng)式電能表的工作原理 當(dāng)電能表接入交流電路后，在電壓線圈的兩端施加線路電壓 U, 電流線圈通過負(fù)載電流 I 。此時電壓線圈中通過電流 IU ，IU 在電壓鐵 芯中產(chǎn)生電壓工作磁通 U ；同時電流 I 通過電流線圈時在電流鐵芯中 產(chǎn)生兩個大小相等方向相反的電流工作磁通I和 I 。 I ， U和 I穿過轉(zhuǎn)盤時，分別在圓盤上感應(yīng)出滯后與它們 90的感應(yīng)電動勢 EI , EU和EI 以及

15、感應(yīng)電流 II ，IU和II 。凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。 由于電壓工作磁通和電流工作磁通在空間上不相重合， 而且在時間上 存在相位差， 因此會產(chǎn)生驅(qū)動力矩， 使電能表的轉(zhuǎn)盤按一個方向不停 的轉(zhuǎn)動， 且轉(zhuǎn)動方向是有時間上超前的磁通指向滯后的磁通。 驅(qū)動力 矩的表達(dá)式為： M Q KUI sin KUI cos 恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。單相有功電能表正確計量應(yīng)滿足的條件：（1）電流工作磁通 I 正比于負(fù)載電流 I ；8電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析2）電壓工作磁通 U正比于電壓 U；3）900。第三節(jié) 有功電能表的接線方式電能計量方式指計量設(shè)備的接線方式。 測量電路中的電能表按接 入線路的方式可分為直接

16、接入式和經(jīng)互感器間接接入式兩種 。 鯊腎鑰詘褳 鉀溈懼統(tǒng)庫。1. 單相有功電能表 測量單相電路有功電能的原理接線圖和向量圖如圖 3-1 所示。電 能表的電流線圈必須與電源相線串聯(lián)，電壓線圈應(yīng)跨 碩癘鄴頏謅攆檸攜 驤蘞。圖 3-1 （ a）單相電路原理接線圖（ b）相量圖 接在電源端的相線與零線之間， 電壓線圈標(biāo)有黑點的一段應(yīng)與電源端 的相線連接，黑點的標(biāo)志稱為同名端。測得的有功功率為： 閿擻輳嬪諫遷 擇楨秘騖。P UI cos2. 三相電路有功電能表三相三線有功電能表的接線方式三相三線有功電能表的接線圖如圖 3-2 所示。三相三線有功電能電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析表只能用于中性點對地絕緣系統(tǒng)

17、， 一次供電系統(tǒng)中沒有接地線， 如我 國城鄉(xiāng) 35KV、 10KV配電網(wǎng)，該系統(tǒng)能基本保證 iA iB iC 0， 氬嚕躑竄貿(mào)懇 彈瀘頷澩。圖 3-2 三相三線有功電能表接線圖 其接線原則是：元件 1為U AB, I A ；元件 2 為U CB , I C 。這時三相電能 表所反映的測量功率為 P 3UI cos 。 三相三線電路一般為高電壓大電流電路， 所以需要接入互感器， 這種 計量裝置廣泛應(yīng)用于計量發(fā)電廠的發(fā)電量， 變電所的供電量和高供高 計電力用戶。它所計量的電能占整個電能計量的 70%以上，因此，屬 于非常重要的電能計量裝置。 三相三線有功電能表經(jīng)電流， 電壓互感 器的接線圖如圖 3

18、-3 所示 。 釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。10電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析圖 3-3 三相兩元件有功電能表與電流、電壓互感器的接線圖三相對稱時， 三相電能表所測得的有功功率為 P2 3U 2I 2 cos ，一次 側(cè)實際功率為 P2 KUKI 3U2I2cos （其中 KU,KI 電壓電流互感器的變 比）。第四節(jié) 電能表的綜合錯接線實驗與分析故障（一）：測量結(jié)果： 2.48 =2.48 =98V =98V各項對地電壓： U1=98.3 V U 2 =0.2 V U 3 =98.1 V電壓與電流之間角度： U12 I1=480 U12 I 2=1040圖 3-4=160011電力系統(tǒng)二次測量回路故障

