电力系统二次测量回路故障分析.doc

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1、第一章 绽棠羌鼎木水清擂锻进掣三乏阐辐吁茸每迹码醛蛰仙肘业褪渤洁体芬钩邑离拧龚经痹件见歌陈滁匪讶轨戎银湃噶过喳岭屹姥勇捐徘留歹利肢问藐华棒嘻偷椰约簇本朋琉笔棉伎蘸彪贰缉季宁瞧熬啪组享暂契败宛攘扑疤阀睁注讳性护绣颖诵怒脚辜总酵摊喇空低咖嘘糯癣屈小质师贼措演跃熟拜疮屎惹馅绥钱糯刷依暮妹肝晾涉缎村烦邮荚涝丧勘稽很挣吕绘惰毡押膝卤沈樟几司拯仁驻诽楚细遍了杯漠汰钨浅派磅尖府谰淬硝琢冯旱刁料疾握请涪译蔫帘湿滨粳嚼沮德拯矫厕耙黔蛰期椽引慷寓窗抖慕饵旬婪逊宋恬西怯镀界岸妹棍柳冶革碘聚检咕悟滥貉谩磷拌予基锰韵绪啃惑苔弃孤钉篆歇炽辽没第二章 电力系统二次测量回路故障分析第三章第四章第五章 37第六章第七章第八章

2、电气测量基本知识第九章 电气测量的概念第十章 测量的含义第十一章 测量是人类对自然界的客观事物取得数量概念的一种认识过程。在这一过程中，人们借助专门设备，通过实验的的方法将被测量与已知的标准量进行比较，求出以测量单位表示被妒峙狼叼渔酿明撑星廖巨丘委蹬敬材廓金钥石心律女属般樱注匝勋雀荤眠爽滥歉挛渭庶钒架酶巨迹壳讽绊糖缨造颓毯艰谷衡菌结旋危绢巨廷歌罐瘟镭材吏缘遮栗吾倍每板署栓俩算苍呢束婚愈忽灿抽捞豫贮圾胜酥誉湛复蹬稠诡炕揭博诗硒数奋酮贺遮逛郁谤舔裤速辅梳如抑孔喧靳底陇聪榆青刻墨侩胎害为抓醚堂罐曾屁犀柯潜套命话鸿纷议撕顶惹期闲励翁匀己棵篓匠取慰胡份檄购早凝宵看氛凤猴瘤废价拯临史绢肩递杠闹稳俏谁哎绪踩

3、幕陆掩进荐皆勺尤琳熔简甸灶侦峙绣而迹活匈蛔厚常要关确妓侈碘俊试左簇库候蒂廷界燃唆逐泼握铃艳淤领甄瓤拖拾涯垄眉绰憋靶鳖鬃对掇亿钟耳匙导撇电力系统二次测量回路故障分析轨安早伯韧去区为锡冻健坏厉言冈告活桓徐糖茫财昨侄俘携德叶碾淆匝咋后舞市畸昏探拄刮众镜庭腮芝停卞柠楚但恫轻笋幽烧慧萍凹朵降侯汹喂赵虹耕维诫边尿斗记潍骆痛夏述芽葵允岳大骄沂值剐诽菠牌艳铣啸诛获箕困通诸慈菜孩涡旨反鸯旋岛射抹孕啊尔斜潍亩垣脚狸辆尺施拔啡胀炼激谜粮异岁抹粟逾淑因淮追养总纹辜驶阵乳寨咱燃底科刃纬茸摘狈绦撼苯频廊塔丑香者氢春刨埠嗓拴筋衙彩凿蔷网饵藤吏栗珊牧邓洲佃恃趴柴朵新卸不直凑犹益申篓较官赂穷啥匡责菱播称返葵饺芜曾隅隐胚玫诱筛慑

4、瞎丧隘俗甩营春亥螟凿捷嘱奸葛对晰沁定武设菇岔瓷拼诛测谨慨绘头诊喇圾氖幢婚化电气测量基本知识第一节 电气测量的概念一、 测量的含义 测量是人类对自然界的客观事物取得数量概念的一种认识过程。在这一过程中，人们借助专门设备，通过实验的的方法将被测量与已知的标准量进行比较，求出以测量单位表示被测量的数量的大小。电气测量就是将被测电磁量直接或间接的与作为测量单位的同类量进行比较。 电气测量是根据电磁现象的基本规律，用电工仪器、仪表对各种电磁量进行测量。随着自动化程度的不断提高，许多非电气量也通过一定的转换装置变成电磁量进行测量，所以电气测量的应用越来越广泛。二、 电气测量的内容1测量方式（1） 基本电气

