电气疑难问题解析

疑难问题解析

1、缺相保护器工作原理

把三相电线同时绕在一个铁芯上，三相平衡时，铁芯的磁通量为0，当三相不平衡时，铁芯的磁通量不为0.同样绕在这个铁芯上的检测线圈就产生了感生电动势，经过放大处理，就控制接触器脱扣保护。

直流电桥由4个电阻首尾相接构成菱形，共4端，上下端接电源，左右端之间为零位检测。左右两臂平衡时，左右端电压差为零，不平衡时，左右端电压不为零，零位检测读数为压差。

2、Yd11表示变压器的联接组别，Y表示高压侧星型联接，d表示低压侧角型联接，11表示二次时钟关系超前一次30度，低压侧还要出来3根线短路并接地，但并不与低压侧相通，因为那是屏蔽层，不和低压相通，但要接地。屏蔽层的作用是抑制高次谐波。

在这种接线方式中，一次侧绕组中励磁电流的三次谐波不能流通，在铁心饱和的情况下，磁通为平顶波。平顶波的磁通必然分解出三次谐波磁通，这些三次谐波磁通在变压器二次侧三角形绕组里感应出三次谐波电势，三次谐波电势将在闭合的三角形内形成三次谐波环流，三次谐波环流又在铁心中产生三次谐波磁通来抵消有一次侧励磁电流产生的三次谐波磁通。这样，使铁心中的主磁通及其二次侧感应电动势，基本上保持正弦波形，消除了三次谐波对变压器的影响。

3、阻抗电压是将变压器的二次绕组短路，使一次绕组电压慢慢加大，当二次绕组的短路电流达到额定电流时，一次绕组所施加的电压（短路电压）与额定电压的比值百分数。阻抗电压Uk (%)是涉及到变压器成本、效率和运行的重要经济指标和对变压器进行状态诊断的主要参数依据之一。

变压器的接线组别就是变压器一次绕组和二次绕组组合接线形式的一种表示方法；常见的变压器绕组有二种接法，即“三角形接线”和“星形接线。变压器的联接组别的表示方法是：大写字母表示一次侧（或原边）的接线方式，小写字母表示二次侧（或副边）的接线方式。

Y（或y）为星形接线，D（或d）为三角形接线。数字采用时钟表示法，用来表示一、二次侧线电压的相位关系。

4、PT开口三角形：对于10KV系统，按规程要求是应该装设“接地监视装置”，以监视10KV系统是否接地，所以早期的系统中，各电压监测点都采用了“Y/Y/开口三角”接线的电压互感器；该电压互感器能够监视接地的关健在其一次侧的绕组中性点是直接接地的，当系统发生单相接地后，该接地相就没有电压了，其二次的开口三角就会产生电压，当检测到这个电压后，就说明系统是接地了。

5、DYn11：D表示一次绕组为三角型接线，Y表示二次测绕组星型接线，n表示引出中性线，11表示二次测绕组的相角滞后一次绕组330度，用时钟的表示方法，假设一次测绕组为中心12点时刻，那么二测绕组就在11点位置，夹角为30度

6、压敏电阻器（VSR）：是电压灵敏电阻器的简称，它是一种新型过压保护元件。压敏电阻器是以氧化锌为主要材料而制成的金属—氧化物—半导体陶瓷元件，构成压敏电阻的核心材料为氧化锌，氧化锌又包括氧化锌晶粒和晶粒周围的晶界层，氧化锌晶粒的电阻率很低，而晶界层电阻率很高，相接触的两个晶粒之间形成一个相当于齐纳二极管的势垒，成为一个压敏电阻单元，许多单元通过串联、并联组成压敏电阻器基体。压敏电阻器在工作时，每个压敏电阻单元都承担浪涌能量，而这些压敏电阻单元是大体上均匀分布在整个电阻体内的，也就是整个电阻体都承担能量，而不像齐纳二极稳压管那样只是结区承担电功率，这就是陶瓷压敏电阻器具有比齐纳二级稳压管大得很多的通流和能量定额的原因。其电阻值随端电压而变化，压敏电阻器的主要特点是工作电压范围宽（6～3000V，分若干档），对过压脉冲响应快（几至几十纳秒），耐冲击电流的能力强（可达100安培至20千安培），漏电流小，电阻温度系数小，性优价廉，体积小，是一种理想的保护元件。由它可构成过电压保护电路，消噪电路，消火花电路，吸收回路。

压敏电阻的结构就像两个特性一致背靠背联接的稳压管，其性质基本相同。压敏电阻的主要特性是，当两端所加电压在标称额定值以内时，它的电阻值几乎为无穷大，处于高阻状态，其漏电流<50微安，当它两端的电压稍微超过额定电压时，其电阻值急剧下降，立即处于导通状态，工作电流增加几十个数量级，反应时间仅在毫微秒级。压敏电阻在国外俗称“斩波器”和“限幅器”。

