回路电阻范文

回路电阻篇1

关键词：GIS全封闭组合电器；回路电阻；测量方法；SF6气体

0 前言

SF6全封闭组合电器体积小、技术性能优良，是20世纪70年代初期出现的一种先进的高压配电装置，国际上叫这种设备为Gas-insulated Switchgear，简称GIS。GIS是利用SF6气体极好的绝缘性能和灭弧性能，把断路器、隔离开关、接地开关、TV、TA、避雷器、母线、进出线套管、电缆终端等元件密闭组装在一起。与常规电气设备相比，具有占地面积小、基本不受外界气象因素的影响，无火灾危险、检修周期长、运行安全可靠等特点。因此，GIS设备近年来在我国特别是经济发达地区得到广泛使用。面对新型设备的大量使用，有效地对GIS设备进行质量把关，尽快地积累GIS的运行维护经验，将是我们的当务之急，更是电网安全稳定运行的可靠保证。

1 测量GIS设备回路电阻的意义及重要性

近年来GIS设备在运行中的事故屡次发生，不得不引起我们的关注。最近我局某220kV变电站的110kV GIS设备投运不到三年，就因母线筒内的一个绝缘盘发生放电闪络，导致整段母线长时间停电抢修的事件。由于GIS这种新型电气设备结构复杂特殊、质量要求高、工艺繁多，导致其检修工作繁重且时间长，停电范围也涉及到相连的其它元件，发生故障后带来的负面影响不得不引起我们的深思。

对近年来发生的GIS设备的事故进行分析调查，发现其不同程度地存在结构性缺陷，在运行电流较小时，缺陷不突现，但当运行电流接近其额定值（3150A）约三分之二尚远少于其额定值时，该缺陷则浮现。究其原因除产品本身质量外，安装调试不规范以及运行维护手段不到位等因素也是导致事故发生的主要原因。因此，我们必须对GIS设备的现场安装质量严格把关，对其交接试验提出高标准的要求。

GIS交接试验中的一个主要项目就是回路电阻的测量，其目的是检查电气设备安装质量和回路的完整性，以及发现因制造不良或运行中因振动而产生的机械松动等原因造成的接触不良等缺陷，避免了因接触不良而导致事故，是保证设备安全稳定运行的重要手段。GIS设备是将变电站中除变压器外的所有一次设备用厚厚的金属外壳密闭起来，并像积木般组装在一起的；GIS的母线（包括其分支母线）连接通常是通过梅花触头、表带触指等插入式结构而非通过螺丝紧固连接的。对于这些衔接处的连接情况，肉眼乃至红外线测温都根本无法判断确认，因此其回路电阻的测量就显得相当重要。

2 GIS回路电阻测量的基本原则

GIS相对其他敞开式设备存在一定的特殊性，为了确保数据的准确性和可比性，在每次测量中应尽可能做到以下两点：

2.1 尽可能单独测量每一个测量点的直阻值

由于GIS设备是密封一体式结构，其内部的母线、刀闸、开关、电流互感器等设备在安装后全部都连接在一起的。出厂时厂家都会根据各个连接点的分布以及开关等重点测试对象等因素制定固定测试点，并有出厂测量数据。那么我们在现场的测量中就应该严格地对每一个测量点进行单独测量，而不应该将开关或者刀闸等若干个测量点连在一起测量一个总数据，然后再通过加减运算得出的数据进行判断。这样就有可能产生正负误差相互抵消的情况。如某个测量点的阻值变少了，就有可能导致另一个存在直阻偏大缺陷的测量点产生误判直阻合格的情况，因此必须分别单独测量每个测量点的直阻值。

2.2 新安装设备在补充额定SF6气体前后都要进行直阻测量

对新安装设备在充气前分别测量各部分阻值，这是理所当然的。那又为什么要在新设备补充额定SF6气体后还要进行一次呢？原因有两个：原因一，为以后运行中的测量直阻值作参考依据。对于已经投入运行的GIS设备，开封检查测量难度较大，在没有特殊情况下都是在充满了额定SF6气体下进行直阻测量的，这就需要有交接时设备充气后的测量数据来参考；原因二，在实践经验中我局曾经发生过某变电站110kV的GIS设备的一段分支母线在充气前测得直阻值为微欧级，数值合格，但充气后重测却发现其值为毫欧级。在放气检查中发现其内部有一段分支母线的连接是通过4颗螺栓紧固的，其中一颗螺栓可用手拧松，其余3颗螺栓就完全没有上紧。从此案例可知GIS设备在未充气前即使安装不合格，也有可能因自重等原因造成直阻测量值合格；但在补充SF6气体后，绝缘气体会在接触不良的连接面上形成一层绝缘膜，使缺陷进一步暴露。因此新装GIS设备在充气后进行直阻测量，对检验其安装质量具有重要意义。

3 GIS回路电阻测量的方法

3.1 测量的基本原理分析

我们一般使用电压降法来测量设备的回路电阻。为保证结果的准确性，减少接触面氧化膜的影响，要求仪器的通流在100A及以上。电压降法是在被测电阻上，通以恒定直流电流，用电压表和电流表测量出被测电阻上的电压降和电流，然后利用欧姆定律R=U/I计算出被测电阻的直流电阻。目前广泛使用的5501系列直阻测试仪，根据其原理及构造，可以得出其简单的测试原理图如下图1所示：

测试中，电压表内阻应大于被测电阻200倍以上，否则应按以下公式1-1对被测电阻进行修正。

公式1-1

式中：

RX――被测电阻值 Uv――电压表读数

IA――电流表读数 rV――电压表内阻值

图1 测试原理图

在实际应用中，电压表、电流表以及处理器等元件都密封组装在仪器里面（如图1中的虚线部分），面板上只有若干按钮以及测试用的四个测试接线端子，其中两个是电流引出端子，其电气意义相当于图1中的A、B点；另外两个就是电压接线端子，其电气意义相当于图1中的C、D点。

3.2 测量的实例讲解

就目前的设备构造，要对充满SF6气体的GIS设备进行直流电阻测量，测试电流只能利用进出线套管注入，以及打开接地刀闸导电杆与外壳之间的活动接地片，关合接地刀闸后，从接地刀闸导电杆注入。电压的抽取点也是采用这些外露的导电杆。

由于GIS设备是密封一体式结构，测试的电流回路以及电压测量回路必须通过非测量对象的设备元件来导通。在测量中，我们必须合理利用若干非测试元件来导通测量回路，同时也要巧妙地排除这些元件对测试对象的影响。下面我们就以图2中开关CB81的直阻测量的正反例子来详细讲解这一点。

图2 某站220kv GIS

错误的测量接线举例：

在GIS设备不开盖的情况下测量开关CB81的直阻时，其中一种典型的错误接线方式如下图3：合上ES82、ES81、CB81，其他刀闸、开关以及接地刀闸分开。将一对电压和电流引线都接在ES81的引出端K，另一对引线都接在ES82引出端J。结合以上的原理分析，我们可以发现在电气意义上，图1中的A、C点就跟J点重合，B、D与K点重合，那么设备中的ES81、ES82以及CB81的串联总电阻就相当于图1中的被测电阻RX。因此这样所测的数据就包含了CB81、ES81以及ES82三把刀闸的接触电阻以及相关分支母线的直阻之和，而不是开关的单独测量电阻。由于接地刀闸的接触电阻要求不高，而且相对比开关要大得多了，测量出来的数据就意义不大。

正确的测量接线举例：

如图4所示，合上FES81、ES82、ES81、ES91、DS83、DS82、DS92、CB81，其他刀闸、开关以及接地刀闸分开。然后将一对电流和电压引线分别接在FES81和ES82的引出端，另外一对接在ES91和ES81的引出端。那么测试时仪器输出的恒定电流就通过FES81、DS83、DS82、DS92以及相关的母线在被测对象CB81导通；同时，电压测量端子通过ES81、ES82测量CB81上的电压。在测试计算中ES81、ES82的接触电阻将增加到电压表的内阻rV里，但因其值相对电压表本身的内阻少得多，因此对测量结果的影响可忽略不计。

我们发现，在该测试方法中，C、D两点的电气意义分别被移至了C'、D'，也就是电流回路与电压测量回路重叠部分的两端。

那么我们可以下结论：仪器的测量数据就是电压回路与电流回路重叠部分的直流电阻。

下面我们就利用上述方法，结合图2的结线图对GIS母线及母线侧刀闸的电阻测量进行具体实例介绍。

母线的首尾端区间及其母线侧刀闸的测量：

如图2，M1母线中的11-12以及19-20两个区间就是我们所指的该段母线的首尾两端区间。由于GIS的结构特点，在设备不开盖的情况下测量这两段母线区间的直阻时必须连同母线首尾两端的一把母线侧刀闸一起测量计算。如在测量M1的11-12区间时则需连同DS11刀闸一起测量，其中一种测量方法是：合上刀闸DS11、DS21、DS31，合上接地刀闸ES11、ES12、ES21、ES31及开关CB11，其他刀闸、开关以及接地刀闸分开。仪器的一对测量引线的电流线和电压线分别接在ES12和ES11引出端，另一对的测量引线分别接在ES21和ES31引出端。从图2中我们可以看到，电流回路和电压测量回路的重叠部分为11-12和11-21两个区间，也就是测量所得的数据为11-12母线区间和刀闸DS11（包含分支母线）的电阻值之和。