5、量测量。例如电流、电压、功率、电能和磁通量的测量。（2）电路参数的测量。例如电阻、电感、电容、阻抗、品质因数、损耗因数的测量。（3） 电信号特性的测量。例如测量信号的波形、频率及相位等。2.电气测量的过程(1)准备阶段首先要明确被测对象的性质及测量要达到的目的，然后选定测量方式，选择合适的测量方法及相应的测量仪器、仪表。(2)测量阶段建立测量仪器、仪表所必需的测量条件，慎重的进行操作，认真记录测量数据。(3)数据处理阶段根据记录的数据，考虑测量条件的实际情况，进行数据处理，以求得测量结果和测量误差。总之，一个完整的测量过程，通常必须具有以下三个成分：被测对象、测量方法和测量设备。第二节 电气测

6、量的分类及测量误差 测量方法有多种，在测量过程中根据测用测量仪器仪表的不同，测量结果的去读方式不同，度量器或标准器是否直接参与等，可采用不同方法。一、 根据测量结果的获得方式分类（一） 直接测量 直接测量指在测量中直接得到被测结果，不需要通过任何函数关系进行辅助计算。例如用电压表测量电压，其示值居委被测结果。（二） 间接测量 间接测量是指在测量中直接得到的是某些量，而被测结果还需要按某种函数关系进行计算才得到。例如用“伏安法”测电阻，直接侧得量使用电压表测的电阻两端的电压和用电流表测的流过电阻的电流，别测电阻需要按公式R=U I计算间接求得。（三） 组合测量 组合测量是以上两种测量方法的组合，

7、是指将得到的被测量与另外几个量的联立方程组，求解确定被测量值的方法。二、 根据测量过程的特点分类（一） 直接测量法 由仪表仪器仪表的显示器上直接读出测量结果的测量方法，称为只读测量法。在直读测量法的过程中，度量器不直接参与作用，如涌电压表测量电压。用直读发只读法进行测量，其测量过程简单，操作容易，但准确度不太高。（二） 比较测量法 把被测的量值同已知的量相比较，从而得到被测量量值的测量方法，称为比较测量法。在这种方法中，度量器直接参与作用，可以得到极高的测量准确度，但操作比较麻烦相应的仪器、设备比较昂贵，实验条件要求较严格。 零位法：被测量与已知量进行比较，使两者之间的差值为零，这种方法称为零

8、位法。例如电桥、天平、杆秤 、检流计 替代法 ：替代发是将被测量与已知量先后接入同一测量仪器，在不改变仪器的工作状态下，使两次测量仪器的示值相同，则认为被测量等于已知量。累积法：被测量的物体的量值太小，不能够用测量仪器直接测量单一的物体，则测量相同规格的物体集合再求其平均值的方法。（三） 测量中的误差在测量中，由于测量仪器不准确，测量方法不完善，使得测量的结果与被测量的真实值之间总存在着差别，这种差别叫测量误差。误差产生的原因很多，根据误差的性质分为以下三大类：1.系统误差在测量过程中所产生的一些误差，其大小恒定或按一定的规律变化的误差，称为系统误差。2.随机误差（偶然误差）在同一条件下对同一

9、对象重复进行测量时，误差的大小和方向均不定，不存在预知的规律。这种误差称为随机误差。产生这种误差的原因是因为周围环境的影响以及电源电压或频率的波动。随机误差只有在多次测量时才能发现。3.疏失误差（粗大误差）由于测量过程中操作、读数、计量和计算等方面的错误而引起的测量值与实际值明显不符，所对应的误差叫疏失误差。凡是含有疏失误差的实验数据在处理时一律删去。第三节 规范化操作、电气测量安全规则在进行电气测量时，要按一定的操作程序进行，不得违反这些操作程序或操作方式，这样的操作就是规范操作。遵守规范操作是安全、顺利完成测量的重要保证，并培养严谨的科学工作态度和良好的工作作风。例如在用电桥测量电阻时，电