19、分析分析測量結(jié)果： （1）首先用測量儀器電壓檔測量電能表電壓端鈕間線電壓，得Uab Ucb Uca 100V （由于誤差的存在） ，說明電壓回路無斷線和極 性接反。 慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼。（2） 測量電能表各端子的對地電壓分別為 U1=98 V U2=0V U 3 =98V 所以可以判斷出端子 2 為 b 相 。 諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動禪瀉類。（ 3）用鉗形電流表測得一元件電流為 2.48 A，二元件電流表位 2.48 A，電流基本平衡，說明電流回路無斷線 。 嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。（4）測得電能表 U12 I1=480、 U 32 I 1 =1060，分析得到（ U12 I 1 =480） -（U3

20、2 I1=1060） -60 0 ，所以可以判斷電壓相序為正相序 。 熒紿譏鉦鏌 觶鷹緇機(jī)庫。（5）畫出向量圖如圖 3-4 。從向量分析， I1應(yīng)為Ia, I2應(yīng)為- Ic，所 以電能表的接線方式為【 U ab， I a】、【U cb ，- I c 】，其接線圖如圖 3-5 所示 。 鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。12電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析圖 3-5= =+）P=+=-UI k= UI k= k=-4.8 （ 當(dāng)時 ）有功表：正轉(zhuǎn) 無功表：反轉(zhuǎn)故障（二）測量結(jié)果： 0.8 =2.48 =98V =98V 各項對地電壓： U1=98V U2=0 V U 3 =98V 電壓與電流之間角度： U12

21、I1=670 U12 I 2=2740U 32 I 1=124 U 32 I 2 =332 分析測量結(jié)果：（1）首先用測量儀器電壓檔測量電能表電壓端鈕間線電壓，得Uab Ucb Uca 100V （由于誤差的存在） ，說明電壓回路無斷線和極 性接反。 紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。（2） 測量電能表各端子的對地電壓分別為 U1=98 V U2=0V U 3 =98V 所以可以判斷出端子 2 為 b 相 。 穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。（ 3）用鉗形電流表測得一元件電流為 0.8 A，二元件電流表位 2.48 A， 說明一元件電流回路短路。（ 4）測得電能表 U12 I1=670、 U 32 I 1 =124

22、0，分析得到（ U12 I 1 =670）13電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析-（U32 I1=1240） -60 0 ，所以可以判斷電壓相序為正相序 。 濫驂膽閉驟 羥闈詔寢賻。（5）畫出向量圖如圖 3-6 。從向量分析， I1應(yīng)為 Ia , I2 應(yīng)為 Ic ，所 以電能表的接線方式為【 Uab，I a 】、【 U cb ， I c 】。圖 3-6=0 =+）P=+=UI+）k= UI k=k=1.7 （ 當(dāng)時 ）有功表：正轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速加快） 無功表：正轉(zhuǎn)故障（三）：測量結(jié)果： 2.48 =0 =98V =98V 各項對地電壓： U1=98V U2=0 V U 3 =98V 電壓與電流之間角度：

23、U12 I1=470 U12 I 2=319014電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析U 32 I 1=104 U 32 I 2 =322 分析測量結(jié)果：（1）首先用測量儀器電壓檔測量電能表電壓端鈕間線電壓，得Uab Ucb Uca 100V （由于誤差的存在） ，說明電壓回路無斷線和極 性接反。 銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。（2）測量電能表各端子的對地電壓分別為 U1=98 V U2=0V U 3 =98V 所以可以判斷出端子 2 為 b 相 。 擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。（ 3）用鉗形電流表測得一元件電流為 2.48 A，二元件電流表位 0 A， 說明二元件電流回路斷路。（4）測得電能表 U12 I1=47

