前好幾年，筆者作為市電業(yè)局到某縣局輔導(dǎo)調(diào)度自動化實(shí)用化驗(yàn)收的準(zhǔn)備工作，到某35千伏變電站作遙測檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)有功測量正常，無功指示偏負(fù)，無功電度表稍向倒走。筆者帶的是多功能測量儀器，儀器屏幕上顯示向量圖B、C兩相倒置，疑為全站反相序運(yùn)行。于是筆者用筆在紙上作向量分析，符合發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。到前年筆者到該縣參加辦電工進(jìn)網(wǎng)考試輔導(dǎo)班時(shí)，一位主任告訴筆者，該站需要與其它站并列以轉(zhuǎn)移負(fù)荷，這是第一次要并列，在試驗(yàn)相序時(shí)無論哪相對哪相都試不對。筆者想起了相序問題，筆者肯定地說，相序錯(cuò)了，不可能試對。這證實(shí)了筆者原來的的判斷。

為什么，到最后再講，現(xiàn)在對測量狀況作一下向量分析。有比較才有鑒別，我們下邊對有功和無功分別作一下正相序、反相序分析。因字庫不全，我們用符號頂上帶“`”代替“·”表示交流電向量。

一、有功正相序

圖1是有功表正相序接線和向量。因?yàn)槭?5、10千伏三相三線制，采用兩元件法，如圖1(A)。第一個(gè)元件M1取A相電流和UA、UB線電壓UAB，相角差30 º+φ1;第二個(gè)元件M2取A相電流和UB、UC線電壓的反相UCB，相角差30 º-φ2;現(xiàn)在分別對兩元件進(jìn)行計(jì)算，參看圖1(B)。

3P=M1+M2=IAUABcos(30 º+φ1)+ICUCBcos(30 º-φ2) ——(1)

我們來證明這個(gè)公式的正確性：

3P= PA+PB+PC=Ù AÌA+ÌBÙ B+ÙCÌC ——(2)

因?yàn)椋?Igrave;A+ÌB+ÌC=0，ÌB=-ÌA-ÌC，代入②式：

3P=ÌAÙ A-ÌAÙ B-ÌCÙ B+ÌCÙC

=ÌA(ÙA-ÙB)-ÌC(ÙB-ÙC)

=ÌAÙAB-ÌCÙBC

=ÌAÙA B+ÌCÙCB

= IAUABcos(30 º+φ1)+ICUCBcos(30 º-φ2) ——(3)

③式第3步驟到第4步驟的轉(zhuǎn)換是因?yàn)?Ù B C=ÙCB 。

公式證明，圖1兩元件接法完全可以測量三相有功功率或電能，而不管三相電壓或三相電流是否平衡，并且不需要乘任何系數(shù)。

二、有功反相序

當(dāng)接線為反相序、并且是B、C兩相倒置時(shí)，成為圖2形式。接錯(cuò)線后，ÙA B 成了ÙAC ，ÙCB成了ÙBC ，依此對照向量圖圖2(B)，公式可以寫成：

3P=M1+M2=IAUACcos(30 º+φ1)+IBUBCcos(30 º-φ2)——(4)

我們再來證明此式是否可以正確測量三相有功功率3P或電能：

3P= PA+PB+PC=Ù AÌA+ÌBÙ B+ÌCÙC ——(5)

因?yàn)椋?Igrave;A+ÌB+ÌC=0，ÌC=-ÌA-ÌB，代入②式：

3P=ÌAÙ A+ÌBÙ B-ÌAÙC-ÌBÙC

=ÌA(ÙA-ÙC)+ÌB(Ù B-ÙC)

=ÌAÙAC+ÌCÙBC

=M1+M2 ——(6)

對照圖(2B)計(jì)算式為：

3P=M1+M2=IAUACcos(30 º+φ1)+IBUBCcos(30 º-φ2) ——(7)

以上證明，一次系統(tǒng)反相序接線對有功測量是沒有影響的。實(shí)際上，一次系統(tǒng)反相序接線，會引起電動機(jī)倒轉(zhuǎn)，倒轉(zhuǎn)仍然是正功率。只是電動機(jī)設(shè)計(jì)是正轉(zhuǎn)的，在電動機(jī)上調(diào)整兩個(gè)線頭就可以了。

三、無功正相序

無功測量與有功測量有所不同，有功測量兩元件是三個(gè)單相功率之和推導(dǎo)出來的，而無功測量仍用有功表，用電壓跨相接線、轉(zhuǎn)變?yōu)闊o功的量的方法實(shí)現(xiàn)的，其結(jié)果需要成一定的系數(shù)，更重要的是要求三相電壓、電流平衡。一般在中壓線路如6、10、35千伏，三相電壓、電流基本平衡，適用三相三線制、兩元件跨相90º接線，接線圖和向量圖看圖3。

圖3中A相電流取BC電壓，C相電流取AB電壓，相角是90º減功率因數(shù)角φ，計(jì)算公式為：

M1=UBCIACcos(90º-φ1)

