楊愛

摘要：核相是電力工程經(jīng)常進(jìn)行的操作，也是作為一名鐵路電力專業(yè)技術(shù)人員必備的技能。通常高壓核相使用高壓核相儀，低壓核相使用低壓核相儀，但高、低壓核相儀從購買攜帶到學(xué)習(xí)使用方面都不及萬用表方便，且高壓核相儀在操作上存在一定危險(xiǎn)性。比較法核相是將兩路三相電源可能出現(xiàn)的各種相位關(guān)系通過圖片進(jìn)行展示，然后用固定的操作步驟進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較就能快速判斷兩路三相電源的相位關(guān)系，從而指導(dǎo)換相工作。該方法具有操作簡(jiǎn)單、快速易學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。本人根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)，就比較法在使用萬用表進(jìn)行快速核相中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的研究和闡述。

關(guān)鍵詞：雙電源；相位角；相序；核相

近年來，隨著我國(guó)電氣化鐵路事業(yè)日新月異的發(fā)展，列車運(yùn)行速度也在不斷提高，因此對(duì)鐵路重要負(fù)荷的供電可靠性要求也越來越高，例如鐵路通信、信號(hào)、防災(zāi)設(shè)備以及重要泵房、機(jī)房設(shè)備等。一旦這些設(shè)備的電源出現(xiàn)故障，勢(shì)必對(duì)鐵路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及列車行車安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，如果造成事故，后果是不可估量的。根據(jù)現(xiàn)行鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范要求，需要雙電源供電的重要負(fù)荷，兩路電源分別接引至用電設(shè)備電源屏或低壓雙電源切換裝置處。我們知道，像鐵路道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)以及大型工業(yè)空調(diào)等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電機(jī)大多為三相交流電動(dòng)機(jī)，電機(jī)電源的相序不同，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)向不同，若電機(jī)反轉(zhuǎn)，這些設(shè)備將無法正常運(yùn)行，最終就可能造成事故，進(jìn)而帶來巨大的人身傷害或財(cái)產(chǎn)損失。因此，為鐵路重要設(shè)備提供的兩路三相電源在正式投入使用前必須進(jìn)行相位核對(duì)，發(fā)現(xiàn)相位、相序不一致時(shí)，進(jìn)行必要的調(diào)相。

一、適用性分析

一般來講，鐵路使用的兩路電源是由地方電網(wǎng)不同的兩個(gè)變電站或同一變電站的不同母線通過輸電線路直接供給鐵路變電所，或者通過鐵路專用配電所分配給其他變電所及鐵路一級(jí)負(fù)荷貫通線（普鐵自閉線）和綜合負(fù)荷貫通線（普鐵貫通線），再經(jīng)過箱變或低壓變電所降壓后供給鐵路設(shè)備使用。

使用萬用表進(jìn)行核相，適用于低壓380V端（變壓器低壓側(cè)、設(shè)備電源屏或雙電源切換裝置處）直接核相或通過高壓設(shè)備（環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)柜等）的帶電顯示器測(cè)量端子進(jìn)行間接的高壓核相。

二、方法及步驟分析

三相交流電，相間相位角相差120°，相序可分為正相序（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)）和逆相序（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)）。假設(shè)現(xiàn)有兩路三相電源，相電壓相同，電源1為確定電源（相位固定不變，相序?yàn)檎嘈?，且滿足所接負(fù)荷正常運(yùn)行要求），電源2為不確定電源，相位、相序不定。假設(shè)電源1相電壓分別為UOA、UOB、UOC，電源2相電壓分別為Uoa、Uob、Uoc。O和o代表變壓器中性點(diǎn)或帶電顯示器接地端（一般均接入同一地網(wǎng)），電位相同。下面就比較法在使用萬用表進(jìn)行核相的方法和步驟進(jìn)行說明，從而判斷兩路電源的相位關(guān)系。

（一）一般情況分析（當(dāng)兩路電源任意相相位角差≠0°、60°、120°、180°時(shí)）

因鐵路兩路電源引自地方電網(wǎng)不同變電站或同一變電站不同母線，因此兩路電源可能存在錯(cuò)相或者同一相間存在一定的相位差，相序也有可能不一致。通過分析可以得出以下12種可能出現(xiàn)的相位關(guān)系圖（特殊情況除外），見圖2.1。

測(cè)量步驟及結(jié)果分析：

步驟一：

將萬用表紅色表筆插入電壓、電阻插孔，將黑色表筆插入COM插孔，打開萬用表，并將萬用表檔位旋鈕打至交流電壓檔（選擇合適的量程）。

步驟二：

測(cè)量并記錄電源1 A相和電源2各相間電壓值UAa、UAb、UAc，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。（此時(shí)若發(fā)現(xiàn)測(cè)得的UAa、UAb、UAc數(shù)據(jù)中有兩個(gè)數(shù)值相同，則直接進(jìn)行特殊相位角差情況下的判別，見后文）