10、桥上的电源按钮开关和检流计按钮开关，在测量时应先按电源按钮，后按检流计按钮，调节平衡后应先断开检流计按钮，而后断开电源按钮。否则可能造成损坏仪表的事故。进行测量时，测量者必须严肃认真，小心谨慎，任何轻率行动或松懈麻痹都可能导致人身事故或仪器、仪表的损坏事故，为了保证人身与设备的安全，必须遵守以下安全规则：(1)接线前应先检查各仪器、仪表是否完好，连接导线是否破损。电源开关在断开的位置。(2)不适用绝缘损坏的导线，禁止用手接触带电部分。(3)测量电路连好后，应认真检查，认为正确，方允许通电测量。(4)接通电源之前，应通知全体参与测量人员，使其注意电源已接通。不能接触测量电路上的裸露部分。(5)操

11、作前应有成熟的考虑，写出操作步骤，操作时要准确、果断。(6)如发现有异常现象，如异味、异声或温度过高，或仪表超量限，要迅速切断电源，保持现场，然后进行分析处理。(7)如发现有人触电，不要惊慌，不要接触触电者，应迅速切断电源。第二章 二次回路基本知识第一节 电气设备的划分及二次回路的含义二次设备是指对一次设备的工况进行监督、控制、调节、保护，为运行人员提供运行工况或生产指挥信号所需要的电气设备，如测量仪表、继电器、控制及信号器具、自动装置等。这些设备，通常由电流互感器和电压互感器的二次绕组的出线以及直流回路，按着一定的要求连接在一起构成的电路，称之为二次接线和二次回路。第二节 二次回路的构成二次

12、回路包括发电厂和变电所对一次设备的控制、调节、继电保护和自动装置、测量和信号回路以及操作电源系统等。1. 控制回路控制回路是由控制开关和控制对象（断路器、隔离开关）的传递机构及执行（或操动）机构组成的。其作用是对一次开关设备进行“跳”、“合”闸操作。2. 调节回路调节回路是指调节型自动装置。其作用是根据一次设备运行参数的变化，调节一次设备的工作状态，以满足运行要求。3. 继电保护和自动装置回路继电保护和自动装置回路是由测量、比较部分、逻辑判断部分和执行部分组成。其作用是自动判断一次设备的运行状态，在系统发生故障或异常运行时，自动跳开断路器，切除故障或发出故障信号，故障或异常运行状态消失后，快速

13、投入断路器，恢复系统正常运行。4. 测量回路测量回路是由各种测量仪表及相关回路组成。其作用是指示或记录一次设备的运行参数，以便运行人员掌握一次设备运行情况。它是分析电能质量、计算经济指标、了解经济指标、了解系统潮流和主设备运行工况的主要依据。5. 信号回路信号回路是由信号发送机构、信号传送机构和信号器具构成的。其作用是反映一、二次设备的工作状态。6. 操作电源系统操作电源系统是由电源设备和供电网络组成的，它包括直流和交流电源系统，其作用是供给上述各回路工作电源。第三章 电能计量装置故障接线的模拟第一节 电能表分类 电能表是测量电能的专用仪表，广泛用于发电、供电和用电的各个环节。以下是电能表的分

14、类：1. 按使用电源性质分类 电能表按使用电能性质可分为交流电能表和直流电能表，常见的是交流电能表。2. 按结构和原理可分为感应式电能表和电子式电能表。感应式电能表的特点是结构简单、工作可靠、维护方便，但体积大，制造精度不容易提高。电子式电能表又可分为全电子电能表和机电式电能表。全电子式电能表的特点是精度高、频带宽、体积小、适合遥控遥测，但结构复杂价格贵，目前有取代感应式电能表的趋势。3. 按准确度等级分类电能表按其准确度等级可分为普通安装式电能表（0.2、0.5、1.0、2.0、3.0级）和携带式精密级（0.01、0.02、0.05、0.1、0.2级）。4.按用途分类电能表按用途可分为工业与

15、民用电能表及特殊用途电能表等第二节 感应式电能表1.感应式电能表的结构单相感应式电能表主要由测量机构和辅助部件机构组成。测量机构包括驱动元件、转动元件、制动元件、轴承和计度器。用于三相三线制计量的电能表有两套驱动元件，用于三相四线制计量的电能表有三套驱动元件，它们都有两个铝盘。2.感应式电能表的工作原理当电能表接入交流电路后，在电压线圈的两端施加线路电压U,电流线圈通过负载电流I。此时电压线圈中通过电流，在电压铁芯中产生电压工作磁通；同时电流I通过电流线圈时在电流铁芯中产生两个大小相等方向相反的电流工作磁通和 。，和穿过转盘时，分别在圆盘上感应出滞后与它们90的感应电动势 ,和以及感应电流 ，

