摘要：功率表的二次回路既有电压量也有电流量，电压量回路严禁短路，否则会烧坏电压互感器，而电流量回路则严禁开路，否则会产生高电压危及设备及人身安全，本文通过分析计算，总结出功率表各电流量或者电压量缺少一个时其指示值较正常时的偏差量，设备运行中值班人员对指示值异常的表计，可根据本分析计算方法及时准确的判断故障隐患，采取正确的处理方法，保障人身和设备的安全运行。
关键词：有功功率表；无功功率表；电流互感器LH；有功功率；无功功率。
一、概述
蚌埠闸水利枢纽工程位于淮河中游、蚌埠市西郊，具有防洪、灌溉、航运、交通、供水、发电等综合功能。蚌埠闸水电站是蚌埠闸水利枢纽工程的一部分，分南北两站，南站总装机容量为6*1250KW，北站为1*250KW+1*500KW。
南站水轮机型号为ZD760-LH-250，发电机型号为SF800-48/3250，125r/min，设计水头4.1m，蚌埠闸水电站南站发电机出口电压为6.3KV。机压采用单母线分段加联络开关的接线方式，其简要接线如图1所示。
在发电机回路中接入两组型号为LZJC-10，变比为150/5的电流互感器LH（图中只画一组），该型号LH共有C级和0.5级两个副绕组，0.5级（2LH）供测量，C级（1LH）供差动保护。2LH测量回路见图（2）。
发电机的运行的参数由定、转子电流、定、转子电压及有功、无功功率表等6块表计监视。
二、“奇怪”的电现象及处理
2016年8月29日上午，接于6KVⅠ段的3台机调速器均处于100%开度位置（启闭机均提到全开位置），9时许，运行人员反应3#发电机有功、无功较1#、2#机明显偏低，而定子电流却高于1#、2#机的现象，见下表，此时无任何水机及电气故障信号。
经初步分析，可能是电流表计量不准或LH特性不好。经停机检查，电流表示值不在零位，LHa、c相两只温度偏高，更换同型号一组LH，对电流表校正后，并网带负荷，各表计指示依然如故。用钳形表检查LH二次侧a、b、c相电流，Ⅰa=0，Ⅰb=3.1A，Ⅰc=3.1A，逐段检查a相回路，发现是有功功率表W的a相电流量接线柱虚焊开路所致。更换一只有功功率表后，各表计指示正常。电流表由于接入b相电流，故断线对其无影响。
三、“奇怪”电现象剖析
该站有功、无功表型号为46D1—W、46D1—VAR，采用两表法接线。为简便起见，假设三相电路完全对称且负载为感性（更符合实际），以直读式有功表的原理加以分析讨论，这样不影响结论的准确。见图（3），为三相三线制电路采用两表法接线的情况，其向量图见图（a）。
显然P1=Uab×Ⅰa×cos（30º+φa）
=Uab×Ⅰa×（cos30º×cosφa-sin30º×sinφa）
P2=Ucb×Ⅰc×cos（φc-30º）
=Ucb×Ⅰc×（cos30º×cosφc+ sin30º×sinφa）
考虑到定子线电压Uab=Ucb=U，定子线电流Ⅰa=Ⅰc=Ⅰ，功率因数角φa=φc=φ则
P1+ P2=2UⅠcos30ºcosφ=
UⅠcosφ=P，即两表读数之和即为三相电路总有功功率，当Ⅰa=0时，P1=0此时P= P2=UⅠcos（φ-30º）… … … … … …式（1）
用两表法测三相完全对称电路无功功率时，接线图见图（4），向量图（b）
显然Q1=Ubc×Ⅰa×cos（90º-φa）=Ubc×Ⅰa×sinφa
Q2=Uab×Ⅰc×cos（90º-φc）=Uab×Ⅰc×sinφc
以Uab=Ubc=U，Ⅰa=Ⅰc=Ⅰ，φa=φc=φ代入计算
Q1+ Q2=2UⅠsinφ，取无功表结构常数K=
，则
Q=K×（Q1+ Q2）=
UⅠsinφ.
当Ⅰa=0时，Q1=0，
则Q=KQ2=
UⅠsinφ… … … … … …式（2）
说明当LH的a相断线时，无功功指示减少一半。以P=550KW，Q=320KVAR，U=5.8KV代入式（1）及式（2）得方程组：
550=5.8×Ⅰ×cos（φ-30º）
320=3/2ⅠⅠ×sinφ×5.8
解得：φ=41.2，Ⅰ=96.7（A）
此时实际发电机发出有功无功各为：
P=3×5.8×96.7×cos41.2=731（KW）
Q=3×5.8×96.7×sin41.2=640（KVAR）
（注：该站3#机正常情况下较同条件1#、2#机组效率高，故有功功率高。）
四、启示
1、以上分析的是a相断线，若为c相，则无功指示值仍然减少一半，有功降低较前述更多，当φ›60º（cosφ‹0.5）时，有功就为负值。
2．若电压互感器a相保险熔断，则Uab=0不难分析出，有功功率表与无功功率表示值仍同LH的a相断线情况。
3．此次断线造成非正常停机4小时，有一定的经济损失。提醒我们应重视周期性地对仪表进行包括外观、内部检查在内的校验工作；仍要不断提高分析判断异常现象的能力。
4．2LH的二次侧开路，没有烧坏电流互感器，也未在互感器的二次回路产生高压，其原因是此LH另有C级绕组供差动保护用，故磁通尚不致严重饱和；互感器的二次侧可靠接地亦防止了高压的窜入，保证了检修、运行人员的人身安全。
论文作者:谢万军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/16
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