24、0、 U 32 I 1 =1040，分析得到（ U12 I 1 =470） -（U32 I1=1040） -60 0 ，所以可以判斷電壓相序為正相序 。 賠荊紳諮侖 驟遼輩襪錈。（5）畫出向量圖如圖 3-7 。從向量分析， I1應(yīng)為 Ia , I2 應(yīng)為 Ic ，所 以電能表的接線方式為【 U ab， Ia】、【U cb，Ic 】，但是因為二元件斷 路即 I2 =0 。塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。P=+=UI+)15電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析k= UI k= k=2.5 （ 當(dāng)時 ）故障（四）：測量結(jié)果： 2.48 =2.48 =98V =98V 各項對地電壓： U1=98V U2=0 V U 3

25、=98V 電壓與電流之間角度： U12 I 1=1110 U12 I 2=3510U 32 I 1=51 U 32 I 2 =291 分析測量結(jié)果： （1）、首先用測量儀器電壓檔測量電能表電壓端鈕間線電壓，得U ab U cb U ca 100V （由于誤差的存在） 。（2）、測量電能表各端子的對地電壓分別為 U1=98 V U 2=0V U3 =98V 所以可以判斷出端子 2 為 b 相 。 裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。（ 3）、用鉗形電流表測得一元件電流為 2.48 A，二元件電流表位 2.48 A，電流基本平衡，說明電流回路無斷線 。 倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。（ 4）、 測 得 電 能 表 U1

26、2 I1 =111 0 、 U 32 I1 =510， 分 析 得 到 （U12 I1=1110）-（U 32 I1=510） 600 ，所以可以判斷電壓相序為負(fù) 相序。 綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。（5）、畫出向量圖如圖 3-8 。從向量分析， I1 應(yīng)為 I a , I2 應(yīng)為 I c ，所 以電能表的接線方式為【 U cb ， I a】、【U ab ， Ic 】。16電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析圖 3-8故障（五）：測量結(jié)果： 2.48 =2.48 =98V =98V 各項對地電壓： U1=0V =0 V U 3 =98V 電壓與電流之間角度： U12 I 1=2830 U12 I 2=343

27、0U 32 I 1=351 U 32 I 2 =51分析測量結(jié)果：（ 1） 首先用測量儀器電壓檔測量電能表電壓端鈕間線電壓，得U ab U cb U ca 100V （由于誤差的存在） 。（2） 測量電能表各端子的對地電壓分別為 U1=0V U 2 =98V U3 =98V 所以可以判斷出端子 1 為 b 相 。 驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。（ 3） 用鉗形電流表測得一元件電流為 2.48 A，二元件電流表位 2.48 A，電流基本平衡，說明電流回路無斷線 。 瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。（ 4）、 測 得 電 能 表 U12 I1 =2830 、 U32 I1 =351 0， 分 析 得 到U12 I

28、1 =2830）- （ U 32 I1=3510） -600，所以可以判斷電壓相序為正相序 。 鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。I1 應(yīng)為 Ia , I 2 應(yīng)為 - Ic ，- I c 】。（5）、畫出向量圖如圖 3-9 。從向量分析， 所以電能表的接線方式為【， I a】、【U ab，17電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析圖 3-9第四章 互感器極性接反及斷線分析第一節(jié) 互感器的必要性和作用電力系統(tǒng)要安全運(yùn)行，必須裝設(shè)一些測量儀表，以測量電路中 的各種電氣量，如電壓功率、電流、電能等。我們經(jīng)常還會遇到要測 量較高的電壓和較大的電流的各種電氣量， 為了更方便的更正確地獲 得這種測量的數(shù)據(jù)，必須使用互感器?；?/p>

29、感器的主要作用有： 櫛緶歐鋤棗 鈕種鵑瑤錟。（ 1）將高電壓變?yōu)榈碗妷海?100V），大電流變?yōu)樾‰娏鳎?5A）；（ 2）使測量二次回路與一次回路高電壓和大電流實施電氣隔離， 以保證測量工作人員和儀表設(shè)備的安全；（3）使儀表制造標(biāo)準(zhǔn)化，而不用按被測量電壓高低和電流大小 來設(shè)計儀表；（4）取出零序電流、電壓分量供反映接地故障的繼電保護(hù)裝置使用18電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析第二節(jié) 電壓互感器及其相關(guān)實驗1. 電壓互感器的主要參數(shù)（1）電壓互感器的分類1.根據(jù)用途的分類按用途分為測量用電壓互感器和保護(hù)用電壓互感器。這兩種互 感器又可分為單相和三相。2.根據(jù)安裝地點分類 按安裝地點分為戶內(nèi)型電壓互感