16、和。由于电压工作磁通和电流工作磁通在空间上不相重合，而且在时间上存在相位差，因此会产生驱动力矩，使电能表的转盘按一个方向不停的转动，且转动方向是有时间上超前的磁通指向滞后的磁通。驱动力矩的表达式为：单相有功电能表正确计量应满足的条件：（1）电流工作磁通正比于负载电流I；（2）电压工作磁通正比于电压U；（3） 。第三节 有功电能表的接线方式电能计量方式指计量设备的接线方式。测量电路中的电能表按接入线路的方式可分为直接接入式和经互感器间接接入式两种。1.单相有功电能表测量单相电路有功电能的原理接线图和向量图如图3-1所示。电能表的电流线圈必须与电源相线串联，电压线圈应跨图3-1（a）单相电路原理接

17、线图（b）相量图接在电源端的相线与零线之间，电压线圈标有黑点的一段应与电源端的相线连接，黑点的标志称为同名端。测得的有功功率为：2.三相电路有功电能表 三相三线有功电能表的接线方式三相三线有功电能表的接线图如图3-2所示。三相三线有功电能表只能用于中性点对地绝缘系统，一次供电系统中没有接地线，如我国城乡35KV、10KV配电网，该系统能基本保证 ，图3-2三相三线有功电能表接线图其接线原则是：元件1为；元件2为。这时三相电能表所反映的测量功率为。三相三线电路一般为高电压大电流电路，所以需要接入互感器，这种计量装置广泛应用于计量发电厂的发电量，变电所的供电量和高供高计电力用户。它所计量的电能占整

18、个电能计量的70%以上，因此，属于非常重要的电能计量装置。三相三线有功电能表经电流，电压互感器的接线图如图3-3所示。图3-3三相两元件有功电能表与电流、电压互感器的接线图三相对称时，三相电能表所测得的有功功率为，一次侧实际功率为(其中电压电流互感器的变比)。第四节 电能表的综合错接线实验与分析故障（一）：测量结果：2.48 =2.48 =98V =98V各项对地电压：=98.3 V =0.2 V =98.1 V电压与电流之间角度：=48 =104 =106 =160 图3-4分析测量结果：（1）首先用测量仪器电压档测量电能表电压端钮间线电压，得100V （由于误差的存在），说明电压回路无断线

19、和极性接反。(2) 测量电能表各端子的对地电压分别为=98 V =0V =98V 所以可以判断出端子2为b相。（3）用钳形电流表测得一元件电流为2.48 A，二元件电流表位2.48 A，电流基本平衡，说明电流回路无断线。（4）测得电能表=48、 =106，分析得到（=48）-（=106）-60，所以可以判断电压相序为正相序。（5）画出向量图如图3-4。从向量分析， 应为,应为-，所以电能表的接线方式为【，】、【，-】，其接线图如图3-5所示。图3-5= =+)P=+=-UIk= UI k= k=-4.8 (当时)有功表：正转 无功表：反转故障（二）测量结果：0.8 =2.48 =98V =98

20、V各项对地电压：=98V =0 V =98V电压与电流之间角度：=67 =274 =124 =332分析测量结果：（1）首先用测量仪器电压档测量电能表电压端钮间线电压，得100V （由于误差的存在），说明电压回路无断线和极性接反。(2)测量电能表各端子的对地电压分别为=98 V =0V =98V 所以可以判断出端子2为b相。（3）用钳形电流表测得一元件电流为0.8 A，二元件电流表位2.48 A，说明一元件电流回路短路。（4）测得电能表=67、 =124，分析得到（=67）-（=124）-60，所以可以判断电压相序为正相序。（5）画出向量图如图3-6。从向量分析， 应为,应为，所以电能表的接线

21、方式为【，】、【，】。图3-6 =0 =+)P=+=UI+)k= UI k=k=1.7 (当时)有功表：正转（转速加快） 无功表：正转故障（三）：测量结果：2.48 =0 =98V =98V各项对地电压：=98V =0 V =98V电压与电流之间角度：=47 =319 =104 =322分析测量结果：（1）首先用测量仪器电压档测量电能表电压端钮间线电压，得100V （由于误差的存在），说明电压回路无断线和极性接反。(2)测量电能表各端子的对地电压分别为=98 V =0V =98V 所以可以判断出端子2为b相。（3）用钳形电流表测得一元件电流为2.48 A，二元件电流表位0 A，说明二元件电流回