非母线首尾端的母线区间及其母线侧刀闸的测量：

1）母线电阻测量

如图2中M2母线中除1-2及9-10两个区间外的其它母线区间，都是我们所指的非母线首尾端的母线区间。例如在测量2-3母线区间的阻值时，其中的一种不开盖的测试方法是：将刀闸DS12、DS22、DS32、DS42合上，同时将接地刀闸ES11、ES21、ES31、ES42合上，其他刀闸、开关以及接地刀闸分开。将仪器一对测试线的电流线和电压线分别接在接地刀闸ES11和ES21的引出端；将另一对引线分别接在接地刀闸ES42和ES31的接地引出端，则可在母线带气情况测出区间2-3段的直阻值。

2）母线侧刀闸的电阻测量

如测量刀闸DS31的直阻时，可合上刀闸DS21、DS31、DS41，合上接地刀闸ES21、ES31、ES32、ES41，合上开关CB31，其他刀闸、开关及接地刀闸分开。测量时一对接线的电流线和电压线分别接ES32和ES31引出端；另一对接线分别接在ES21和ES41引出端，则可在母线带气情况下测得刀闸DS31（包含分支母线）的电阻。

4 在GIS回路电阻测量中注意事项

4.1 防止产生测试电流的分流情况

在GIS设备安装完毕后，特别是在运行设备停电时进行回路电阻测量，必须要考虑在测试过程中是否有分流回路的存在。分流情况的出现主要有两种：

情况一：

一些与测量无关的刀闸、开关在没有分开的情况下与母线等设备构成测试电流的分支回路。

例如在上述M2段母线2-3区间直阻的测试中，如果开关CB41、刀闸DS41、DS11同时合上，那么测试电流就会在X、Y点产生经过CB41、DS41、DS11以及M1母线的分支电流，那么流经被测对象2-3母线区间的电流就会大大减少，导致测量结果严重偏小。

因此，在GIS设备的回路电阻测试中，我们尽可能把与试验无关的刀闸、开关断开，防止分流等现象的出现。

图5

情况二：

被测试设备上固定的接地线，或者接地刀闸的引出端对地绝缘不良等原因，造成测试电流通过大地（地网）产生分支回路。

回路电阻篇2

[关键词]核电；接触器；回路电阻；超标

中图分类号：TM564 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0309-01

0.引言

影响接触器安全稳定的因素很多，其中回路电阻超标是影响接触器开关安全稳定运行的基本要素。在测量高压开关导电回路的接触电阻时，由于动静触头间接触面氧化、油膜、接触紧固不良等原因导致接触电阻增大，掩盖了真实的接触电阻值。根据《电力设备预防性试验规程》DL/T596―1996的要求，各种开关设备的导电回路电阻测试，其测试电流不得小于100A。

目前，预防性试验检查出回路直阻超标的大部分接触器均是长时间静止的，不经常操作。在大电流流过时，接触点温度升高，这更加速接触面氧化，使接触电阻进一步增大，持续下去将产生严重事故，因此有必要对接触电阻超标问题进行详尽的分析。

1.回路电阻超标的原因分析

回路电阻增大的主要原因是在于触头表面出现的附着物，并且能够确定附着物产生的原因是由于触头表面材料与存在的周围环境发生的化学腐蚀现象（非电化学腐蚀）。在分析实验过程中采用了升高环境温度及增加电流的方式来加速触头周围环境氧分子的活度，从而加速触头化学腐蚀的过程。接触电阻阶段性变大与我们研究过程中发现的氧化膜或其它介质形成的膜出现的破裂和再次形成或增长有关[1]。

通过SF6 气体凝露点（Dew Point）等试验，证明接触器本体气密性良好，内部的SF6 气体没有因潮湿污染。

1.1 压降法测量回路电阻

通过对使用压降法测量回路电阻时，通过改变注入电流的大小，来判断回路电阻的变化，从而帮助判别导致接触电阻上升的可能原因：接触电阻的变化受到主要的两个影响因素：

Rc=Rk+Rf Rc-接触电阻Rk-收缩电阻Rf-表面电阻 （1）

在初始的分析过程中，充分的测量了接触器的行程及超行程，能够充分肯定触头的闭合力能够满足设计的要求，所以可以排除由触头接触压力不足导致的收缩电阻上升的可能；

采用分别增大压降法测量回路电阻的注入电流，100A 、200A 、300A 分别测量回路阻值的变化发现，当注入电流增大时，对于原本正常相的回路电阻没有明显变化，但对于原本电阻高的相回路阻值出现了明显的下降。

测试结果显示：出现电阻增大的相，当接触触头流过的电流上升时，测试得到的回路压降在不断下降，说明触头表面存在电阻率受温度影响比铜材料更为敏感的附着物，所以说明触头接触表面存在其它附着物，影响了压降法测量回路电阻的结果。正常金属材料接触电阻与温度的关系显示温度对于接触电阻的影响比较小，不会因为电流的上升和发热的增加导致接触电阻的下降。

1.2 温升试验测试分析

对出现回路电阻上升的接触器进行了温升实验，同时对一台回路电阻正常的断路器进行了对比实验，实验结果如下：

图1 温升测试的结果，温升水平基本相同

根据温升测得的结果可知：

1.与正常断路器相比，触头接触电阻升高后的（847）的温升水平略有升高，并且温升水平处在正常范围内（按照GB11022-2003要求）；

2.在不同大小的电流流过时，其温升水平均呈现随着电流的增大，发热量逐渐升高的趋势；

3.以回路电阻较高的A相为例，发现当通过的电流大于200A时，回路电阻高的接触器与正常接触器的温升水平始终保持在20K左右的差值，但在200A电流以下时其温升水平的差值保持在10K以下的范围，说明触头表面造成表面电阻升高的附着物在200A以下电流通过时其电阻率处于上升变化过程，但当电流大于200A后其电阻率处于相对稳定的水平[2]；

以上进行的不同的温升测试实验及对数据的分析可知，目前出现回路阻值升高的接触器其温升水平仍处于允许的范围内，并距离要求的上限值仍有15K的欲度，且在电流小于200A左右时，由于附着物的电阻率的变化，显现回路电阻升高其对温升水平的影响较小。

1.3 触头接触表面氧化膜检查

在拆除触头后，我们对触头表面选择不同的点，并对其进行扫描电镜检查和元素能谱分析，以确定异常元素的种类及比重。检测结果如下：化学元素在铜基体外出现了大量的硅元素、碳元素、氧元素和硫元素（其它化学元素在自然界中广泛存在）说明触头表面确实出现了化学腐蚀后出现的外来元素，触头材料表面确实出现了氧化膜或其它类型的保护膜。

在触头材料与周围介质发生缓慢的反应，在触头表面出现了附着物（化学反应产生的氧化物或其它化合物），从而使得回路电阻出现了升高的现象，在机械合闸冲击下，回路电阻能够轻易的恢复到正常状态，说明表面膜的机械强度并不高，符合上述对于氧化膜对于表面电阻的影响的阐述，也再次说明了回路电阻反复升高的原因是由于表面膜在合闸过程中被电压击穿或机械力击碎，与周边的化学反应依然存在，表面膜会再次形成。

2.处理回路电阻阻值超标的措施

由于接触器回路电阻高的问题，可以通过机械分合的操作降低，说明该触头上附着物是较易清除的；根据经验及现场实验，如果通过正常的电气分合， 开断额定电流等，是可以帮助彻底清楚附着物的。

采用最新开关电源技术，能长时间连续输出大电流，克服了脉冲式电源瞬间电流的弊端，可以有效的击穿开关触头氧化膜，得到良好的测试结果。接触电阻测试仪采用双路高速16位Σ-Δ AD采样，最新数字信号处理技术，最高分辨力达到0.01μΩ。经过现场测试，采用400A大电流的接触电阻测试仪可以大大减少分、合次数，尽可能的减少对接触器触头的磨损，尽快降低回路电阻阻值。

现场配电盘的周边环境要尽量保持恒温、恒湿，并定期对配电盘进行清洁，对于备用间隔的接触器，要对其进行定期预防性试验等。

3.结论

由此我们认为目前接触器由于触头材料表面出现的由于表面膜的存在导致的接触电阻升高的现象对于设备的正常送电运行影响很小，主要体现在：1. 表面膜的机械强度很低，在高电压的作用下很容易被击穿，在合闸过程中也极易被击碎，所以在真正的送电过程中（运行电压和电流均存在的情况下）不会出现接触电阻过高，触头严重发热的现象；2. 由温升的结果看，这种表面膜的存在对于温升的影响远比触头收缩电阻造成的接触电阻上升和温升值上升要小得多，尤其在电流运行在200A左右及以下时，其温升的影响更是微弱。

参考文献

[1] 冯文.对六氟化硫断路器回路电阻现场测试工作的探讨与分析.新疆：新疆伊河水电中心，2010.

[2] 徐国政，张节容，钱家骊.高压断路器原理；清华大学，2006.