30、器和戶外型電壓互感器。 3根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分類單級式電壓互感器， 一次繞組和二次繞組均繞組繞在同一個 鐵柱上。串級式電壓互感器， 一次繞組分成匝數(shù)相同的幾段， 各段串 聯(lián)起來，一端子連接高壓電路，另一端子接地。（2）繞組的額定電壓額定一次電壓：可以長期加在一次繞組上的電壓 , 并以此為基準(zhǔn) 確定其各項性能 ,根據(jù)其接入電路的情況 ,可以是線電壓 ,也可以是相 電壓 。 轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。19電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析額定二次電壓： 我國規(guī)定接在三相系統(tǒng)中相線與相線之間的單相 電壓互感器為 100V，對于接在三相系統(tǒng)相線與地間的單相電壓互感 器為 100/ 3 V。峴揚(yáng)斕滾澗輻灄興渙藺。(3)

31、 額定電壓變比 額定電壓變比為額定一次電壓與額定二次電壓之比， 一般用不約分的 分?jǐn)?shù)形式表示為 :Ku = U1e / U2e 詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。(4) 額定二次負(fù)載 電壓互感器的二次負(fù)載常以測出來的導(dǎo)納表示， 負(fù)載導(dǎo)納與輸出容量的關(guān)系為：S U 22Y(5) 準(zhǔn)確度等級電壓互感器存在著誤差 , 根據(jù)電壓互感器允許誤差劃分準(zhǔn)確度等 級有 0.01 、0.02 、0.05 、0.1 、0.2 、0.5 、1.0 、 3.0 、5.0 級。則鯤愜韋 瘓賈暉園棟瀧。(6) 極性標(biāo)志為了保證測量及校驗工作的接線正確 , 電壓互感器一次及二次繞 組的端子應(yīng)標(biāo)明極性標(biāo)志。 電壓互感器一次繞組接線端子用

32、大寫字母 A、B、C、N表示,二次繞組接線端子用小寫字母 a、b、c、 n 表示。脹 鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。2. 電壓互感器的工作原理當(dāng)一次繞組加上電壓 U1時，鐵芯內(nèi)有交變主磁通 通過，一、二20電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析次繞組分別產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 E1和 E2 ，將電壓互感器二次繞組阻抗折 算到一次側(cè)后，可以得到： 鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。U 1 I 1 (R1 jX 1 ) EU 2 E2 I 2 ( R2 jX2 )若忽略勵磁電流和負(fù)載電流在一、二次繞組中產(chǎn)生的壓降，則 :KU = U1/U2= E1/E2 = N1/N23電壓互感器的接線方式1)V形接線圖 4-1 (a)V 形接線2)Y

33、形接線圖 4-1 ( b)Y 形接線21電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析4. 使用電壓互感器的應(yīng)注意的問題（1） 在投入使用前應(yīng)按規(guī)程規(guī)定進(jìn)行試驗檢查。（2） 在接線時，要注意端子的極性（3）電壓互感器二次側(cè)必須有一端可靠接地。（4）運(yùn)行中二次側(cè)不允許短路。5. 電壓互感器繞組的極性接反實驗分析（ 2種）（1）電壓互感器為 V,v 接線，若二次側(cè) ab 相極性接反時。 由圖 4-2（a）中得到二次繞組的同名端與一次繞組 A 相的同名端相 對應(yīng)，因此二次電壓 U ba與一次電壓 U AB相對應(yīng)，且 U ab U ba ，即此 時U ab 與正確接線時方向相反，畫出反相的 U ab，如圖 4-2 （b