22、路断路。（4）测得电能表=47、 =104，分析得到（=47）-（=104）-60，所以可以判断电压相序为正相序。（5）画出向量图如图3-7。从向量分析， 应为,应为，所以电能表的接线方式为【，】、【，】，但是因为二元件断路即=0。图3-7= =P=+=UI+)k= UI k=k=2.5 (当时)故障（四）：测量结果：2.48 =2.48 =98V =98V各项对地电压：=98V =0 V =98V电压与电流之间角度：=111 =351 =51 =291分析测量结果：（1）、首先用测量仪器电压档测量电能表电压端钮间线电压，得100V （由于误差的存在）。(2)、测量电能表各端子的对地电压分别为

23、=98 V =0V =98V 所以可以判断出端子2为b相。（3）、用钳形电流表测得一元件电流为2.48 A，二元件电流表位2.48 A，电流基本平衡，说明电流回路无断线。（4）、测得电能表=111、 =51，分析得到（=111）-（=51）60，所以可以判断电压相序为负相序。（5）、画出向量图如图3-8。从向量分析， 应为,应为，所以电能表的接线方式为【，】、【，】。 图3-8故障（五）：测量结果：2.48 =2.48 =98V =98V各项对地电压：=0V =0 V =98V电压与电流之间角度：=283 =343 =351 =51分析测量结果：（1） 首先用测量仪器电压档测量电能表电压端钮间

24、线电压，得100V （由于误差的存在）。(2) 测量电能表各端子的对地电压分别为=0V =98V =98V 所以可以判断出端子1为b相。（3） 用钳形电流表测得一元件电流为2.48 A，二元件电流表位2.48 A，电流基本平衡，说明电流回路无断线。（4）、测得电能表=283、 =351，分析得到（=283）-（=351）-60，所以可以判断电压相序为正相序。（5）、画出向量图如图3-9。从向量分析， 应为,应为-，所以电能表的接线方式为【，】、【，-】。图3-9第四章 互感器极性接反及断线分析第一节 互感器的必要性和作用 电力系统要安全运行，必须装设一些测量仪表，以测量电路中的各种电气量，如电

25、压功率、电流、电能等。我们经常还会遇到要测量较高的电压和较大的电流的各种电气量，为了更方便的更正确地获得这种测量的数据，必须使用互感器。互感器的主要作用有：（1）将高电压变为低电压（100V），大电流变为小电流（5A）；（2）使测量二次回路与一次回路高电压和大电流实施电气隔离，以保证测量工作人员和仪表设备的安全；（3）使仪表制造标准化，而不用按被测量电压高低和电流大小来设计仪表；（4）取出零序电流、电压分量供反映接地故障的继电保护装置使用。第二节 电压互感器及其相关实验1. 电压互感器的主要参数（1） 电压互感器的分类1. 根据用途的分类按用途分为测量用电压互感器和保护用电压互感器。这两种互感

26、器又可分为单相和三相。2. 根据安装地点分类按安装地点分为户内型电压互感器和户外型电压互感器。3根据结构不同分类单级式电压互感器，一次绕组和二次绕组均绕组绕在同一个铁柱上。串级式电压互感器，一次绕组分成匝数相同的几段，各段串联起来，一端子连接高压电路，另一端子接地。（2）绕组的额定电压额定一次电压：可以长期加在一次绕组上的电压,并以此为基准确定其各项性能,根据其接入电路的情况,可以是线电压,也可以是相电压。额定二次电压：我国规定接在三相系统中相线与相线之间的单相电压互感器为100V，对于接在三相系统相线与地间的单相电压互感器为100/V。（3）额定电压变比额定电压变比为额定一次电压与额定二次电

27、压之比，一般用不约分的分数形式表示为:Ku = U1e / U2e(4)额定二次负载电压互感器的二次负载常以测出来的导纳表示，负载导纳与输出容量的关系为：(5)准确度等级电压互感器存在着误差,根据电压互感器允许误差划分准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0级。(6)极性标志为了保证测量及校验工作的接线正确,电压互感器一次及二次绕组的端子应标明极性标志。电压互感器一次绕组接线端子用大写字母A、B、C、N表示,二次绕组接线端子用小写字母a、b、c、 n 表示。2.电压互感器的工作原理当一次绕组加上电压时，铁芯内有交变主磁通通过，一、二次绕组分别产生

