韓子奇

（浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院 ,浙江 寧波 315100）

0 引言

根據(jù)電力系統(tǒng)一次潮流的狀況，測量和分析二次側(cè)的電流與電壓的相量關(guān)系，是判斷電流、電壓互感器及其二次接線是否正確的重要手段?；ジ衅骷捌涠谓泳€的正確與否直接關(guān)系到電氣測量系統(tǒng)能否精準(zhǔn)測量、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置能否正確動(dòng)作、電能計(jì)量裝置能否準(zhǔn)確計(jì)量，進(jìn)而關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定控制、安全運(yùn)行，以及電能交易的公平公正。

1 典型潮流狀況下的相量分析

電力系統(tǒng)的潮流狀況，由電源點(diǎn)的分布及出力、電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、無功調(diào)節(jié)裝置布點(diǎn)和調(diào)節(jié)策略、負(fù)荷分布情況等因素來決定，是相量測量和分析的重要判據(jù)。在交流系統(tǒng)中，只有有功功率流入或流出母線的狀況相對較少，只有無功功率流入或流出母線的狀況一般在無功調(diào)節(jié)設(shè)備安裝處，這四種情況的相量測量和分析相對簡單，本文不作討論。下面對既有有功功率又有無功功率流入、流出母線的四種典型潮流狀況下的電壓、電流的相量進(jìn)行分析。

在電路分析中，交流量一般采用復(fù)數(shù)表示，本文采用復(fù)平面分析法來分析電流與電壓的相量關(guān)系。在電力系統(tǒng)中，電壓的幅值及相位角是由電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、電力變壓器的接線組別、系統(tǒng)電壓等級等因素決定的，一般不隨電力系統(tǒng)潮流的變化而變化，因此本文以電壓量作為基準(zhǔn)相量（即假定相電壓相量來分析電流與電壓的相量關(guān)系。

潮流用復(fù)功率表示為：

1.1 有功功率、無功功率均流出母線時(shí)的相量分析

有功功率、無功功率均流出母線，即P 、Q均為“正”時(shí)，電流與電壓的相量關(guān)系如圖2(a)所示。

1-φ φ的相位角為1，即電流相量落后于電壓相量1。

1.2 有功功率流出母線、無功功率流入母線時(shí)的相量分析

有功功率流出母線，無功功率流入母線，即P 為“正”、Q為“負(fù)”時(shí)，電流與電壓的相量關(guān)系如圖2(b)所示。

1.3 有功功率流入母線、無功功率流出母線時(shí)的相量分析

有功功率流入母線，無功功率流出母線，即P 為“負(fù)”、Q為“正”時(shí)，電流與電壓的相量關(guān)系如圖2(c)所示。

1.4 有功功率、無功功率均流入母線時(shí)的相量分析

有功功率、無功功率均流入母線，即P 、Q均為“負(fù)”時(shí)，電流與電壓的相量關(guān)系如圖2(d)所示。

復(fù)平面分析法能夠根據(jù)復(fù)功率S的有功分量P 、無功分量Q的大小，方便地計(jì)算出的復(fù)角φ ，再根據(jù)的相位角與的復(fù)角為共軛角，得出電流的相位角-φ。若電流的相位角-φ數(shù)值為“正”，則電流相量超前于電壓相量-φ；若電流的相位角-φ數(shù)值為“負(fù)”，則電流相量落后于電壓相量φ。

以上均以某一相電流、電壓的相量進(jìn)行的分析，另外兩相電流、電壓的相量，參照電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中的三相對稱原理，可以方便地獲得。

2 相量實(shí)測值錯(cuò)誤原因分析

實(shí)際測量中，考慮到互感器的比差、角差及二次接線角度扭轉(zhuǎn)等因素，電流與電壓向量的實(shí)測值與上述理論分析所得的結(jié)果應(yīng)該基本吻合。如果實(shí)測值與上述理論分析結(jié)果不符，應(yīng)從以下方面尋找原因。

2.1 測量儀表和測量方法引起的錯(cuò)誤

（1）檢查測量儀表是否完好，表用電池應(yīng)電量充足。

（2）儀表的測量接線要正確無誤；測試時(shí)，電流測量鉗極性朝向正確。

（3）作為基準(zhǔn)相量的電壓量，盡可能取自距電壓互感器二次繞組電氣距離最近的測量點(diǎn)，以保證其正確性；同時(shí)，對接入所測裝置的電壓量應(yīng)加以核對。

（4）電流量的相量測量，除需在所測屏的端子排處進(jìn)行測量外，也需對所測裝置接入電流量的相量加以測量。

2.2 互感器二次接線引起的錯(cuò)誤

（1）實(shí)際測得的相位角與理論分析結(jié)果相差180o時(shí)，應(yīng)為互感器二次繞組極性接反。比如，把a(bǔ)相互感器的二次繞組的“極性端”與“非極性端”接反。

（2）實(shí)際測得的相位角與理論分析結(jié)果相差120o或-120o時(shí)，應(yīng)為互感器二次接線相別接錯(cuò)。比如，把a(bǔ)相互感器的二次接線錯(cuò)誤地接為b相或c相。

（3）實(shí)際測得的相位角和理論分析結(jié)果相差60o或-60o時(shí)，應(yīng)為互感器二次接線組別錯(cuò)誤。比如，在△型接線中把1點(diǎn)鐘接線方式錯(cuò)接成11點(diǎn)鐘接線方式，或者把11點(diǎn)鐘接線方式錯(cuò)接成1點(diǎn)鐘接線方式。

（4）實(shí)際測得的相位角與理論分析結(jié)果相差30o或-30o時(shí)，應(yīng)為互感器二次接線型式錯(cuò)誤。比如，把Y型接線錯(cuò)接成△型接線，或者把△型接線錯(cuò)接成Y型接線。

（5）實(shí)際測得的相位角和理論分析結(jié)果不符且不是以上幾種情況時(shí)，應(yīng)為多種接線錯(cuò)誤并存，要根據(jù)測得的結(jié)果綜合加以分析。

3 結(jié)語

相量測量和分析，是電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電氣測量、電能計(jì)量專業(yè)工作中十分重要的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，電氣專業(yè)人員應(yīng)熟練掌握、靈活應(yīng)用。隨著智能化電測儀表的普及應(yīng)用，相量的測量和分析自動(dòng)化程度也逐步得到提高。

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