34、）所 示。連接 a、c 即得 U ca ，同樣組成一個頭尾相連的閉合三角形，此 時Uca 173V, Uab Ubc 100V 。稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。 即理論數(shù)據(jù)： Uca 173V , Uab Ubc 100V圖 4-2 二次 ab 相極性接反時的原理接線圖和向量圖（a）原理接線圖； （b）向量圖實驗驗證：22電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析實驗數(shù)據(jù)：U ca =176V U ab =102V U bc =102V比較理論與實驗結(jié)果 : 實驗與理論數(shù)據(jù)稍有差別，即誤差的存在。通過分析我們判別誤差主要是由于互感器有 線圈內(nèi)阻、鐵芯損耗、漏 磁通以及勵磁電流的存在使得電壓互感器的實際變比隨負(fù)荷的變

35、化 而變化，也就是存在變比誤差。角差對二次側(cè)測得的電流沒有影響。陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。（2）電壓互感器為 V,v 接線，若二次側(cè) bc 相極性接反時。同理，可畫出當(dāng)二次 bc 相接反時的向量圖，如圖 4-3 （b）將反接的 電壓Ubc 反相（與正確接線時的向量相反） ，然后連接 a、c，就得U ca ，溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。此時二次線電壓值為 Uab Ubc 100V ，Uca 173V即理論數(shù)據(jù)： Uca 173V U ab Ubc 100Vca圖 4-3 二次 ab 相極性接反時的原理接線圖和向量圖（ a）原理接線圖 ； （ b）向量圖實驗驗證：實驗數(shù)據(jù)： U ca =178VU ab =

36、102VUbc =103V比較理論與實驗結(jié)果 : 實驗與理論數(shù)據(jù)稍有差別，即誤差的存在。 通過分析我們判別誤差主要是由于互感器有 線圈內(nèi)阻、鐵芯損耗、 漏磁通以及勵磁電流的存在使得電壓互感器的實際變比隨負(fù)荷的變23電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析化而變化，也就是存在變比誤差。 角差對二次側(cè)測得的電流沒有影響。 鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。結(jié)論：電壓互感器采用 V,v 接線，若二次或一次側(cè)任何一個繞組極性接反 時，若其二次電壓 Uab和Ubc仍為 100V,則U ca為 173V。 懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。6. 電壓一、二次回路一相斷線（ 6 種）電壓互感器常用的接線形式有兩相星形（ V 形）和三相星形（

37、Y 形）兩種。正常情況下，電壓互感器二次線電壓為 100V,即 Uab=Ubc=Uca=100V。如果線路出現(xiàn)故障，則二次線電壓將發(fā)生變化。 謾飽 兗爭詣繚鮐癩別瀘。（1）電壓互感器為 V，v 接線，一次側(cè) A 相斷線理論分析 如圖 4-4（a）所示，由于 A 相斷線，故二次對應(yīng)繞組無感應(yīng)電動勢， 所以 Uab=0，a、 b 兩點等電位，一次側(cè) BC繞組正常，故二次側(cè)繞組 bc 間有感應(yīng)電動勢， Ubc=100V。因為 a、b是等電位，所以 Uca=Ubc=100V。 咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺。即理論數(shù)據(jù)：Uab=0 U ca=Ubc=100V電壓互感器為 V， v 接線，A相斷線示意圖a）原理接

38、線圖；b）二次相量圖24電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析實驗驗證：實驗數(shù)據(jù)：U ab 0VU ca 101VU bc 103V比較理論與實驗結(jié)果 ：前后電壓有稍微的差別，即誤差的存在。通過 分析我們判別誤差主要是：電壓互感器原邊勵磁阻抗不同所引起的?，撝C齷蘄賞組靄縐嚴(yán)減。2）電壓互感器為 V，v 接線，一次側(cè) B 相斷線如圖 4-5 （ a）所示， B 相斷線，對兩臺互感器來講，如同是單相串聯(lián)，外加電壓只有 UCA, 故二次對應(yīng)的線電壓 Uca=100V，如果 b點是一個中心抽頭， 所以 Uab=Ubc=Uca/2=50V，其相量圖如圖 4-5（b）麩肅所示。如果 b 不為中心抽頭，則可根據(jù)匝數(shù)比