若UAa最小且UAbUAc（命名為結(jié)果二），則可以判斷為圖中（3）（4）兩種相位關(guān)系；

若UAb最小且UAaUAc（命名為結(jié)果四），則可以判斷為圖中（7）（8）兩種相位關(guān)系；

若UAc最小且UAbUAa（命名為結(jié)果六），則可以判斷為圖中（11）（12）兩種相位關(guān)系。

步驟三：

測(cè)量并記錄電源1 B相和電源2各相間電壓值UBa、UBb、UBc，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。

在結(jié)果一前提下，若UBb數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（1）所示相位關(guān)系，若UBc數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（2）所示相位關(guān)系；

在結(jié)果二前提下，若UBb數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（3）所示相位關(guān)系，若UBc數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（4）所示相位關(guān)系；

在結(jié)果三前提下，若UBc數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（5）所示相位關(guān)系，若UBa數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（6）所示相位關(guān)系；

在結(jié)果四前提下，若UBc數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（7）所示相位關(guān)系，若UBa數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（8）所示相位關(guān)系；

在結(jié)果五前提下，若UBa數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（9）所示相位關(guān)系，若UBb數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（10）所示相位關(guān)系；

在結(jié)果六前提下，若UBa數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（11）所示相位關(guān)系，若UBb數(shù)值最小，則可以判斷為圖中（12）所示相位關(guān)系。

（二）特殊情況分析（當(dāng)兩路電源任意相相位角差=0°、60°、120°、180°時(shí)）

若兩路電源相位角差=0°、60°、120°、180°時(shí)，此時(shí)用一般情況下的判斷方法將無法進(jìn)行判斷。通過分析，可以得出特殊情況下可能出現(xiàn)的12種相位關(guān)系圖，見圖2.2。

測(cè)量步驟及結(jié)果分析：

步驟一：

分別測(cè)量電源1相電壓UOA、UOB、UOC的值和電源2相電壓值Uoa、Uob、Uoc的值并做好記錄。

步驟二：

測(cè)量并記錄電源1 A相和電源2各相間電壓值UAa、UAb、UAc及電源1 B相和電源2各相間電壓值UBa、UBb、UBc測(cè)量結(jié)果。

步驟三：

用前兩步測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析

若UAb=UOA+Uob且UBc=UOB+Uoc，則可以判斷為圖中（13）所示相位關(guān)系；

若UAb=UOA+Uob且UBa=UOB+Uoa，則可以為圖中（14）所示相位關(guān)系；

若UAa=UOA+Uoa且UBb=UOB+Uob，則可以判斷為圖中（15）所示相位關(guān)系；

若UAa=UOA+Uoa且UBc=UOB+Uoc，則可以判斷為圖中（16）所示相位關(guān)系；

若UAc=UOA+Uoc且UBb=UOB+Uob，則可以判斷為圖中（17）所示相位關(guān)系；

若UAc=UOA+Uoc且UBc=UOB+Uoc，則可以判斷為圖中（18）所示相位關(guān)系；

若UAa及UBb=0，則可以判斷為圖中（19）所示相位關(guān)系；

若UAa及UBc=0，則可以判斷為圖中（20）所示相位關(guān)系；

若UAb及UBc=0，則可以判斷為圖中（21）所示相位關(guān)系；

若UAb及UBa=0，則可以判斷為圖中（22）所示相位關(guān)系；

若UAc及UBa=0，則可以判斷為圖中（23）所示相位關(guān)系；

若UAc及UBb=0，則可以判斷為圖中（24）所示相位關(guān)系。

三、補(bǔ)充說明

1、以上分析和結(jié)論均是在假設(shè)兩路電源相電壓完全相等時(shí)進(jìn)行的，但工程實(shí)際中兩路電源相電壓因地方變電站間電壓不完全相同、電源線線路距離、變壓器內(nèi)部差異等因素多少存在一定差異，但其數(shù)值不會(huì)太大。所以，該判斷依據(jù)中的“>”、“<”可理解為明顯“>”、明顯“<”，“=”可理解為“≈”。

2、根據(jù)以上步驟判斷出兩路電源的相位關(guān)系后，可根據(jù)實(shí)際需求對(duì)第二路電源進(jìn)行相應(yīng)的換相處理，此處不做詳細(xì)說明。

四、結(jié)束語

綜上，掌握比較法在使用萬用表進(jìn)行快速核相的方法在工程實(shí)際中是比較實(shí)用和方便的，且萬用表具有體積小、重量輕、功能多、購買方便等優(yōu)點(diǎn)，操作人員只需掌握萬用表的使用方法和簡(jiǎn)單的低壓測(cè)量安全常識(shí)就可按照步驟進(jìn)行低壓核相操作，從而免去了畫向量圖和復(fù)雜的分析過程；而且就目前鐵路使用的高壓設(shè)備而言，電源線基本上都是直接引至高壓開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜等設(shè)備上的，而這些設(shè)備都具有帶測(cè)量端子的帶電顯示裝置，因此利用該方法還可通過高壓設(shè)備的帶電顯示裝置間接完成高壓核相，從而免去了高壓核相儀復(fù)雜的操作，且操作相對(duì)安全。因此，該方法具有一定的可推廣性。

（作者單位：中國(guó)鐵建電氣化局集團(tuán)第五工程有限公司）