电压互感器VV接线极性接反判断方法探讨

电压互感器VV接线极性接反判断方法探讨一、概述电能计量装置是供用电双方进行电能贸易结算的工具，同时也是企业加强内部管理，实现经济核算必不可少的手段，因此其准确性对于供用电双方来说非常重要。电能计量装置在安装接线过程中难以避免会发生错误接线，误接线给电能计量带来的误差可由百分之几到百分之几百，如何快速查找判断出误接线类型，计算出差错电量，成为电能计量检查中的一项重要工作。本文主要对电压互感器Vv0接线极性接反的判断方法进行了探讨，提出了几种简单易行的方法。二、原理1、Vv0接线的电压互感器正确接线原理分析：图2.1三相三线两元件有功电能表经TA、TV接线图、相量图三相三线制电路中采用两台电压互感器接线，称为二相星形接线或Vv接线。此接法广泛应用于中性点不接地或经消弧线圈接地的35kV及以下的高压三相系统，特别是10kV三相系统。正确接线时，其原理接线图及相量图如图2.1所示。图2.2电压互感器Vv接线原理图（a）接线图（b）相量图UcaUbcUab图2.2电压互感器Vv接线原理图（a）接线图（b）相量图UUUBCACBA（b）（a）UUUcbaabc此时，电压互感器二次线电压值为。若互感器的二次侧任一个绕组极性反接，则TV二次线电压值会有所变化。图2.3由上图可知，正确接线时U12接Uab电压；U32接Ucb电压。一元件所接电压电流关系为：Uab＾Ia；二元件所接电压电流关系为：Ucb＾Ic。其功率表达式为：第一元件有功功率P1=UabIacos(300+)第二元件有功功率P2=UcbIccos(300-)总有功功率为P=P1+P2=UabIacos(300+)+UcbIccos(300-)=UIcos2、电压互感器VV接线极性接反情况的探讨正相序有：ABC