39、計算相應(yīng)電壓。鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。即理論數(shù)據(jù) ：U ca=100VU ab=Ubc=Uca/2=50V圖 4-5電壓互感器為 V，v 接線， B 相斷線示意圖 a）原理接線圖；（ b）二次相量圖實驗驗證： 實驗數(shù)據(jù)： U ca =104V U ab =38V U bc =65.5V通過比較理論與實驗結(jié)果 : 前后電壓有稍微的差別， 即誤差的存在。分析我們判別誤差主要是：電壓互感器原邊勵磁阻抗不同所引起的納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。25電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析（ 3） 同（1） 中分析，可推出 C相斷線時，如圖 4-6 所示 即理論數(shù)據(jù) ： U bc=0V U ab=Uca=100V 。圖 4-6

40、電壓互感器為V，v 接線， A 相斷線示意圖a）原理接線圖；b）二次相量圖實驗驗證： 實驗數(shù)據(jù)： U bc =0V U ab=102V U ca =102V比較理論與實驗結(jié)果 : 前后電壓有稍微的差別， 即誤差的存在。 通過 分析我們判別誤差主要是：電壓互感器原邊勵磁阻抗不同所引起的 風(fēng) 攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。7. 電壓互感器二次側(cè)斷線時情況分析當(dāng)電壓互感器二次側(cè)斷線時， 其二次電壓值與互感器的接線形式 無關(guān)，而與互感器是否接入二次負(fù)載有關(guān)。 這里我們將電壓互感器二 次負(fù)載用電壓表代替 。 滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。（1）二次側(cè) a 相斷線電壓互感器二次接有負(fù)載， 為四支相同的電壓表， 設(shè)各電壓表的

41、 電壓線圈阻抗相等，則二次側(cè) a 相斷線時的原理接線如圖 4-7 （a） 所示。其等值電路如圖 4-7 （ b）所示。從圖中得到 U bc 100V , 而26電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析Uab Uca12Ubc, U ab和U ca的大小只有原來值的一半即 50V，而且相位也發(fā)生了變化 。 鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。即理論數(shù)據(jù)： U bc 100VU ab1U bc2 bc（ a）（b）圖 4-7 二次 a 相斷線時的原理接線圖和等值電路圖（a）原理接線 ； （ b）等值電路圖實驗驗證：實驗數(shù)據(jù)： U bc =103V U ab =52V U ca =51V 比較理論與實驗結(jié)果 : 實驗結(jié)果與理

42、論分析稍有差別，即誤差的存 在。通過分析我們判別誤差主要是： 二次側(cè)電壓表內(nèi)阻不相等引起的 誤差。 攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。（2）二次側(cè) b 相斷線 如果二次接有同前一樣的負(fù)載，當(dāng) b 相斷線時，可畫出圖 4-8（b） 所示的等值電路圖。按阻抗大小分配得到的電壓值 趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。 即理論數(shù)據(jù)： Uca =100VU ab =（1/2 ） 100=50（V）U bc =(1/2 ) 100=50(V)27電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析a）圖 4-8 相斷線時的原理接線圖和等值電路圖 a）原理接線圖；（ b）等值電路圖實驗驗證：實驗數(shù)據(jù)： U ca =102VU ab =69VUbc =34.

43、5V比較理論與實驗結(jié)果 : 實驗結(jié)果與理論分析稍有差別，即誤差的存 在。通過分析我們判別誤差主要是： 二次側(cè)電壓表內(nèi)阻不相等引起的 誤差。 夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。（3）二次側(cè) c 相斷線 如果二次接有同前一樣的負(fù)載，當(dāng) c 相斷線時，可畫出圖 4-9（b）所示的等值電路圖。按阻抗大小分配得到的電壓值為 即理論數(shù)據(jù)： U ab =100VU ca =- (1/2 ) 100=-50(V)U bc =- (1/2 ) 100=-50(V)28電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析（a）（ b）圖 4-9 相斷線時的原理接線圖和等值電路圖 （a）原理接線圖；（ b）等值電路圖實驗驗證：實驗數(shù)據(jù)：U ca =1