回路电阻篇3

关键词：中阻抗母线保护；差动回路；过电压

中图分类号：TM774 文献标识码：A

中阻抗型母线保护是当下最好的一种母线保护策略，近年来我国出现了诸多有关于中阻抗型母线差动保护装置误动的故障。在母线的内部出现相关的问题时，因为中阻抗母线保护的差动式回路有着很大的阻抗，使得差动回路具有很高的电压，该高压会直接的影响双母线复杂的二次回路。

1母线保护误动概况

（1）本文以某市相关电网的骨干电厂为例。该电厂坐落于220kV的双环网体系中心，现存的装机容量是4×300MW。该电厂分为两个电厂A电厂与B电厂。A电厂是220kV的主线是双母线，B电厂220kV的主线是双母线，两个电厂的组成是双母线4分段式的接线。

（2）该电厂系统出现故障时，并没有跟网调方进行一定联系，就自作主张的安排相关的发电机中性点消弧线圈的清扫，在事故发生的次日接地刀闸时，由于相应的母线隔离刀闸是处在合闸的状态，导致相应的带电合接地刀闸，最终致使相关的母线出现人工接地。

（3）在事故出现时，相关的母线保护设备动作，跳开了对应的分段开关。在事后的检查中发现，相关母线的保护设备各讯号以及对应的出口都是正确无误的。并且另一条母线的保护设备动作，是跳开了相应母线上几个重要的开关。在事后检查中发现，对应的母线也是没有出现不正常的状况，母线的保护设备是错误动作，导致甩开了对应的220kV变电站，总共耗费了大约40MW的负荷。电厂事故时系统主接线如图1所示。

（4）无论是母线一或是母线二的保护设备动作讯号是否正确，都跟B电厂的相差动保护动作有关，这或许是B电厂相关接地刀闸比A电厂刀闸闭合要早。并且，这两条母线的保护电压相关的闭锁元件动作都是正确无误的。

2故障分析

（1）该电厂的二期母线全部停止，1回线以及2回线等开关全部断开，并且对应的刀闸也是合到了相关的母线上，相对的刀闸也闭合、断开。

（2）相应的试验项目

1回线以及2回线，对应的开关TA一次极性，相关的母差保护TA的二次接地点，并且二次回路绝缘；1回线以及2回线，相关的刀闸切换回路检测，TA的二次极性检测把同极性或是反极性进行有效的串联，并施加相应的电流检测闭锁设备讯号方式，以便于确定母线的保护TA极性；相关的母线3以及母线4的母差保护和AT断线闭锁对应定植的检测；并且，将故障进行一定程度的模拟，从对应的分段开关TA（B）加入的事故电流，进行全面的检测母线3与母线4母差保护动作信号；在对应的B相母差保护TA的二次加事故电流进行母线3以及母线4差动保护动作讯号的检测；对母线3以及母线4的倒闸操作方法之下的故障母差保护动作讯号进行分别的模拟；二次回路的接线以及绝缘与相关元件的检测。

（3）全方面的调查与研究显示，相关的母线保护设备除去质量以及工艺存在一定程度的问题之外，其余的都无异常。

（4）在相应的检测中发现存在所有元件接线柱绝缘情况非常不良，并且外皮出现破损，和相近的接线柱距离很近，还存在飞弧的痕迹。由于相应的接线柱链接着母线3的差动保护回路，并且对应的接线柱也是链接着母线4的差动保护回路，这两个接线柱的位置距离很近并且绝缘相对很低，这样就必定导致母线3以及母线4的差动回路链接在一起。

（5）因为故障发生时相应的母线3上面链接的元件录波器并未启动，这样对故障的全方面分析有着很大的不利。母线4上面的某条线路的保护录波器图表明在发生事故的时候相关的电压波形得到，对应的母差保护动作时间大概是10ms，母线3的切除事故时间大约是50ms，母线4对应的延时跳闸时间是30ms。这样就可以确定，母线4差动保护应该是在母线3出现事故30ms，也就是母线3的事故在还没有切除时就启动的。

（6）依照相关的分析和计算，该电厂的母线3出现事故时，相关的事故电流达到了24kA，并且相应的二次电流大概是20A，差动回路的电阻是230Ω，我们考虑了辅助型的变流器拐点电压是800V到1000V，这样就能推算出，相应的事故差动回路之上的电压降大约可以达到1kV，这样高的电压几次对双母线切换回路进行一定程度的冲击，这会直接影响相应的切换回路。在切换回路发生异常的时候，在两条母线的差动回路因为种种因素连通，并且在一条母线出现事故时，因为相关的差动回路是中阻抗特征，并且差电流会在中阻抗回路上出现很高的电压。这样的电压会对相关的全母线差动回路造成较大的影响，并在相应的条件之下还可能致使相关健全的母线上面所连接的元件主TA的二次回路负载增加，导致TA的状态出现饱和，健全的母线保护差动回路中呈现一定的差流，这就造成相关母线的保护出现误动。

（7）在故障发生之后所检测到的切换元件中，只有两个接线柱外皮破损并且距离很近，且该地方恰巧是相关两段母线保护差动回路的交叉位置；还有，还发现了相应的印刷板存在烤糊与相对应的端子箱里被烧焦的现象。这些状况就很明确的显示，相应的母线保护设备切换回路存在很明显的不足，也有力的检验了前面的诸多判断。

（8）并且，根据有关的设备介绍在相应的动模实践中也存在内部事故电流比较大时因为差动回路电压较高导致相应的切换回路绝缘被击穿，这应该是工艺的问题。事故母线的差电流串进了非事故的母线差动回路，造成相应的非事故母线的差动保护存在误动作。所以，这样就能确定该电厂的母差保护误动是由于中阻抗母差的保护设备切换回路的制造工艺不好所导致的，并且相应的母线内部事故时差回路存在一定的高电压所造成的。

3相应的预防策略

（1）保护原理

差动保护就是依照基尔霍夫电流定律，全部的节点流进的电流等于所流出的电流，也就是在节点处的电流代数和是0 [∑i=0]。从相关的理论上来讲，差动保护误区之内的短路就是差动电流是0，区域内部的短路差动电流可以等于短路点处的电流。实际上TA的传送误差也促使区域之外的短路出现不平衡的差动电流，并且相应的不平衡电流随着穿越的电流增强而增强，这就显示把相关的差动保护动作特征设计为比率的制动。中阻抗型母线保护采用的是绝对值以及相应的制动量。TA的饱和也就是TA励磁电抗有所减小。中阻抗型母线保护的差动回路中所串联的中阻抗，在区域之外存在短路TA饱和的时候，使用中阻抗以及饱和TA的二次回路阻抗呈现一定的分流，并且分流到饱和TA的二次回路电流只存在相应的制动电流，不会存在差动电流，能够合理有效的预防区域之外的短路状况之下TA的饱和误动作。

（2） 强化母线保护设备各个回路与定值检测

根据上述的状况，该电厂的调度通讯局命令相关的省级部门对相应的中阻抗型母差的保护定值施行全方位的核算，并确保满足于中阻抗的保护稳定方程，最大化的降低相关差动回路的整定电阻，以便于减小差动回路在相关母线之内的事故时刻存在过电压所导致的安全隐患，还要求各个运作维护企业要在相关母线保护设备投进运行之前或是在一定的检测中，强化对相应设备的各个继电器装置的质量以及工艺质量与各个回路的详细检测，要确保二次回路的完整。

（3）健全并改善差动回路的参数处理过电压的方式

因为降低差动回路的整定电阻以及保障中阻抗保护稳定的方程有着很大的矛盾，想要制约差动回路在相关区域之内事故的过电压问题，中阻抗母线差动的保护可以使用二级电压来制约。相应的操作为利用非线性的电阻来呈现区域内部事故时，差流经过差动回路所存在的电压会较高，即便是中间的辅变流器拐点电压非常低，不过在短短的几个毫秒之间很可能会发生较高的电压，这时相应的电压可以达到600V大约，那么相关的非线性电阻动作，保持在电压600V下；并且，在差动元件动作的1ms到2ms之后，相关的饱和电抗器TMZ动作，其相应的阻抗从正常70kΩ逐渐下降至12Ω处，这就进一步的制约了差动回路的过电压问题。

结语

总而言之，中阻抗母线保护差动回路过电压误动工作涉及很广泛。相关的继电保护专业人员还应该不断的强化对保护原理的了解、学习，并且对应的制造厂家应指导用户对设备进行正确的使用及操作，尤其是有关保护的据动和误动要重视的事项，相应的运作维护人员还要定期的对保护设备进行检测与修护，系统可以为相关的母线保护施行定期检测提供可靠的条件。

参考文献

[1]韩卫民，杨乘胜.浅析中阻抗母线差动保护整流回路反措[J].继电器，2013（23）.

[2]柳焕章.中阻抗母线差动保护不正确动作事故分析[J].电力系统自动化，2012（24）.