BCA

CAB；逆相序有：ACB

CBA

BAC；在以上六种相序情况下，当电压互感器VV接线时其中一台极性接反会产生12种错误接线。下面取2种情况进行原理分析。1.二次侧ab相极性反接（b）（a）AABC（b）（a）AABCabcBCacb图2.4TV二次ab相极性接反（a）接线图（b）相量图当TV二次侧ab相极性反接，如图4-2所示，二次绕组b的同名端与一次绕组A的同名端相对应，因此二次相量与一次电压相对应，而，即此时的相量与正确接线时的相量方向相反，画出反向的，如图2.4（b）所示。连接即得，组成一个头尾相连的闭合三角形。由相量图可知，此时的电压。2.二次侧bc相极性反接图2.5TV二次bc相极性接反（a）图2.5TV二次bc相极性接反（a）接线图（b）相量图AABCacbBCabc（a）（b）当TV二次侧bc相极性反接，如图2.5所示，二次绕组b的同名端与一次绕组C的同名端相对应，因此二次相量与一次电压相对应，而，即此时的相量与正确接线时的相量方向相反，画出反向的，如图2.5（b）所示。连接即得，组成一个头尾相连的闭合三角形。由相量图可知，此时的电压。故当电压互感器Vv接线，二次侧任一绕组极性反接时，（即与b相相关的线电压仍为100V），。若表尾测量电压出现173V，则表明电压互感器二次侧出现了极性反接的情况。3电压互感器VV接线极性接反判断方法（一）测量步骤当TV出现二次极性反接时，其测量步骤如下：1.测量三相线电压U12、U32、U31：用相位伏安表的电压档分别测量电能表三相线电压U12、U32、U31。其中一个线电压的值为173V左右，其余两个值为100V左右。与100V电压值均相关的相即为v相。2.测量两相电流I1、I2:用相位伏安表的电流钳分别测量电能表的两相电流I1、I2，三相电压、电流对称时，两个电流值的大小应基本相等。3.测量与的相位差:选择相位伏安表的“Φ”档位，用相位伏安表的“U1”档位取1、2之间线电压U12，用相位伏安表的“U2”档位取3、2之间线电压U32，若显示为30º或120°，则表明表尾电压接入方式为正相序；若显示为240º或330°，则表明表尾电压接入方式为逆相序。4.测量与、的相位差:选择相位伏安表的“Φ”档位，用相位伏安表的“U1”档位取1、2之间线电压，用相位伏安表的“I2”档位取第一相接入电流，测出超前于的相位差；同理，用相位伏安表的“U1”档位取1、2之间线电压，用相位伏安表的“I1”档位取第二相接入电流，测出超前于的相位差。测量完成后，可根据测量结果，画出相量图，分析电能表接线方式。（二）分析方法利用相量图分析三相三线电能表TV二次极性反接方法如下：第一步：根据三个线电压的值判断b相。与173V电压值无关的相即为b相。例如，三个电压值如表3.1所示。表3.1100.2V101.5V173.2V表2.1中，U31为173.2V，说明TV二次出现了极性反接。与U31无关的相为b相，也就是中间相U2为Ub。第二步：根据与的相位差，判定表尾电压接入相序。当与的相位差为30º或120°，则表明表尾电压接入方式为正相序；若为240º或330°，则表明表尾电压接入方式为逆相序。判断出电压相序和b相，即知表尾接入电压。例如，以表2.1中的测量数据为例，若与的相位差为30°，则表尾电压接入相序为正相序abc。第三步：以为参考相量，始终按顺时针画出其余两相对称电压、相量。如图3.1所示。图图3.1电压相量第四步：假定电压互感器二次侧ab（或cb）相极性反接，在相量图中标出与b相相关的线电压相量U12(或U32)。例如，TV二次极性反接时，分析得出表尾电压接入相序为正相序abc。此时，假定电压互感器二次侧ab相极性反接，在相量图中标出与b相相关的线电压相量，其在相量图中的位置即线电压相量。第五步：根据与的相位差，确定与极性反接相电压相关的线电压相量在相量图中的位置。例如，TV二次极性反接时，表尾电压接入相序为正相序abc，假定电压互感器二次侧ab相极性反接，在相量图中标出与b相相关的线电压相量即，根据根据与的相位差，标出在相量图中的位置。第六步：根据与、的相位差，确定表尾接入电流。（三）TV二次极性反接典型案例分析电压互感器二次极性反接的判断仍采用本章第一节所介绍的数据测试步骤及分析方法。下面通过典型例题详细介绍TV二次极性反接的分析与判断。某用户负荷为感性，功率因数为0.85～0.92，三相三线电能表表尾测量数据如表3.2、3.3所示。表3.2100.2V101.5V173.2V2.86A2.90A表3.3相位角120°227°107°【解析】测试结果中U31=173.2V，说明电压互感器二次侧出现了极性反接情况。与173V无关的相为U2，故U2所对应相为b相。与的夹角为120°，说明表尾电压接入方式为正相序a、b、c。以为参考相量，始终按顺时针画出其余两相对称电压、相量如图2.7（a）所示。假定电压互感器二次侧cb相极性反接，则加在第一个测量元件上的电压为，加在第二个测量元件上的电压为即。在图中标出线电压和，如图3.2（b）所示。图3.2图3.2确定电压相量（a）相电压（b）线电压（a）（b）由测试结果可知，超前于的相位角为227°，以为起点，顺时针转227°得到相量图中的位置，如图3.3（a）所示。根据随相关系，的位置对应的电流为，同理，超前于的相位角为107°，以为起点，顺时针转107°得到相量图中的位置，如图3.3（b）所示。图图3.3确定电流相量（a）第一相接入电流（b）第二相接入电流227°（a）（b）根据随相关系，的位置对应的电流为，故电能表接入方式为第一元件【，】；第二元件【，】。此时的公率表达式为对三相对称系统，，，上式可化简为假定电压互感器二次侧ab相极性反接，则加在第一个测量元件上的电压为即，加在第二个测量元件上的电压为。在图中标出线电压和，如图3.4（b）所示。图图3.4确定电压相量（a）相电压（b）线电压（a）（b）由测试结果可知，超前于的相位角为227°，以为起点，顺时针转227°得到相量图中的位置，如图3.5（a）所示。根据随相关系，的位置对应的电流为，同理，超前于的相位角为107°，以为起点，顺时针转107°得到相量图中的位置，如图3.5（b）所示。图图3.5确定电流相量（a）第一相接入电流（b）第二相接入电流（b）（a）根据随相关系，的位置对应的电流为，故电能表接入方式为第一元件【，】；第二元件【，】。此时的公率表达式为对三相对称系统，，，上式可化简为【小结】由分析结果可知，无论假定电压互感器二次侧ab相极性反接还是bc相极性反接，最终得出的功率表达式是一样的，所不同的是分析出的电流接入方向恰好相反。故在已知电流接入方式的前提下，就可正确分析出TV二次极性反接情况。由公式可知，电流接入方向的直接影响了功率的正负，根据现在的智能电能表上可以读出有功和无功的正负，因此据此我们可以通过读电能表中有功功率所在的象限来判断电流接入的正负，从而来判断电压互感器极性反接的情况，根据人为设定电压互感器极性反接和相序的情况，通过试验后得到下表：接线方式角度电压有功功率U12＾U32U12U32U31U10U20U30Uab相极性接反UaUbUc1201001001731000100+UbUcUa301001731000100100-UcUaUb301731001001001000+UaUcUb3301731001001001000-UbUaUc3301001731000100100+UcUbUa2401001001731000100-Ucb相极性接反UaUbUc1201001001731000100-UbUcUa301001731000100100+UcUaUb301731001001001000-UaUcUb3301731001001001000+UbUaUc3301001731000100100-UcUbUa2401001001731000100+表3.4VV接线电压极性反接对应电压角度表由此表可知，通过测量U12和U32的夹角，以及U12、U32、U31的电压，以及电能表上的有功功率所在的象限，即可查找到唯一对应的电压互感器极性反接和正逆相序的情况。四、总结