常仕亮：Ａ／ｙｏ一１１变压器单耦负载计Ａｉ碌理的分析 ／＇ｘ／ｙ０—１１变压器单相负载计Ａ量原理的分析 ．Ａ／ｙＯ一１ １ Ｗｉｒｉｎｇ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｓｉｎｇｌｅ—ｐｈａｓｅ Ｌｏｏｄｅｄ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｒｇ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ Ａｎｌｙｓｉｓ 常仕亮 （重庆市电力公司检修分公司，重庆４０１１２３） 摘要：在１０ｋＶ供电系统中，△／ｙＯ一１１接线专用变压器客户较多，３１５ＫＶＡ及以上专变一般在１０ｋＶ侧采用三相三线计量，Ｏ．４ｋＶ侧可能接入单棚负 载，出现极端不对称运行状态。本文主要运用对称分量法分析这种运行状态下，１０ｋＶ侧计量装置的向量关系和计量原理，以便电能表现场校验时做出 正确的分析判断，杜绝计量差错。 关键词：ｚｘ／ｙｏ一１１变压器；对称分量；三相三线；计量原理 １ ０．４ｋＶ侧Ｂ相接入负载 设变压器变比为Ｋ，从图２可以得知电压、电流的关 １．１ ０．４ｋＶ侧电流各序分量 当０．４ｋＶ侧的Ｂ相接人负载时，，６＝Ｊ『（注：角标字母 系为：％：￣ｆ３ＫＵｂ 一 ： ，厶 小写代表０．４ｋＶ侧，大写代表１０ｋＶ侧），０．４ｋＶ侧有功功 率为ＵｂｌｂＣＯＳ￣。运用对称分量法，以及边界方程ｊ６： ， 。＝ 大小相等，相位相反，Ｃ相无电流，电流相位关系非常特 殊，和三相均有负荷时的向量关系完全不同，这一点在现 场校验时的分析判断上要引起特别注意，以免误判断。 Ｕａ 。＝０，得到Ａ相各序分量： Ｊ｝ ＋＝吉（ｊ。＋ ＋ ） ｛（ ＋口 Ｊ『 ＋ ） Ｊ｝ 吉（Ｊ｝。＋ｊ ＋ ） 一＝（１） Ｉａ一＝１ｃ＋ Ｉａ＋＝Ｉｃ一 ｉｂ＋＝ｉｂ一＝ Ｉｈ０＝Ｉｃ０ 式中ａ＝ ，ａ ＝ ， Ｊｃ ＼ ． Ｉｂ ｛ ０＝号 ＝图Ｉ低压侧Ｂ相负载各序分量图 （２） ｝ １｝ ａ０ 了 ｂ 从（２）式可以看出，以ｊ６为基准向量， ＋超前于ｊ６ 的角度为１２０￣，幅值是 的｛；ｊ。一超前于Ｊ｝６的角度为 Ｊ １ １ ２４０￣，幅值是Ｊ『６的寺； 和Ｊ｝６同相，幅值是厶的寺。根 据以上关系绘出０．４ｋＶ侧电流各序分量和电压的向量图 见图１： １．２向量关系和计量原理 图２ １０ｋＶ侧电流各序分量和合成电流的向量图 １．２．１向量关系 １．２．２计量原理 Ｐ＝ Ｕｆｌｂｃｏｓ（ｐ 由于变压器１０ｋＶ侧的中性点不接地，Ｏ．４ｋＶ侧的零 序电流不能在１０ｋＶ侧通过，Ｙｏ侧正序分量经变压器将 逆时针旋转３０。，负序分量将顺时针旋转３０。，正序、负序 分量感应到１０ｋＶ侧后相位将发生变化，叠加后得到 １０ｋＶ侧电流各序分量和合成电流的相量图见图２： ＋Ｐｃ＝Ｅ／ 厶ｃｏｓ ＋０：４－３ ．厅 厶ｃｏｓ （３） 可见，经变压器变比折算后，忽略变压器损耗，１０ｋＶ侧 计量装置测量的有功功率和０．