回路电阻篇4

【关键字】：电压互感器，二次压降，补偿

abstract

because the pt secondary loop voltage drop directly affects energy measurement. after consulting the pt secondary loop voltage drop a great amount of materials

the accuracy of the electric，the best method to reduce was put forward based on analyzing the cause of which.

keywords： voltage transformer, secondary voltage drop, compensation

一、绪论

随着电力市场的改革，电能计量关系到直接的经济利益，做好pt二次回路压降的管理与改造工作，对保证电能计费的公正合理意义较大。正确的电能计量对核算发、供电电能，综合平衡及考核电力系统经济技术指标，节约能源，合理收取电费等都有重要意义。在电力系统中开展电能计量的综合误差测试是实现电能正确计量的基本技术措施之一。电能计量的综合误差包括电能表、电流互感器、电压互感器的计量误差以及电压互感器到电能表的二次回路线路压降。当电能表、互感器的计量误差符合国家有关规程规定时，由电压互感器二次侧到电能表端子之间二次回路线路的电压降(简称为pt二次电压降)，将导致电压量测量产生偏差。

pt二次压降问题是电力发、输、变、配企业普遍存在的问题，它使系统电压量测量产生偏差，不仅影响电力系统运行质量，而且直接导致电能计量误差，这种计量误差直接归算到电能计量综合误差之中。

几年来，经常发生电压互感器二次接线故障，直接影响二次回路的安全运行，给厂家经济造成一定的损失。电压互感器是一次和二次回路的重要元件，向测量仪表、继电器的线圈等供电，能正确反映电气设备的正常运行。故障现象：35kv母线电压互感器大部分采用的型号3xjdjj-35，电压比是： （请参考参考文献[6]）。每年当春秋阴雨季节或天气潮湿、有大雾时，中控室就会经常发出单相接地或电压降低信号，经值班人员切换电压表，有一相或两相电压指示下降，另两相或一相电压指示值不变，报告梯调请电气二次班前来处理。电气二次人员对二次回路及继电保护触点进行了打磨，对保护的继电器进行了整定，均未发现异常。经多方查找，发现3 5 k v母线电压互感器的二次接线的线头长年老化，有放电的痕迹。经分析，这种户外式电压互感器的二次接线引出端比较短，二次配线时所留线头端子比较短。一般正常运行时，由于北方气候干燥，常年少雨、灰尘大，空气中的污物比较多。当天气是阴雨或潮湿时，就会在电压互感器的二次接线表面形成一个导电层构成回路，致使电压互感器的二次侧发生单相接地或电压降低。但这不是真正线路上的接地和短路，只是二次回路保护误发信号，造成故障，影响了二次回路的稳定运行，造成一定的经济损失。

有文献指出，电压互感器装置在变电设备现场，二次电压需要通过几十米至几百米的电缆及各种辅助接点接到控制室，供继电保护、自动装置、测量仪表的电压线圈及电压回路。这些负载的大小，决定了二次回路电流的大小。由于二次回路电缆导线和各种辅助接点直流电阻的存在，在电缆两端产生了电压降，使负载端电压低于pt端电压 u伏，产生了幅值(变比)和相角误差。其误差大小决定于二次回路直流电阻大小，负载大小(二次电流大小)、性质(负载功率因数)及其连接方式。 论文网在线

有文献指出，某省网年售电100亿度，pt二次压降平均为1伏，按pt二次额定电压为100伏计算，漏计电能为1亿度，按0.2元/度计算，损失电费2000万元。

文献指出，某发电厂110 kvi段电压互感器二次回路压降为0.62%。110kvi段电压互感器二次回路压降超标，直接影响到3号发电机关口电能表计量装置的准确计量。3号机每年平均上网电量为2亿千瓦时，丢失电量w=w * 0.62%=1240000kwh，即年损失电量达124万度。

从上述例子中，可以看出pt二次压降直接影响电能量计量的准确度，由于pt二次压降的单向性，致使电力企业漏计电能，导致巨额经济损失;同时对电力系统安全运行也是一种潜在的威胁。

二、电压互感器二次回路的接线形式

现场运行中按照电压等级的不同，电压互感器二次回路采用了不同的接线形

式。

1.10kv至35kv电压互感器二次接线

电压互感器一次侧(高压侧)有熔丝，二次不设熔丝和任何其他保护设施，以减小电压互感器二次回路压降。从电压互感器与电能表距离的远近进行如下分析。

电压互感器与电能表相距较远(一般大于10m)。为了在测量电压互感器压降

时，不断其一次侧刀闸进行试验接线，采用图一所示接线形式。电压互感器二次出线进专用接线盒a，由于一般情况下电压互感器二次端子与接线盒a之间的距离小于0. 5 m，可不考虑两者之间的电压降。测量电压互感器二次压降时，二次电缆线从接线盒a接至电能表专用接线盒b，即可测出其间的电压降。采用这种接线方式开展测试工作安全、方便。

当电压互感器与电能表相距较近时，在实际电力客户接线时又分为两种情况。

(1)电能表直接装在电压互感器柜上(如手车柜)，电压互感器二次电缆直接进入电能表接线盒b，二次导线截面积大于4mm （请参考/中的电能装置技术管理规程），如图二所示。电能表与电压互感器二次端子之间连线距离小于lm，一般不考虑电压降误差，但至少应每2年1次在停电的情况下检查和处理电压互感器二次端子接头生锈、腐蚀等情况。

(2)电压互感器二次通过插件接至电能表接线盒，如图三所示。这种接线方式一般是电压互感器装在手车柜上，用上电后就不再管理，压降不易侧试。实际这类“插件”操作频繁，接触电阻不能忽略。

2.110kv及以上电压互感器二次接线

电压互感器一次侧没有熔丝，电压互感器二次侧必须装设保护设备(熔丝或快速空气开关)，防止电压互感器二次短路。对于进线供电的情况，为了保证计量准确，便于加封，在电压互感器杆下装设专用电压互感器端子箱，接线方式如图四所示。将接线盒a和快速开关zkk装于电压互感器二次箱内，二次电缆从快速开关zkk直接接到电能表接线盒b，可测量出从接线盒a到电能表之间的电压降，同样电压互感器二次端子接头应至少2年1次检查和处理锈腐等情况。zkk应使用单相的快速空气开关，便于对电压互感器进行一相一相的测量，同时测量时应有足够的操作距离，保证工作人员的安全。电压互感器电缆首端、中端和末端保护层金属部分一定要可靠接地，以屏蔽外磁场感生的电势，保证电压降测量的准确性。

三、降低二次压降的措施

由于电压互感器二次压降直接影响电能计量的准确性，甚至对系统稳定运行产生不良影响，为此人们在改善二次压降方面做了大量工作，归结起来可以分为降低回路阻抗、减小回路电流和增加补偿装置等三大类降低二次压降的措施。下面就这三种降低二次压降措施进行细致分析。

1.降低回路阻抗

在所有关于二次压降及降压措施的文献中，当分析二次压降的成因时，电压互感器二次回路阻抗是第一个被关注的参量。根据前面分析的结果，电压互感器二次回路阻抗包括：导线阻抗、接插元件内阻和接触电阻等三个组成部分。 论文网在线

1.1导线阻抗

由于电压互感器二次回路的长度达100米至500米之间，而且导线截面积过小，因而二次回路导线电阻成为回路阻抗中最被关注的因素。为此在《电能计量装置技术管理规程》d l / t 448-2000中，对计量用电压互感器二次回路的侧试作出了相关的规定：互感器二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线。对电压二次回路，连接导线的截面积应按允许的电压降计算确定，至少应不小于2.5mm 。在实际工作中，电压互感器二次回路线路的截面积一般选在6mm 。但无论若何选取导线截面积，导线阻抗是存在的，只是量值的大小而已。

1.2接插元件内阻

考虑到电压互感器二次回路中存在刀闸、保险、转接端子和电压插件等接插元件，在不考虑接触电阻的前提下，各元件的自阻和可以认为是一个定值，该值很小，并且不易减小。

1.3接触电阻

许多文献指出，在电压互感器二次回路阻抗中，接触电阻占很大的比重，其阻值是不稳定的，受接触点状态和压力以及接触表面氧化等因素的影响，阻值不可避免地发生变化，且这种变化是随机的，又是不可预测的。接触电阻的阻值在不利情况下，将比二次导线本身的电阻还大，有时甚至大到几倍。测试中，二次线压降通常都比计算值大许多，其根本原因就是没有估计到接触电阻有如此大的变化。

从上述分析中，可以清楚看到，电压互感器二次回路阻抗的三个组成部分中，可以通过增加导线截面积降低导线阻抗;接插元件内阻基本不变;接触电阻占主导地位，且其阻抗变化具有随机性。于是得到降低电压互感器二次回路阻抗的具体方案为：

（1）电压互感器二次回路更换更大截面积导线;

（2）定期打磨接插元件、导线的接头，尽量减小接触阻抗。

但无论采取何种处理手段，都只能将二次回路阻抗减小到一个数值，不能减小到零。

2.减小回路电流

一般情况下，电压互感器二次计量绕组与保护绕组是分开的，计量绕组负载为电能表等，负载电流小于200ma，因而现场测试若发现电压互感器一次回路电流大于200ma时，可采取以下措施减小电流：