=UBCIAsinφ1

M2=UABICcos(90º-φ2)

=UABICsinφ2 ——(8)

當(dāng)三相電路完全對稱時(shí)，有功表的讀數(shù)為：

M=M1+M2=2UIsinφ ——(9)

我們知道,三相無功功率3Q為：

3Q=√3UIsinφ ——(10)

為了得到(10)式三相無功功率數(shù)值，(9)式讀數(shù)應(yīng)乘以√3/2：

2UIsinφ×√30º+ φ1/2=√3UIsinφ=3Q ——(11)

這是兩元件跨相90º測量無功功率的結(jié)果。

四、無功反相序

現(xiàn)在看反相序而且是B、C兩相倒置后的情況?？磮D4。圖4(A)是接線圖，圖4(B)是向量圖。

這種情況，接線圖把B、C相名對換一下，向量圖把把B、C相名對調(diào)一下，UAB變?yōu)閁AC，UBC變?yōu)閁CB，相角都有改變，我們按圖把公式寫出來：

M1= IA UCB cos(90º+φ1)=-IAUCB sinφ1

M2= IB UAC cos(90º-φ1)=IBUACsinφ2

M= M1+M2= IBUACsinφ2-IAUCB sinφ1 ——(12)

結(jié)果，兩個(gè)元件方向相反，平衡時(shí)兩元件大小相等，方向相反，指示等于零。但因?yàn)槿嗖皇墙^對平衡，兩元件大小不一樣。如果IA元件值比Ic元件值大，則總無功呈現(xiàn)負(fù)值，電度表倒轉(zhuǎn)。反之，則呈現(xiàn)正值。我們看到的是前者，指示負(fù)值。我們測的是101開關(guān)(10千伏進(jìn)線開關(guān))，筆者注意了一下變電站電容器未投，無功不可能反送。

以上得出的結(jié)論是當(dāng)變電站反相序運(yùn)行且BC兩相倒置時(shí)，有功指示不受影響，無功指示或正或負(fù)，但都不大。

ABC共有六種排列，ABC、BCA、CAB三種正相序，ACB、CBA 、BAC三種反相序，總起來經(jīng)分析和演算，這六種相序排列對于有功測量都沒有影響，對于無功，前三種正相序，兩元件相角都是“90º-φ1”，讀數(shù)應(yīng)該是正確的;后三種反相序，兩元件相角都是一個(gè)“90º-φ”，一個(gè)“90º+φ”，方向是相反的，讀數(shù)是錯(cuò)誤的，有反轉(zhuǎn)可能。

五、與別站試相序

可能是因?yàn)榫€路的延長，與相鄰變電站需要并列以轉(zhuǎn)移負(fù)荷，這之前要試相序。但怪現(xiàn)象出現(xiàn)了，兩邊的三個(gè)線頭無論怎么相對，就是找不到同名相。兩站各自在站內(nèi)相對，都很正常，最后終于沒有試成。后來筆者到該縣參加對進(jìn)網(wǎng)電工作考試前培訓(xùn)，見了縣供電局的參加過實(shí)用化驗(yàn)收的負(fù)責(zé)人，告訴筆者相序不能試的怪事。筆者立即說：“這個(gè)變電站是反相序!”

為什么呢?交流電的向量是旋轉(zhuǎn)向量，因?yàn)槭峭l率的，所以才能以固定的方式來表示，其所處的角度是初相位，量與量之間的角度、大小關(guān)系是相對的。我們把變壓器比作電動機(jī)反轉(zhuǎn)帶動的發(fā)電機(jī)，當(dāng)一個(gè)站是反相序時(shí)，它輸出的電壓也是反轉(zhuǎn)的，這和正相序(相當(dāng)于正轉(zhuǎn))的變電站永遠(yuǎn)不可能同步。雖然有同名相，但一個(gè)正轉(zhuǎn)，一個(gè)反轉(zhuǎn)，不可能試成同相，如圖5。打個(gè)比方，在環(huán)形跑道上有兩個(gè)運(yùn)動員，如果兩個(gè)人都是逆時(shí)針方向跑步，位置并列，速度相同，他們就是同步的。但是如果兩個(gè)人方向相反，即如在同一點(diǎn)同時(shí)起跑，速度相同，也不能同步。反轉(zhuǎn)跑到相遇時(shí)，僅僅擦身而過，就又遠(yuǎn)去。

此事印證了筆者測量并分析出來的該變電站反相序的結(jié)論。馬達(dá)反轉(zhuǎn)還可以對調(diào)任兩相線頭，但作為變電站，必須接對本地區(qū)電網(wǎng)的同名相。

參考文獻(xiàn)：

1、《電工基礎(chǔ)》上冊 俞大光編 人民教育出版社

2、《電度表與電度計(jì)量》陜西電管局中心試驗(yàn)所編 陜西科學(xué)技術(shù)出版社

3、《防治竊電實(shí)用技術(shù)》 李景村 主編 中國水利電力出版社