４ｋＶ侧负载功率完全一致，这 《计量与翻试技术》２０１２年第３９誊第７期 种极端不对称状态Ｆ能正确计量，无线路附加计量误差。 —ｓｉｎ６０。ｓｉ ）］＝２ Ｕ￣Ｌｃｏｓ６０。ｃｏｓｑ￣＝Ｕ．Ｉ￣ｃｏｓ（？ （５） ２ ０．４ｋＶ侧Ａ相接入负载 ３ ０．４ｋＶ侧Ｃ相接入负载 ２．１ ０．４ｋＶ侧电流的各序分量 运用对称分量法，以及边界方程Ｊ『。＝ （负载电流）， ６＝ｊ。＝０，得到Ａ相各序分量： ＋： ３．１ ０．４ｋＶ侧电流的各序分量 运用对称分量法，以及边界方程，。： （负载电流）， ＝ｊ６＝０，得到Ａ相各序分量： ＝］ ‘ ｛ ｃ １ ｝ ｃ ０＝吉 ｝ （４） ｝ ｎ一 （６） ｊ。Ｊ 根据（４）式绘出０．４ｋＶ侧电流各序分量和电压的向 苗图见 图３： Ｕａ ｂ ／ ｜ ｜｜／ Ｉｃ＋＝Ｉｂ— ｌａ＋：ｉａ－＝ｈＯ：ｉｂ０ ／ ＼ ｂ＋＝ｉｃ一 ０ｃ ＼ Ｕ。 图３低压侧Ａ相负载各序分量图 ２．２向量关系和计量原理 ２．２．１向量关系 同理得出ｌＯｋＶ侧电流各序分量和合成电流的相量 图见图４： ７Ａ８ Ｕ廿． ｜ 图４ １０ｋＶ侧备序分营和合成电流向置图 从图４可以得知１０ｋＶ侧电压电流的关系为： ＝ ，厶＝ 。， ｃ＝一 ， ＝０， 和 ｃ大小相等，相位相反，Ｂ相无电流。 ２．２．２计量原理 Ｐ＝ＰＡ＋Ｐｃ＝ＧＢＩＡｅｏ￣（６０￣＋ ）＋ＵｃＢＩｖｃｏｓ（５０ｏ一 ）＝√３ Ｋ ，ｎ［（ｃｏｓ６０。ｃｏＳ（Ｐ—ｓｉｎ６０￣ｓｉｎｑ￣）＋ｃｏｓ６０。ｃｏｓ（Ｐ ｝ １｝ 。ｏ Ｃ 根据（６）式绘出０．４ｋＶ侧电流各序分量和电压的向 量图见图５： Ｕａ Ｉａ＋＝Ｉｂ－ ｝ｃ一：Ｉｃ Ｏ：ｉａ０：Ｉ’ｂＯ 一： ＼ ＼讥 ｌ＝ｌｃ 图５低压侧Ｃ相负载各序分量图 ３．２向量关系和计量原理 ３．２．１向量关系 同理得出１０ｋＶ侧电流各序分量和合成电流的相量 图见图６： ＬＪ Ｕ ｉＡ＋ ／ｌＢ＿／ｉＢ ／ ｉｏ＂ｆ／ｉｃ＋ ｕｃ 图６ １０ｋＶ侧各序分最和合成电流向量图 设变压器变比为Ｋ，从图６可以得知高Ｏ．４ｋＶ侧电 压、电流的关系为： ％＝ ＝Ｋ Ｂ＝ 一 ｃ ０， 和 ｃ大小相等，在相位相反，Ａ相无电流。 （下转第ｌ２页） 《计量与獭试技书》２ｏ１２年第３ｇ卷第７期 于２％。（４）响应时间短，Ｔｇｏ通常可以达到５ｓ。（５）抗干 高透过率的透明石英玻璃封堵。然后把高纯甲烷气体注 入标准气筒里面，确保气体完全充满气筒后对气体进口 和出Ｅｌ进行密封，避免标准气体逃逸。这样制作出来的 装置的标准值如表１所示： 表１ 扰能力强：仪器在户外复杂的开放式环境中，包括强烈日 光、风沙雨雾等等恶劣环境都可以正常工作。 ２对射式可燃气体检测报警器的校准方法及校准装置 国内现行有效的ＪＪＧ６９３—２０１１《可燃气体检测报警 器检定规程》仅适用于传统的点式可燃气体检测报警器， 而对于新型的开放对射式可燃气体检测报警器，我国计 量领域还没有制定实施相应的检定规程或校准规范。我 院在２００９年开始研究并制定的《对射式可燃气体检测报 警器校准方法》，已经经过了中国合格评定国家认可委员 会（ＣＮＡＳ）的认可。另外根据校准方法，我院还研制了对 射式可燃气体检测报警器校准装置一套（见图２），也已 经投入使用。 