（1）采用专用计量回路

目前电压互感器二次一般有多个绕组，且计量绕组与保护绕组各自独立。否则电压互感器二次回路电流较大。

（2）单独引出电能表

专用电缆对于计量绕组表计较多的情况，即使该绕组负载电流较大，但通过专用电缆的电流因只有电能表计的负载而减小，因而电能表计回路的电压互感器二次回路压降也较小。

（3）选用多绕组的电压互感器

对于新建或改造电压互感器的情况，有的电压互感器有两个二次主绕组和1个辅助绕组，可取主绕组中的1个作为电能计量专用二次绕组，这样该回路因只接有电能表而使电流较小，从而压降也较小。

（4）电能表计端并接补偿电容

由于感应式电能表电压回路为电压线圈，电抗值较大，使得流过电压线圈的电流即电压互感器二次回路电流无功分量较大，电压互感器二次回路负载功率因数较低。采用在电能表电压端子间并接补偿电容的方法，可以降低电压互感器二次回路电流的无功分量，从而降低电压互感器二次回路电流，达到降低压降的目的。实际并接电容时，应选好电容值，一般以压降的角差最小为最佳选值。还应注意电容的耐压，以保证可靠性。但是此措施由于未被有关部门完全认可，所以并未被广泛采用，建议慎重使用。

2.5装设电子电能表

电子电能表功能全，往往1只表可代替有功、无功，最大需量及复费率等表，因而可减小电能表计数量，同时电子电能表输入阻抗高，单只表负载电流只有30ma左右，因而使得电压互感器二次回路电流大大降低，压降也就较小。

在上述5种减小电压互感器二次回路电流的方法中，采用专用计量回路和装设电子电能表的效果明显，而且易于实现。但使用上述方法减小电压互感器二次回路电流方案，只能有效降低回路中电流到一定值，因为该值是由仪表数量和仪表阻抗性质决定的，一旦接线形式和连接仪表数量确定了，二次回路电流的大小就基本确定了，即由于电压互感器二次回路接线特点决定了二次回路电流，无论采用何种方法，电压互感器二次电流不可能等于零。

3.增加补偿装置（虽然是不提倡，但是在方法是却是可行的，许多文献上都有这个方法）

目前补偿器种类较多，从原理上分，主要有3种：定值补偿式、电流跟踪式、

电压跟踪式。

3.1定值补偿式

定值补偿式补偿器根据其工作原理可以分为有源定值补偿器和无源定值补偿器。无源定值补偿器的工作原理是利用自祸变压器补偿比差，利用移相器补偿角差。利用此补偿器可以将电能表计端电压与电压互感器二次端电压幅值与相位调至相等，从而达到补偿的目的。这种补偿器可以对回路阻抗和回路电流一定的线路调节补偿电压，使二次压降为零。但如果二次回路阻抗或电流发生变化，例如熔体电阻或端子接触电阻增大或电压互感器二次负载电流发生改变，这种补偿器就不能适应了。采用无源定值补偿装置，可靠性相对较高。

有源定值补偿器的工作原理是在电压互感器二次回路中计量仪表接入端口处串入一个定值的电压源，达到提高计量仪表的入口电势以抵消二次压降影响的目的。当电压互感器二次回路阻抗和回路电流一定时，调节补偿电压，使二次压降接近于零，但二次回路阻抗或电流发生变化时，这种补偿器就不适应了。

总之，定值补偿器在电压互感器二次回路阻抗和回路电流不变的前提下，能够对二次压降进行有效补偿，由于不能跟踪电压互感器二次回路阻抗和回路电流发生变化而引起二次压降的变化，因此不可避免地引起电压互感器二次综合压降欠补偿或过补偿现象发生。由此可以说，定值补偿装置（无论是有源的，还是无源的）在设计时就存在缺陷，是绝对禁止用于二次压降补偿的。

3.2电流跟踪式

电流跟踪式补偿器基本原理是利用电子线路通过对电压互感器二次回路电流的跟踪产生一个与二次回路阻抗大小相等的负阻抗，最终使二次回路总阻抗等效为零。这样，即使有pt二次回路电流的存在，由于回路阻抗为零，压降也为零。这种补偿器对于二次线路较长的，可补偿线阻。对于pt二次负载不稳定、二次电流变化的回路，由于二次回路总阻抗等效为零，可以保持压降为零。但对于二次回路阻抗变化的情况，则不能自动跟踪，也就是说，如果熔体电阻或接点接触电阻发生改变，则回路等效阻抗就不为零了，这是该补偿器的局限性。

换句话就是说，电流跟踪式补偿器的设计前提是电压互感器二次回路阻抗不变，只要跟踪二次回路变化的电流就可以达到补偿二次压降的目的。从前面对二次回路阻抗的特性分析可以看出，电压互感器二次回路阻抗是变化的，且具有一定随机性，显然电流跟踪式补偿器同样存在设计缺陷，可能造成过补偿或欠补偿现象的发生，因而也是绝对禁止用于二次压降补偿的。 论文网在线

3.3电压跟踪式

电压跟踪式补偿器的原理是通过一取样电缆，将电压互感器二次端电压信号与电能表计端电压信号进行比较，以产生1个与二次回路压降大小相等，方向相反的电压叠加于电压互感器二次回路，使电压互感器二次回路电压降等效为零。当电压互感器二次回路电流或阻抗改变导致回路电压改变时，补偿器自动跟踪压降的变化并产生相应变化的补偿电压叠加于电压互感器二次回路，以保持回路压降始终为零。因而这种补偿器几乎适用于所有场合，唯一不足的是需同时敷设一条从电压互感器二次端电压信号取样的电缆。

3.4目前应用较多，效率较高的二次压降自动补偿装置

3.4.1自动补偿装置的原理

pt二次压降自动跟踪补偿器的原理如图五所示，图五中：

u为pt二次绕组出口a点电压，u1为二次回路末端电能表端子c点电压：

u为pt二次回路综合电阻r (导线电阻和接触电阻之和)上的压降，即pt二次回路压降;

u1为pt二次压降自动跟踪补偿器的输出电压。

当调整电路参数得当，使 u= u1，则下式成立：

u1=u- u+ u1=u

即抵消pt二次回路压降 u的影响，使电能表端子c点的电压等于pt出口a点的电压，如同将电能表直接接到pt出口点上。从而达到了提高计量精度、减少计量损失的目的。

3.4.2应用效果

pt二次压降自动跟踪补偿器要选择通过权威电力部门的产品型式试验合格的产品，并结合本单位的具体情况，选择相应型号。在投运前，必须进行现场的性能、功能、抗干扰、附加波形失真等试验，确保装置的技术指标和功能满足产品的技术要求和符合现场实际条件。

某发电单位220kv电压互感器二次电能计量回路应用pt二次压降自动跟踪补偿器，效果良好，其投运带满负载后pt二次压降测量值如下表:从下表可知，pt二次压降自动跟踪补偿器实现了矢量补偿，即实现比差和角差的补偿，补偿后的pt二次压降小于二次额定电压的0.2%，完全能满足电能计量装置管理规程的要求，达到了提高计量精度、减少计量损失的目的。

4.其他方法

4.1取消pt二次回路的开关、熔断器、端子排等:此措施可避免开关、熔断器、端子排的接触电阻造成的pt二次压降，但取消开关、熔断器设备后，计量二次回路的失去故障保护，后果严重，不宜采用。

4.2调快电能表:此措施可临时性地解决pt二次压降问题，但在开关、熔断器、接线端子上形成的接触电阻是变化的，随着时间的推移，导体接触部位逐渐老化，其接触电阻亦逐渐增大，pt二次压降增大。同时，此措施在电能计量管理规定上是不允许的。

4.3对pt二次同路实施定值补偿:此措施与调快电能表的措施相仿，只能临时性地解决pt二次压降问题，不能实施动态补偿

四、结语

综上分析，电压互感器二次回路线路压降由二次等效阻抗和二次回路电流共同影响。这两个影响因素又随环境和工况不同而变化:二次等效阻抗又随环境的变化而变化，二次电流也随二次运行方式的不同而改变。若要达到国家颁布的电能计量装置技术管理规程和电能计量装置检验规程sd109-83的要求，必须揭示pt二次压降的产生机理，并设计补偿办法，对电压互感器的二次负荷进行补偿。

电压互感器二次压降的治理措施有降低二次回路阻抗、减小回路电流和加装补偿装置三种。降低二次回路阻抗、减小回路电流两种方法在保证二次压降原有性质的基础上，可以有效降低二次压降，但不能保证二次压降始终不大于电压互感器二次出口电压的0.25%要求；加装电压跟踪式补偿装置，可以保证二次压降始终不大于电压互感器二次出口电压的0.25%要求，但要注意电压互感器二次压降单向性的特点，确保欠补偿才是有效的。