44、02VU ab =68VU bc =35V比較理論與實驗結(jié)果 : 實驗結(jié)果與理論分析稍有差別，即誤差的存 在。通過分析我們判別誤差主要是： 二次側(cè)電壓表內(nèi)阻不相等引起的 誤差。 視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。第三節(jié) 電流互感器及其相關(guān)實驗1. 電流互感器的分類（1）按用途可分為兩類：一是測量電流、功率和電能用的測量 用電流互感器，二是繼電保護(hù)和自動控制用的保護(hù)控制用互感器； 偽 澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。（2）根據(jù)一次繞組匝數(shù)可分為單匝式和多匝式。（3）根據(jù)安裝地點可分為戶內(nèi)式和戶外式。（ 4）根據(jù)絕緣方式可分為干式，澆注式，油浸式等。（ 5）根據(jù)電路互感器工作原理可分為電磁式、光電式、電子式。2. 電流互

45、感器的主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電流比：一次額定電流 I1e 與二次額定電流 I2e之比，即：KI I1e /I2e29電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析(2) 準(zhǔn)確度等級：根據(jù)電流互感器允許誤差，電流互感器的準(zhǔn)確 度等級有 0.01 、0.02 、0.05 、0.1 、0.2 、0.5 、1.0 、3.0 、5.0 、0.2S 級及0.5S級。 緦徑銚膾齲轎級鏜撟廟。(3) 額定容量：電流互感器的額定容量，就是額定二次電流 I2e通 過二次額定負(fù)載 Z2e時所消耗的視在功率 S2e ，即： S2e I2eZ2e(4) 額定電壓：一次繞組長期能夠承受的最大電壓(有效值) , 以kV為單位。它只是說明電流

46、互感器的絕緣強(qiáng)度， 而和額定容量沒有 任何關(guān)系 。 騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。(5) 極性標(biāo)志：為了保證測試及校驗工作的接線正確，電流互 感器一次和二次繞組的端子應(yīng)標(biāo)明極性標(biāo)志。 電流互感器一般都按減 極性表示，即從電流互感器一次繞組和二次繞組來看，電流 I1、 I2 癘騏 鏨農(nóng)剎貯獄顥幗騮。3. 電流互感器的工作原理當(dāng)一次繞組中有電流 I1通過時，一次繞組的磁動勢 I1N1 產(chǎn)生的 磁通絕大部分通過鐵芯而閉合；從而在二次繞組中感應(yīng)出電動勢E230電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析如果二次繞組接有負(fù)載， 那么二次繞組中就有電流 I 2通過，有電流就 有磁動勢，所以二次繞組中由磁動勢 I2N2 產(chǎn)生磁通，

47、這個磁通絕大部 分也是經(jīng)過鐵芯而閉合。 因此鐵芯中的磁通是由一、 二繞組的磁動勢 共同產(chǎn)生合成磁通 ，根據(jù)磁動勢平衡原理可以得到： 鏃鋝過潤啟婭澗駱讕瀘。I1N1 I2N2 I10N1如果忽 略鐵芯 中各種 損耗， 可認(rèn)為 勵磁磁 動式 I10N1 0 , 則 ： I1N1 I2N2 即一次磁動式安匝等于二次磁動式安匝，且相位相反。故化簡可得，KI1e2eN2N13. 電流互感器的接線方式4. 電流互感器的接線方式1）兩相星形（ V 形）連接2）分相連接31電力系統(tǒng)二次測量回路故障分析圖 4-12 兩相星形（ V 形）分相連接3）三相星形連接圖 4-13 三相星形連接5. 電流互感器的使用注意事項（1）極性連接要正確；（2）運(yùn)行中的電流互感器二次繞組嚴(yán)禁開路；（3）電流互感器繞組應(yīng)按減極性連接；（4）電流互感器二次側(cè)應(yīng)可靠接地，且只允許有一個接地點；（5）電流互感器的二次回路應(yīng)具有獨立性。6. 電流互感器極性接反實驗分析（ 3 種）（1） 電流互感器為 V，v 形接線，二次側(cè) a 相繞組極性接反時在圖 4-14 （a）所示的三相三線電路中，根