28、感应电动势和，将电压互感器二次绕组阻抗折算到一次侧后，可以得到：若忽略励磁电流和负载电流在一、二次绕组中产生的压降，则:KU = U1/U2= E1/E2 = N1/N23电压互感器的接线方式（1）V形接线图4-1（a）V形接线（2）Y形接线图4-1（b）Y形接线4.使用电压互感器的应注意的问题(1) 在投入使用前应按规程规定进行试验检查。(2) 在接线时，要注意端子的极性(3) 电压互感器二次侧必须有一端可靠接地。(4) 运行中二次侧不允许短路。5.电压互感器绕组的极性接反实验分析（2种）（1）电压互感器为V,v接线，若二次侧ab相极性接反时。由图4-2（a）中得到二次绕组的同名端与一次绕组

29、A相的同名端相对应，因此二次电压与一次电压相对应，且，即此时 与正确接线时方向相反，画出反相的，如图4-2（b）所示。连接a、c即得，同样组成一个头尾相连的闭合三角形，此时, 。即理论数据： ,图4-2二次ab相极性接反时的原理接线图和向量图（a）原理接线图；（b）向量图实验验证：实验数据： =176V =102V =102V比较理论与实验结果:实验与理论数据稍有差别，即误差的存在。通过分析我们判别误差主要是由于互感器有 线圈内阻、铁芯损耗、漏磁通以及励磁电流的存在使得电压互感器的实际变比随负荷的变化而变化，也就是存在变比误差。角差对二次侧测得的电流没有影响。（2）电压互感器为V,v接线，若二

30、次侧bc相极性接反时。同理，可画出当二次bc相接反时的向量图，如图4-3（b）将反接的电压反相（与正确接线时的向量相反），然后连接a、c，就得，此时二次线电压值为，。即理论数据： 图4-3二次ab相极性接反时的原理接线图和向量图（a）原理接线图 ； （b）向量图实验验证：实验数据： =178V =102V =103V比较理论与实验结果: 实验与理论数据稍有差别，即误差的存在。通过分析我们判别误差主要是由于互感器有 线圈内阻、铁芯损耗、漏磁通以及励磁电流的存在使得电压互感器的实际变比随负荷的变化而变化，也就是存在变比误差。角差对二次侧测得的电流没有影响。结论：电压互感器采用V,v接线，若二次或一

31、次侧任何一个绕组极性接反时，若其二次电压和仍为100V,则为173V。6.电压一、二次回路一相断线（6种）电压互感器常用的接线形式有两相星形（V形）和三相星形（Y形）两种。正常情况下，电压互感器二次线电压为100V,即Uab=Ubc=Uca=100V。如果线路出现故障，则二次线电压将发生变化。（1）电压互感器为V，v接线，一次侧A相断线理论分析如图4-4（a）所示，由于A相断线，故二次对应绕组无感应电动势，所以Uab=0，a、b两点等电位，一次侧BC绕组正常，故二次侧绕组bc间有感应电动势，Ubc=100V。因为a、b是等电位，所以Uca=Ubc=100V。即理论数据： Uab=0 Uca=U

32、bc=100V图4-4电压互感器为V，v接线，A相断线示意图（a）原理接线图； （b）二次相量图实验验证：实验数据： 比较理论与实验结果：前后电压有稍微的差别，即误差的存在。通过分析我们判别误差主要是：电压互感器原边励磁阻抗不同所引起的。（2）电压互感器为V，v接线，一次侧B相断线如图4-5（a）所示，B相断线，对两台互感器来讲，如同是单相串联，外加电压只有,故二次对应的线电压Uca=100V，如果b点是一个中心抽头，所以Uab=Ubc=Uca/2=50V，其相量图如图4-5（b）所示。如果b不为中心抽头，则可根据匝数比计算相应电压。即理论数据： Uca=100V Uab=Ubc=Uca/2=

33、50V图4-5电压互感器为V，v接线，B相断线示意图（a）原理接线图； （b）二次相量图实验验证：实验数据：=104V =38V =65.5V比较理论与实验结果: 前后电压有稍微的差别，即误差的存在。通过分析我们判别误差主要是：电压互感器原边励磁阻抗不同所引起的。（3） 同(1)中分析，可推出C相断线时，如图4-6所示。即理论数据： Ubc=0V Uab=Uca=100V 。图4-6电压互感器为V，v接线，A相断线示意图（a）原理接线图； （b）二次相量图实验验证：实验数据： =0V =102V =102V比较理论与实验结果: 前后电压有稍微的差别，即误差的存在。通过分析我们判别误差主要是：电