【参考文献】：

[1] 胡晓蔚.电压互感器二次回路电压降对电能计量的影响.成都:《四川电力技术》，1997 论文网在线

[2] 陈新亮.电压互感器二次回路压降改造的分析.华东电力，1998

[3] 陈蕾.电压互感器二次电能表回路压降分析与测试.江苏电机工程， 2002

[4] 毕志周，曹敏，吕宏.减小电压互感器二次回路压降的方法研究.云南电力技 术，2000

[5]张红.电压互感器二次压降与计量误差.成都;《四川电力技术》，1997

回路电阻篇5

【关键词】绕线式；电动机控制

0.前沿

绕线式异步电动机常用的启动方法是在转子回路串人三相电阻或串人频敏变阻器，前看多用于需要调速的场合。

1.绕线式电动机串电阻启动工作原理

绕线式异步电动机的转子绕组可通过3个滑环与外电路连接。所以，启动时可在电动机外电路串人不同的电阻，以改善它的启动性能。

电动机启动时转子回路接人全部电阻。在启动过程中，随着电动机转速的升高，逐段将转子电阻切除（通过控制接触器将电阻短接），最后将转：子绕组短接。根据电阻切除的方法不同，可分为三相平衡切除和不平衡切除两种。如果三相启动电阻对称，每次切除量也对称，称为平衡启动电阻，如果三相电阻不对称，每次切除量也不对称，称为不平衡启动电阻。不平衡启动电阻一般用于不经常启动的小容量电动机，且多为手动控制。大容量电动机则多采用平衡启动电阻启动。

转子串入电阻后，一方面使转子电流减小，从而使启动电流减小：另一方面转子回路的功率因数得到改善，因而使启动转矩增大。所以这种方式允许在重载下启动。

电动机转串平衡启动电阻启动时的特性曲线。启动时，转子串入全部电阻，电动机工作在R1特性曲线的1点，对应的启动转矩为M1。因为启动转矩M1大于电动机负载转矩ML，所以电动机开始加速，工作点沿R1特性曲线上升。随着转速的升高，电动机转矩减小，当运行到2点时，由外电路控制使接触器触点1KM闭合，切除第一段电阻，此时2点对应酶转矩称为切换转矩M2。由于转速惯性，电动机将工作在R2曲线上的3点，对应转矩为M1，则电动机加速。当转速上升到4点时，又对应电动机的切换转矩，外电路控制使触点2KM闭合，切除第二段电阻，工作点平移至5点后沿R3特性曲线上升。如此一段一段地切除电阻，电动机就在不同的曲线上加速，最后将所有串接电阻全部切除，电动机稳定工作在固有特性曲线的额定工作点N，从而完成启动过程。

启动电阻根据需要分成若干段，段数越多，平均启动转矩越大，启动时的转矩波动越小，启动越平稳。

绕线式电动机转子串电阻的控制电路。它是按电流（转矩）的变化控制接触器动作来逐段切除启动电阻的。

电路中电动机电流由主电路电流互感器TA二次所接的三相电流继电器KA取得，继电器的吸合电流整定为切换转矩M2对应的电流I2。

启动前，闭合电源隔离开关QS，接通控制回路，各接触器和继电器均为无电状态。

启动时，按下启动按钮SBq，主接触器KM闭合，电动机串人全部电阻启动；辅助触点KM1闭合，形成自保；触点KM2闭合，为中间继电器1K通电做准备。

电动机启动瞬间，由于启动电流I大于切换转矩对应的电流I2，使电流继电器KA吸合，其触点KA2打开，各加速接触器（控制启动电阻的接触器）暂不能送电；触点KA1闭合，电流从控制电源Ll端触点KA12K21K2KM2中间继电器1K电源L3端，使中间继电器1K有电吸合。

继电器1K有电吸合后，引起以下触点变化：

（1）触点1K1闭合，形成自保；

（2）触点1K2打开，切断以上继电器1K通路，保证继电器2K仍受电流继电器常开触点KAl控制；

（3）触点1K3闭合，使第一级加速接触器1KM处于待通状态。

电动机启动后，随着转速的上升，启动电流（转矩）下降到I2时，电流继电器KA释放，其触点KA1打开，暂缓中间继电器2K通电；触点KA2闭合，电流从电源Ll端KA22KM21KM2已闭合的1K3接触器1KM电源L3端，使第一级加速接触器1KM有电吸合，引起以下触点变化：

（1）主触头闭合，切除第一段加速电阻。

（2）触点1KM1闭合，形成自保。

（3）触点1KM2打开，切断以上电流通路，保证接触器2KM仍受电流继电器常闭触点KA2控制。

（4）触点1KM3闭合，使中间继电器2K处于待接通状态。

电动机切除第一段电阻后，主电路电流又一次增大，使I>I2电流继电器KA又一次吸合，其触点KA2打开，保证接触器2KM和3KM暂不通电；常开触点KA1闭合，处于待接通状态的中间继电器2K有电吸合：其触点2K1自保，触点2K2打开，作用同于1K2；触点2K3，闭合，使第二段加速接触器2KM待接通。

随着转速的上升，主电路电流I下降到I2时，电流继电器KA又一次释放，其触点KAl打开，暂缓继电器3K通电；触点KA2闭合，第二段加速接触器2KM有电吸合，主触头闭合，切除第二段电阻；触头2KM1闭合，形成自保，触头2KM2打开，作用同于1KM2；触头2KM3闭合，使中间继电器3K处于待接通状态。

经过相同过程切除第三段电阻后，电动机在额定状态下稳定运行。

停车时，按下停止按钮SBt，主接触器KM失电，主触头断开，电动机停车，触点KM2打开，各中间继电器、加速接触器相继断电释放，为下一次启动做准备。

2.绕线式电动机串频敏变阻器启动

绕线式异步电动机串频敏变阻器启动，具有启动电流小，启动转矩大，启动过程损耗小等特点。

频敏变阻器是一种特殊的铁心电抗器，它可等效成电阻与感抗的并联电路，所以这是一种转子回路串接阻抗的启动方法。

频敏变阻器等值电路，rb为频敏变阻器线圈电阻；Rp是反映频敏变阻器铁心损耗的等效电阻，频率越高，铁损越大，则Rp，越大；XL是频敏感抗。

开始启动时，电动机转速n=o，则转子电流频率最高，频敏变阻器阻抗最大；此时，XL>Rp，电流/大部分流过Rp，相当于转子回路串接电阻启动，因而启动电流得到限制，且启动转矩较大。随着转速n的升高，转子电流频率降低，XL，Rp的值减小，相当于连续自动减小启动阻抗。当转速继续上升，转子电流频率进一步降低，并使XL

转子回路串接频敏变阻器启动的控制电路。该电路用于绕线式电动机的不可逆控制。它由主回路和控制回路两部分组成。控制回路中的时间继电器KT用于控制频敏变阻器串人转子回路启动的时间。

启动前，首先闭合自动开关Q，主回路有电；闭合开关SA，控制回路有电，绿色指示灯HG亮。

启动时，按下启动按钮1SB，接触器1KM有电吸合；主触头闭合，电动机转子串人频敏变阻器RF启动；常开触点1KM1闭合，形成自保；触点1KM2闭合，红色指示灯亮，表示电动机正在启动；触点1KM3闭合，时间继电器KT有电，其常开触点经一段延时后闭合，接通中间继电器K。

中间继电器有电后，通过其常开触点使接触器2KM有电吸合，其主触头闭合切除频敏变阻器；同时辅助触点2KM1打开，绿色指示灯HG灭，表示电动机降压启动结束且进入全压运行状态。

停车时，按下停止按钮2SB，接触器1KM失电，主触头断开，电动机停转；同时其他继电器、接触器恢复原态，为下次启动做准备。

回路电阻篇6

图1是一惠斯通电桥电路，因英国物理学家惠斯通首先使用该电路来测量未知电阻的阻值而得名.R1、R2、R3、R4是电桥的四个“桥臂”电阻，电流表和R5构成了“桥支路”.因该电路结构特殊，其中各个元件的联接并非简单的串并联关系.当电桥平衡时，可以将“桥支路”作短路或断路的等效处理，而当电桥不平衡时，该电路虽然结构简单，但已经不属于简单直流电路，无法用串并联电路的分析方法进行求解.本文给出几种不平衡电桥电路的求解方法.1 基尔霍夫定律

基尔霍夫定律包括节点电流定律和回路电压定律.

①节点电流定律：在电路中任意一个节点上，任一时刻流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即

②回路电压定律：一个闭合回路中，从一点出发绕某一个回路一周回到该点时，各段电压降的代数和等于零，即

例1 在图1中，已知电阻，R1=4 Ω，R2=R3=12 Ω，R4=6 Ω，R5=3 Ω，E=12 V，求理想电流表A的读数.

解析 因该电路中R1×R4≠R3×R2，即对臂电阻的乘积不相等，所以该电路属于不平衡电桥电路，不好用简单直流电路的方法计算，现用基尔霍夫定律求解.

设各个电阻的电流分别为I1、I2、I3、I4、I5，方向如图2所示，则由节点电流定律，对图2中的节点a、b有

分别选取三个回路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，绕行方向取顺时针方向，其中回路Ⅰ和Ⅱ已在图2中标出，回路Ⅲ由R1、R2、S、E构成（图中未标出），由回路电压定律，对以上三个回路有

将方程（1）、（2）代入（3）、（4）、（5），再代入电路中各个元件的参数值，可解得I5=0.5 A方向向下.（求解过程略）

点拨 ①基尔霍夫定律是电路的基本定律之一，不论在何种电路中，它阐明的各支路电流之间和回路电压之间的基本关系都是普遍适用的.理论上来讲，基尔霍夫定律可以解决一切电路问题，它思路简单清晰，对于基础好的学生来讲，是完全可以做到熟练掌握和灵活应用的，但是不足之处在于，如果支路较多，所列方程的个数也会随之增多，从而使得解题过程显得比较繁琐，但不失为解决非平衡电桥电路的一种有效方法.