最后，研发人员将制作好的校准装置对两台不同型 号的开放对射式可燃气体检测报警器进行实验验证，所 得的实验结果跟校准装置标准值完全符合，因此校准装 置准确有效。该套校准装置具有以下特点：（１）校准装置 属于我院首次研发并且已得到ＣＮＡＳ的认可，在国内气 体校准领域具备较先进的水平。投入使用后有效满足了 开放对射式可燃气体检测报警器使用者的校准需求，确 保了其测量量值准确性。（２）校准装置解决了量值溯源 问题。因为校准装置采用的高纯甲烷气体标准物质属于 国家标准物质，气筒的实际长度可以通过测量得到可溯 图２对射式可燃气体检测报警器校准装置样品图 源的量值，因此校准装置的标准值具有可溯源性，这样也 本校准装置的研究思路是从仪器的测量单位ＬＥＬ・１１１ 出发，采用标准气体浓度（ＬＥＬ）以及标准长度ｍ）两个要 就确保了开放对射式可燃气体检测报警器测量量值的溯 源性。（３）校准装置的安装和使用都简易快捷、直观易 懂，而且制作成本不高，难度不大，因此适合于在开放对 素相结合的方式，制作出一套具备特定标准值（ＬＥＬ・ｍ） 的标准气筒。通过研究，得出特定标准值的计算公式为： Ｓ＝Ｌ×（Ｃ ÷ＣＥ） 射式可燃气体检测报警器使用者当中广泛推广使用。 参考文献 式中：ｓ一校准装置的特定标准值（ＬＥＬ・ｍ）； 一［１］ＪＪＧ６９３—２０１１｛ｎ￣燃气体检测报警器检定规程》，国家质量监督检验 检疫总局．中国质量出版社。２０１１． 气筒长度（ｍ）， 一高浓度标准气体浓度（ｖｏ１．％）； ＣＥ一可燃气体的最低爆炸极限浓度（ｖｏ１．％）。 根据公式计算方法可以得出表１。根据上述计算公 式，研发人员购置了高纯甲烷气体标准物质，另外定制加 作者简介：曾宏勋，男，助理工程师。工作单位：深圳市汁量质地检测研究 院。迎讯地址：５１８０５５深圳市南山区龙珠大道中段计量质检院。 李向召，黄志凡，深圳市计量质量检测研究院（深圳５１８ｏ５５）。 收稿日期：２０１２—０２—２８ 工了长度为１０ｅｍ、１５ｃｍ、３０ｅｍ的标准气筒，气筒的两端由 （上接第１０页） ３．２．２计量原理 Ｐ＝ ＵＣｌＣｃｏ ＋Ｐｃ＝Ｏ＋ ，ｃＣＯＳ￣： ＫＵｃ ４３ ｃ。ｓ（Ｐ＝ 均有负荷完全不同，电能表现场校验进行接线的分析与 判断时，需掌握此种运行方式下的向量关系，以便做出正 确的分析与判断，避免出现计量差错，杜绝电量损失。 参考文献 ［１］陈向群．电能计量技能考核培训教材．中国电力出版社，２００７，１． ４结论 ［２３蔡元宇．电路与磁路．高等教育出版社，１９９２，４． ［３Ｕｏ］万顺．电力系统故障分析．水利电力出版社，１９９５． △／ｙ０—１１接线的ｌＯｋＶ变压器，在Ｏ．４ｋＶ侧接人单 相负载时，忽略变压器损耗，计量装置测量功率和Ｏ．４ｋＶ 侧负载功率一致，这种极端不对称运行方式下，电能表能 正确计量无附加线路计量误差。同时，向量关系和三相 作者简介：常仕亮，男，高级技师（工程师）。工作单位：重庆市电力公司检 修分公司。通汛地址：４ｏｏｏ３９重庆市高新区二郎科技新城火炬大道９２号。 收稿日期：２０１２—０３—０８