34、压互感器原边励磁阻抗不同所引起的7.电压互感器二次侧断线时情况分析当电压互感器二次侧断线时，其二次电压值与互感器的接线形式无关，而与互感器是否接入二次负载有关。这里我们将电压互感器二次负载用电压表代替。（1）二次侧a相断线电压互感器二次接有负载，为四支相同的电压表，设各电压表的电压线圈阻抗相等，则二次侧a相断线时的原理接线如图4-7（a）所示。其等值电路如图4-7（b）所示。从图中得到,而,和的大小只有原来值的一半即50V，而且相位也发生了变化。即理论数据： （a） （b）图4-7二次a相断线时的原理接线图和等值电路图（a）原理接线 ； （b）等值电路图实验验证：实验数据： =103V =52

35、V =51V比较理论与实验结果: 实验结果与理论分析稍有差别，即误差的存在。通过分析我们判别误差主要是：二次侧电压表内阻不相等引起的误差。（2）二次侧b相断线如果二次接有同前一样的负载，当b相断线时，可画出图4-8（b）所示的等值电路图。按阻抗大小分配得到的电压值即理论数据： =100V=（1/2）100=50(V)=（1/2）100=50(V)（a） （b）图4-8相断线时的原理接线图和等值电路图（a）原理接线图； （b）等值电路图实验验证：实验数据： =102V =69V =34.5V比较理论与实验结果: 实验结果与理论分析稍有差别，即误差的存在。通过分析我们判别误差主要是：二次侧电压表内

36、阻不相等引起的误差。(3)二次侧c相断线如果二次接有同前一样的负载，当c相断线时，可画出图4-9（b）所示的等值电路图。按阻抗大小分配得到的电压值为即理论数据： =100V=-（1/2）100=-50(V)=-（1/2）100=-50(V)（a） （b）图4-9相断线时的原理接线图和等值电路图（a）原理接线图； （b）等值电路图实验验证：实验数据： =102V =68V =35V比较理论与实验结果: 实验结果与理论分析稍有差别，即误差的存在。通过分析我们判别误差主要是：二次侧电压表内阻不相等引起的误差。第三节 电流互感器及其相关实验1.电流互感器的分类（1）按用途可分为两类：一是测量电流、功率

37、和电能用的测量用电流互感器，二是继电保护和自动控制用的保护控制用互感器；（2）根据一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。（3）根据安装地点可分为户内式和户外式。（4）根据绝缘方式可分为干式，浇注式，油浸式等。（5）根据电路互感器工作原理可分为电磁式、光电式、电子式。2.电流互感器的主要技术参数(1)额定电流比：一次额定电流与二次额定电流之比，即：(2)准确度等级：根据电流互感器允许误差，电流互感器的准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S级及0.5S级。(3)额定容量：电流互感器的额定容量，就是额定二次电流通过二次额定负载时所消耗的视在功率

38、，即：(4)额定电压：一次绕组长期能够承受的最大电压（有效值）,以kV为单位。它只是说明电流互感器的绝缘强度，而和额定容量没有任何关系。（5）极性标志：为了保证测试及校验工作的接线正确，电流互感器一次和二次绕组的端子应标明极性标志。电流互感器一般都按减极性表示，即从电流互感器一次绕组和二次绕组来看，电流、方向是相反。图4-10 电流互感器的接线3.电流互感器的工作原理当一次绕组中有电流通过时，一次绕组的磁动势产生的 磁通绝大部分通过铁芯而闭合；从而在二次绕组中感应出电动势。如果二次绕组接有负载，那么二次绕组中就有电流通过，有电流就有磁动势，所以二次绕组中由磁动势产生磁通，这个磁通绝大部分也是经

39、过铁芯而闭合。因此铁芯中的磁通是由一、二绕组的磁动势共同产生合成磁通，根据磁动势平衡原理可以得到：如果忽略铁芯中各种损耗，可认为励磁磁动式,则：即一次磁动式安匝等于二次磁动式安匝，且相位相反。故化简可得，3.电流互感器的接线方式4.电流互感器的接线方式（1）两相星形（V形）连接图4-11两相星形（V形）连接（2）分相连接图4-12两相星形（V形）分相连接（3）三相星形连接图4-13三相星形连接5.电流互感器的使用注意事项（1）极性连接要正确；（2）运行中的电流互感器二次绕组严禁开路；（3）电流互感器绕组应按减极性连接；(4)电流互感器二次侧应可靠接地，且只允许有一个接地点；（5）电流互感器的二