②在列回路电压方程时，有两个注意点，一是电压符号的选取，回路电压定律指出“各段电压降的代数和等于零”，因此，如果遇到电位升的情况，电压要取负号；二是回路的选取要使得所列的电压方程独立，如本题中回路Ⅲ选取很显然该方程可以由方程（3）、（4）相加得到，用该方程与方程（1）、（2）、（3）、（4）联立是无法求解的，因而它不是独立的方程.2 戴维南定理

戴维南定理也叫等效电压源定理，即对外电路来说，一个含源二端线性网络可以用一个电压源来代替，该电压源的电动势E0等于二端网络的开路电压，其内阻R0等于含源二端网络内所有电源电动势为零，仅保留其内阻时，网络两端的等效电阻（输入电阻）.

根据戴维南定理可以对一个含源二端网络进行简化，简化的关键在于正确理解和求出含源二端网络的开路电压和等效电阻.

例2 用戴维南定理求图1中理想电流表A的读数.

解析 移开R5和A这个待求支路，求二端网络的开路电压Uab，如图3所示.

开路后的电路为一简单直流电路，其中R1与R2串联，R3与R4串联，设此时R1与R2的电流为I12，R3与R4的电流为I34，方向如图所示，则即等效电源的电动势为E0=5 V.

再求等效电阻Rab，这时将电源电动势除去，如图4所示，则即等效电源的内阻为R0=7 Ω.

画出二端网络对应的等效电压源的电路图，并将R5和A支路接入，如图5所示，则

点拨 ①在实际问题中，遇到一个复杂直流电路，如果并不需要把所有的支路电流都求出来，在这种情况下，用基尔霍夫定律来计算就很复杂，而应用戴维南定理就比较方便.

②戴维南定理的两个关键步骤：求开路电压Uab和等效电阻Rab.在计算开路电压Uab时，必须注意代替含源二端网络的等效电压源E0的极性与开路电压Uab保持一致，如果求得的Uab是负值，则电动势E0的极性与图5中的相反；而求等效电阻Rab时，必须将网络内的各个电源除去，仅保留电源内阻.

③戴维南定理只适用于二端网络以及二端网络内部为线性电路的情形，如果二端网络内有非线性元件（如二极管、三极管等），或者所求部分为三端网络（如三相负载），则不适用，但如果所求支路中含有非线性元件，戴维南定理同样适用.3 节点电位法

以节点电位作为未知量，将各支路的电流用节点电位表示，再利用节点电流关系列出独立的电流方程进行求解，这就是节点电位法.

要想确定电路中节点的电位，只需在电路中任选一个节点，设其电位等于零，则所求点的电位即等于该点和零电位点之间的电压值.

例3 用节点电位法求图1中理想电流表A的读数.

解析 如图6，将图中另外两个节点c、d标出，各个电阻上的电流方向如图所示.

设d接地，则φd=0，φc=12 V，则各支路电流用节点电位可表示为

点拨 ①节点电位法实际上是以节点电位作为未知量分析电路的一种方法，适用于支路数较多，而节点数较少的电路中，本题中虽然有四个节点，但由于c、d的电位已知，所以实际上只有两个未知节点a和b，使用节点电位法的优点在于解题的方程较少.

②用节点电位法求解电路问题时参考点的选择要合适，应使该电路中其余节点的电位易于表示，使未知数尽可能少.4 互易定理

在一个只含电压源的线性电阻电路中，如X支路中的电压源UX在支路Y中产生的电流为IY，则当电压源由支路X移到支路Y中时，将在支路X中产生电流IY，这就是互易定理.

简单来讲，即在图1中，如果将电压源E与电流表A互换位置，根据互易定理，电流表的读数应该不变，从而可以从另一个角度求得电流表的读数.

例4 用互易定理求解图1中的电流表的读数.

解析 将图1中的电流表和电源互换位置，如图7所示，其对应的等效电路以及互换后各个电流的参考方向如图8所示，可知R1和R2并联，R3和R4并联.

在图8中，

R总=R5+R1R2R1+R2+R3R4R3+R4

根据串并联电路的分流公式可知，电阻R1和R3上的电流分别为

点拨 ①互易定理适用于线性网络只有一个电源时，电源支路和另一个支路之间的电压、电流关系.

②互易时电压源原来的位置应短路，电压源串联接入另一支路.5 Y-Δ等效变换

如图9和图10所示是一个Y形电阻网络和一个Δ形电阻网络，当这两个电阻网络分别接到同一个电路中时，如能保持这个电路中其余各部分的电流和电压不变，则这两个电阻网络对于这个电路是等效的，对应的等效变换关系如下（证明过程略）：

Y形电路等效变换成Δ形电路的条件为

例5 用Y-Δ等效变换的方法求解图1中电阻R1、R3上的电流I1、I3.

回路电阻篇7

关键词：电压互感器 二次回路 继电保护 影响

0 引言

电压互感器（在后文中以TV表示），在电压变换的作用下，将电力设备的高电压转变为计量、测量、继电保护等二次设备需要的低电压，不仅具有标准化二次设备功能，还能有效地隔离一次侧与二次回路。TV二次回路故障可能造成不正确的测量结果，还可能会使计量出现误差，进而不能保障运行的可靠性，还会对计量的准确性造成影响；也许会造成保护的误动和拒动，从而不利于电力系统安全稳定的运行。因此，研究TV二次回路故障对于继电保护正确工作的影响具有很高的研究价值。

1 TV二次回路及其等效电路

在反事故措施中，TV二次回路在控制室内只能有一点接地。要想使接地的可靠性更大，各TV的中性线不得接入可断开的熔断器或者开关。为了保护二次绕组免受雷电波、过电压的冲击，在N线中还会布置放电间隙或者氧化锌阀片接地，其典型的接线图如图1所示。

典型的TV二次接线方式已通过图1展示出来。像是南瑞继保的RCS900系列保护等一些保护装置，因为他们采用的是自3U0，可根据实际情况接入L630，不接入也是可以的。而数字化变电站，由于其二次回路使用用光缆，所以本文不对其进行讨论。但是要注意，数字化变电站同样存在二次回路断线的问题，但与本文所讨论的问题是有差别的。

TV二次回路等效电路如图2所示。

其中，TV的二次绕组所承受的等效电压用来UA表示，TV二次回路的等效阻抗用Z1来表示，ZL为TV 所承受负荷的等效阻抗，ΔUAB即TV回路压降，UB为负荷即继电保护上的压降。由图2易知，负荷（继电保护装置）承受的实际电压UB不等于TV转换的电压UA。为了尽量减小二者的差距，我们应该尽可能降低Z1，但是却因为一些客观原因的影响，Z1也许会变得非常大，达到让我们难以想象，这就会造成继电保护获得的电压UBTV与转换电压UA严重偏离。而且，因为对TV特殊的要求，ZL+Z1的阻抗不能低，不然就会使UA测量一次侧的电压值发生错误。

2 TV二次回路常见故障

在进行TV二次回路故障分析时，首先要从现场实际故障出发，再依据TV二次回路的现场接线和给出的等效电路图进行分析。

2.1 TV二次回路断线 TV二次回路断线即TV至继电保护的连接回路发生开路，实际上包括对称断线和不对称断线两种情况。前者是三相断线，其原因一般是外力破坏等。后者是一相或者两相断线，其原因包括电缆质量不合格，电缆遭到破坏，二次回路接线不良等。

2.1.1 三相断线 三相断线是指A、B、C 三相都断线，最终导致继电保护不能获得任何一相的电压，从继电保护的角度来讲，这跟TV一次发生三相断线是一样的，与被保护设备不带电状况也是一样的。

2.1.2 不对称断线 ①图3为TV二次回路断线A相断线的电压向量图，其中，实际电压用虚线来表示，测量电压用实线来表示，因为A相断线，所以A相电压U'A=0，而L线是正常的，所以U'L与正常时是一样的，还是较小值。

②除此之外，不对称断线还包括两相断线，此时只剩一个正常相电压，U'L值依旧正常。

③当L相断线时U'L置为零，但是由于正常运行时UL也几乎为零，因此难以发现。仅当一次系统发生接地故障时，零序电流不再为零，但U'L还是零，这时便可以发现L相断线。

2.2　TV二次回路多点接地 当TV二次回路中出现其他的接地点时，二次回路中就会出现多点接地。在图4中，由于两相接地使中性点偏移，最终使三相电压都和原来不一样了，产生了零序电流。由于中性线阻抗表现为阻性，所以零序电流的方向与中性点发生偏移的方向相反，电压偏移量和接地点两相间的电阻最终决定了零序电流的大小。中性线导致的电压偏移不会影响到线电压，但是会影响到相电压。