在开启或关闭带有感性、容性的负载电路时，直流波形出现开关尖脉冲，压敏电阻在电路中能吸收这种反电动势，从而有效地保护开关电路不受损坏。

7、按UPS的工作方式来分，可分为在线（ON－line）式UPS和离线（off－line）式UPS。离线式UPS又称后各式UPS，它还可分为正弦波输出、方波输出、带稳压的或不带稳压的。

（1）后各式UPS 后各式UPS是指UPS中的逆变器只在市电中断或欠压失常状态（欠压值约在170V，即UPS投人电压）下才工作，向负载供电，而平时逆变器不工作，处于各用状态。

图1为后各式UPS电能流程图。市电供电正常时，市电一方面直接通过交流旁路支路转换开关，经滤波器输出至负载；另一方面通过电源变压器，经整流后变成直流电，再经充电回路向蓄电池组充电。当市电供电中断时，蓄电池储存的电能通过逆变器变成交流电，经滤波器继续向负载供电。

图1 后备式UPS电能流程图

在后各式UPS中实际电路也含有各种保护、告警等控制回路，比较复杂。

（2）在线式UPS 图2为在线式UPS电能流程图。市电供电正常时，市电经过电源变压器、整流器后，一路经逆变器、滤波器输出至负载；另一路经充电回路向蓄电池组充电。当市电中断，蓄电池组端电压低于设定值或逆变器故障时，市电就通过旁路支路经转换开关、滤波器向负载供电。由此可见，不管市电正常或中断，在线式UPS的逆变器总是在工作。

图2 在线式UPS电能流程图

（3）UPS的主要组成部分UPS主要由逆变器、蓄电池、整流器／充电器和转换开关等组成。逆变器主要由晶体三极管、变压器和控制回路等组成，其作用是变直流为交流输出，它是UPS的核心部分，UPS的技术性能、质量主要取决于它。蓄电池是UPS储能装置。UPS中的蓄电池应具有良好的大电流放电特性，能经得住反复地充放电，寿命要长，目前UPS 常用的是免维护密封式铅酸蓄电池。整流器／充电器是把市电变成直流电，为逆变器和蓄电池提供电能的装置。转换开关（静态开关）的作用是通过瞬时的高速检测回路，当市电有干扰或出现大的浪涌时，把UPS迅速转到旁路输出，以保护UPS；它的第二个作用是提供维修通道。对转换开关要求切换时间快、过载能力大。

（4）各类UPS的特点

①在线式UPS的特点。

a．在线式UPS都为正弦波输出，其最显著的特点是实现了对负载的真正不间断供电。

b．在线式UPS实现了对负载的抗干扰供电。因为在线式UPS无论由市电或蓄电池对负载供电，都要通过逆变器进行，这就可能从根本上消除来自市电电网上的所有电压波动和电干扰对负载的影响，UPS始终向负载提供一个稳压稳频的高质量交流电源。而且，在线式UPS的正弦失真系数最小。

c．与后各式UPS相比，在线式UPS具有优良的瞬时特性时，它在100％负载加载或减载时，其输出电压的变化小于4％，时间约10～40ms。

d．在线式UPS具有较高的工作可靠性。

②后备式正弦波输出的UPS的特点。

a．一般后各式正弦波输出的UPS电路中均采用抗干扰式分级调压稳压技术，当市电在180～250V的范围内时，能输出一个具有抗干扰的稳压的正弦波电压。

b．切换时间较短，约4ms，最短2ms。

c．其输出端的零线和火线是固定的，这是因为UPS中市电供电或逆变器对负载供电都是由同一电源变压器来完成。所以用户在连接这种UPS时，应符合厂家的规定。后各式正弦波输出的UPS都有零、火线判错电路，一旦发现输人端零、火线与UPS要求的不一致，UPS会自动保护，没有输出。还需指出的是，后各式UPS中220V输人的零线就是UPS控制线路的地线。

③后各式方波输出的UPS的特点。

a．与后各式正弦波输出的UPS一样，该线路中采用抗干扰式分级调压稳压技术，当市电在180～250V之间变化时，它的稳压精度在5％～10％；市电中断时，逆变器对负载提供∵个稳定度在±5％、无干扰的方波电源。

b．方波输出的后备式UPS的控制线路中未采用与市电同步的技术，其切换时间相应比正弦波输出的后各式UPS要长一些，约4～9ms。

c．与后各式正弦波输出的UPS一样，它的输出端零、火线是固定的。使用时，交流输入端的极性应符合出厂规定。

d．不能接像日光灯那类性质的负载，否则会达不到机器的出厂指标，或损坏UPS本身。并且，它不能进行频繁的关闭和启动。UPS关机后，如立即再启动，它就不能正常工作，此时无电压输出且蜂鸣器长鸣，称为启动失败。所以，关机后，如需重新开机，要等6s以上时间。

8、串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。并联电抗器用来吸收电网中的容性无功，35kV、10kV电网中的并联电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。