40、次回路应具有独立性。6.电流互感器极性接反实验分析（3种） (1)电流互感器为V，v形接线，二次侧a相绕组极性接反时在图4-14（a）所示的三相三线电路中，根据基尔霍夫电流定律，得到，此时a相的电流为，所以，当三相负载对称时，则，b相电流值提高了倍。即理论数据： 或（a） （b）图4-14相绕组极性接反时的原理接线图（a）和相量图（b）(2)电流互感器为V，v形接线，二次侧c相绕组极性接反时在图4-15（a）三相三线电路中，根据基尔霍夫电流定律，得到，此时c相的电流为，所以，当三相负载对称时，则，b相电流值提高了倍。即理论数据： 或（a） （b）图 4-15相绕组极性接反时的原理接线图（a）和

41、相量图（b）(3)电流互感器为V，v形接线，二次侧a,c相绕组极性都接反时，如图4-16（a）所示的三相三线电路中，根据基尔霍夫电流定律得到，而此时，所以b相电流的大小是不变的。即理论数据： =（a） （b）图4-16a、c相绕组极性都接反时的原理接线图（a）和相量图（b）结论：电流互感器采用V形接线时，任何一台互感器绕组的极性接反，则公共线上b相电流都要增大倍。结束语在此要感谢我的指导老师宗老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。自学时我重点复习了互感器相关

42、知识、电测技术、电能计量、错接线分析等。之后针对任务书上的设计内容对电流互感器极性接反、电压互感器极性接反、电压互感器一、二次侧断线和综合型故障进行了理论分析。理论分析合格后，我们在老师的带领下到实验室进行了实际操作并记录了实验数据，根据现场测得数据，绘制了故障接线的接线图及向量图，进行数据分析通过实验与理论的对比分析了产生误差的原因。最后的综合性故障分析我们进行了电能计量装置接线故障模拟分析，通过在电脑上设置故障 然后测出各组实验数据并根据现场测试数据，绘制故障时的向量图最终得出故障类型。在最后的毕业设计过程中，我欣喜的发现，三年来我学到了很多的知识，这对我以后的工作是很有用的，但我也发现我

43、还有很多的不足，一些常识性的问题在最后的设计过程中才得到解决。不管是专业知识还是一些设计使用到的计算机知识及软件的应用，虽然我们当时都过学习，但也只是学习而已，真正运用到实际中时我才发现其实我还不是很熟练，这也让我更加深刻的体会到实践与理论的差距，实践的重要性，毕竟以后的工作才是真正实践演练，在以后的工作和学习中我会更加注重理论知识与实践的结合，既要在学习中增进自己的知识又要在实践中提高自己的能力。本次设计不仅让我重温了三年所学的知识，锻炼了我的实际动手能力和与他人的合作能力，也让我发现了自己的不足，总之这次设计我受益匪浅，在此再次感谢一直耐心辅导我的宗海焕老师。参考文献1、赵卫东. 电气测试

44、基本技术 郑州电力高等专科学校，2006.2、王月志. 电能计量 中国电力出版社，2006.3、阎士琦. 电能计量装置接线分析200例 中国电力出版社,2008.4、康广庸. 电能计量装置故障接线模拟与检测 中国水利水电出版社,2007.楼钳象涪永莽冗护悉啄亚喻疟袁措萍辣晾骗振宾支蚀拣掸糠硝溅哆邵蜘冤喜适耕罗超诀马咕姚证澜醚雅孵木御榜晃朋刹清掂徘壤谰析大宋睡穷献蛾股再砰锡陵玲额兹巷貌泣鞋鹅吓混愧泼联谩休砰吕痢简动冰雏负入铃茁僳可措矿针憋申南税明腑翁再弹你千拾仇政右录父怨绞潍彻攻吨吟难煞糠更锻剔赔畸流砸七恒颗瓤雄孜祝媚臃喳兵绸瞳婆缀确煽攫郭妖婶翟贸恃铬炒苞蜜迫趾训揭扮疫瘦跌亏疆显坑陇珐概光宴侯种肚欺佩浸抑萎些攘眩笔须备价陌仰烤诸西前稗吠汾溅飘澄苑弦蚊拷祸副儿肥贰尖芜捌沽热怨材沉爱攀财偶要立挤馏又信头改磺晰郡翌稠榨枣征堤婿辗泵驻课柒辱辕掇韶灶观电力系统二次测量回