2.3 TV二次回路阻抗过大 在图2中，继电保护所承受的电压UB会随着回路阻抗Z1变大而降低，降低多少要看回路阻抗Z1与保护阻抗ZL的相对关系。因为是不一样的回路阻抗，三相电压会出现失衡的情况，当N线的阻抗也变大时，会使中性线电压发生偏移，可能会出现图5中的电压向量关系。

3 TV二次回路故障对继电保护的影响

经过对TV二次回路的故障并结合其引起的电压变化进行分析，可知TV二次回路事故可能有下面三个方面的影响。

3.1 TV二次回路断线对继电保护的影响 由于TV断线会引起电压向量的变化，所以只要以电压向量的变化作为动作判决的保护都会受到影响。在微机保护装置中，一般运用的都是TV断线检测机制，一旦有这种情况产生，退出可能误动作的保护功能。

各个断线类型要根据其具体情况选择相应的判别原理，在进行三相断线的判别时，一般依据的是三相无压而有流。而单相和两相断线，需要考虑保护装置的差异来选择相应的判据，用得比较多的判据是负序电压超过8 V，由于发生不对称断线故障时，会有负序电压产生，而单相接地故障时，没有负序电压。

3.2 TV二次回路多点接地对继电保护的影响 中性线电压偏移就是由于回路多点接地而造成的，进而使相电压的变高或变低，产生相位变化，导致与电压变化量相关的继电器的误动作，如接地距离继电器、功率方向继电器误动作等。

3.3 TV二次回路阻抗过大对继电保护的影响 当二次回路阻抗超过一定值之后，实际电压就会比保护装置得到的电压大，而中性线电压的偏移，又使三相电压失衡，因此而产生零序电压。进而导致继电保护作出判断可能是错误的，可能导致PT断线而无法进行保护，进而无法保障保护的正常运行。而且，TV二次回路阻抗太大也会严重影响计量，因此要及时采取措施解决。

4 结语

本文分析了TV二次回路接线和等效电路图之后，总结了TV发生二次回路断线、多点接地、阻抗过大等故障时的电压特点，再根据电压变化分析了其对继电保护造成的影响。综上所述，我们最不容易发现的就是TV二次回路阻抗过大给继电保护造成的影响，因此还有待进行深入的研究，努力找到最佳的解决方案。

参考文献：

[1]孙亚辉，陈志强，蔡衍.TV二次回路反充电的原因分析及防范措施[J].电力系统保护与控制，2010（9）：126～129，133.

[2]李怀强，粟小华，胡勇.超高压输电线路TV断线过流保护整定方法[J].电力系统自动化，2008，32（13）：101～103.

[3]秦涛，张磊，王向东.TV 二次单相接地短路故障分析[J].电力系统保护与控制，2010（7）：136～138.

[4]陆浩进，田辉.变电站扩建工程中TV并列回路二次接线的改进措施[J].电力系统保护与控制，2008，36（22）：117～119.

[5]于旭东，曾铁军，宋艳.继电保护检验规程中的几点不足[J].电气应用，2009（13）：52～55.

[6]周建军，樊高瑞，樊庆玲，等.二次电压回路检查方法的探讨[J].电力系统保护与控制，2010（3）：133～135.

回路电阻篇8

【关键词】 电阻测量法 电力拖动控制线路

学习《电力拖动控制线路与技能训练》除了电气元件的认识外，主要包括线路安装和线路故障检修两大部分。在实操训练中，电路安装完后的检查以及机床控制线路故障的检测方法有多样，常用的有电压测量法、电流测量法和电阻测量法。虽然电压测量法和电流测量法都有快速、准确的优点，但由于要带电测量，在实际操作中学生存在触电的恐惧心理，多数学生都不用。相反电阻测量法则断电操作，学生觉得安全而大受欢迎。下面就讨论电阻测量法在电力拖动控制线路安装和故障检修中的应用。

一、在电力拖动控制线路安装完成后自检中的应用

控制线路安装完后不少的学生会立即到试验台处通电，但又怕通电失败，通电不成功(特别是电路出现短路后)又不知如何去查找故障出在哪里、心里很矛盾，反复多次后严重挫伤学生的进取心和学习积极性，这种现象是由于学生对电路的工作原理不熟悉造成的。解决的办法是先要求学生多识读电路图、分析电路的控制原理，同时掌握基本的测量方法。电路安装完后先在原位用电阻法进行自检测量，下面以接触器联锁正反转控制线路为例来讲解，电路图如图1、接触器选择CJ10-20。

安装前测量各元件是否完好，坏的要修理好，修不好的要更换新的，同时要测量并记下自己所用交流接触器KM1、KM2线圈的直流电阻，具体的数值不同型号的接触器有较大有差别，如常用的CJ10-20交流接触器线圈直流电阻约2000Ω、而型号较新的S-K21线圈直流电阻则只有几百欧姆。首先，用万能表电阻档测量熔断器FU1、FU2、FU3，应该是电阻为0Ω，若不导通，则更换熔体或重拧紧熔断器的瓷帽直到导通良好，然后才能进行下面的自检测量。万能表选用合适的档位，档位过大使示数太小、误判是短路，档位过小使示数很大、误判为开路，严重会影响到测量的准确性;一般选择×10Ω档或者×100Ω档。在自检测量时把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点(或是FU2的出线点0、1两点)，按下按钮、接触器位置开关等元件来模拟控制元件的工作，根据各支路的通断使得所控制的接触器线圈、继电器线圈形成并联或断开，从万电表所指示的阻值变化来判断安装的线路是否正确。步骤可分为按钮功能、接触器自锁功能、接触器互锁功能及主电路来进行，把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点，万用表的读数指示为∞(如果电阻为0Ω，则电路存在短路;如果电阻为2000Ω或1000Ω则有可能是自锁触头或启动按钮接错)。

(一)控制电路的检查(电路正常的万能表示数)

1、按钮功能检查

(1)正转控制检查:

按下启动按钮SB1万能表指针读数指示约2000Ω(正转控制接触器KM1线圈回路接通)。

1)此时同时按下停止按钮SB3万能表指针读数先指示∞(正转控制接触器KM1线圈回路被切断)

2)此时松开SB3，同时按下SB2万能表指针读数指示约1000Ω(KM1、KM2两个控制回路并联)

3) SB1、SB2、SB3同时按下万能表指针读数先指示∞(正、反转控制回路同时被切断)

(2)反转控制检查:

按下启动按钮SB2万能表指针读数指示约2000Ω(反转控制接触器KM2线圈回路接通)。

(1)此时同时按下停止按钮SB3万能表指针读数先指示∞(反转控制接触器KM2线圈回路被切断)

(2)此时松开SB3，同时按下SB1万能表指针读数指示约1000Ω(KM1、KM2两个控制回路并联)

(3) SB1、SB2、SB3同时按下万能表指针读数先指示∞(正、反转控制回路同时被切断)

2、自锁各互锁检查

(1)正转控制:

按下KM1触头支架万能表指针读数指示约2000Ω(接触器KM1常开辅助触头3、4两点接通KM1线圈控制回路)

1)此时同时按下SB3万能表指针读数指示约∞(接触器KM1线圈控制回路被切断)，则自锁正常。

2) 松开SB3，同时按下KM2触头支架万能表指针读数指示约∞(KM1线圈回路被KM2常闭辅助触头4、5两点切断)，则互锁正常。

(2)反转控制:

按下KM2触头支架万能表指针读数指示约2000Ω(接触器KM2常开辅助触头3、6两点接通KM2线圈控制回路)

1)此时同时按下SB3万能表指针读数指示约∞(接触器KM2线圈控制回路被切断)，则自锁正常。

2) 松开SB3，同时按下KM1触头支架万能表指针读数指示约∞(KM2线圈回路被KM1常闭辅助触头6、7两点切断)，则互锁正常。

(二)主电路的检查

主电路的检查一般是在控制电路检查完后进行，主要目的是为了检查主电路是否存在短路。在检查主电路时由于电动机每相绕组的直流电阻较小，一般在10Ω以下，电阻档应该选择×1Ω档。接上电动机后按各接触器的工作顺序按下接触器触头支架模拟接触器工作，同时用万能表测量总开关出线点U11、V11、W11两两间的电阻，电阻大小应该相等且为电动机任意两根电源引线间电阻。若出现电阻为零，说明主电路出现短路;如果出现电阻较大或∞，说明主电路存在接触不良或开路。

在图1电路中，假设电动机M的绕组是形连接，每相绕组电阻为5Ω，测量步骤如下:

1.按下KM1触头支架，用万用表的两根表笔分别测量U11-V11、U11-W11、V11-W11间的电阻，读数应为10Ω;

2.按下KM2触头支架，用万用表的两根表笔分别测量U11-V11、U11-W11、V11-W11间的电阻，读数应为10Ω;

在本例中为了检查反转时KM2进、出线的U相W相是否换相，要同时按下KM1、KM2触头支架进行检查。U11-V11、V11-W11间的电阻，读数应为7.5Ω(此时U相绕组与W相绕组并联后跟V相绕组串联);U11-W11间电阻为零(由于反转时KM2出线端U相与W相要换相)。