基于PT二次B相接地在同期回路中的分析

王永飞

(大唐石泉水力发电厂，陕西省石泉县　725200)



基于PT二次B相接地在同期回路中的分析

王永飞

(大唐石泉水力发电厂，陕西省石泉县725200)

根据石泉水电厂机组10 kV母线、110 kV母线、110 kV线路各系统同期电压的实际情况，通过公式推导、向量运算，分析了各系统同期电压的选择原理，解答了机组10 kV母线电压互感器二次同期回路B相接地原因，同时也给出了PT二次回路施工中需要注意的事项。

电压互感器；B相；接地；同期回路；分析

0　前　言

PT二次B相为什么接地？网上给出的答案多数为方便同期回路而设置，没有深入分析PT二次B相接地后在同期回路中是如何应用的。本文结合石泉水电厂实际运行情况，分析B相接地在同期回路的应用。进一步分析PT二次B相为什么接地。同时需说明：在电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点[1]中已经建议取消电压互感器二次回路B相接地方式，或改为经隔离变压器实现同步并列。

1　分析方法

本文先介绍几个知识要点，然后通过公式推导法和向量分析法分别说明各系统同期电压的选取情况，阐述同期电压的选取缘由及PT二次B相为什么接地。最后说明各系统同期电压的选取情况，方便大家理解。

2　分析过程

2.1分析过程所用知识点

(1) 同期条件，待并侧和系统侧电压的幅值、频率、相位相同[2-3]。发电厂升压变一般为YNd11接线形式，这样低压侧电压相位就超前高压侧30°[4]，以至于同期电压的选取就不能简单选择同名相，而是要通过接线方式的变化和相、线电压的选择来确定同期电压。

(2) 变压器高、低压侧电压相位关系为高压侧超前低压侧组别号×30°。如YNd11接线形式的变压器，相位关系为高压侧超前低压侧11×30°，即330°，同样也是低压侧电压相位超前高压侧30°[5]。

(4) 一般电压向量A、B、C为顺时针排列，也称正序电压，而超前则是逆时针旋转，如A相电压超前B相120°，相当于将B相电压逆时针旋转120°得到A相电压[7]。

(5) 参考向量一旦确定，各个相位就全部确定，不会因接线方式的不同而改变。

2.2石泉水电厂的同期并列点情况

图1为石泉水电厂1号机单元主接线示意图，有2个并列点，一个是1101号1主变出口开关，同期电压分别取自机组PT和母线PT；另一个是1118石茶线出口开关，同期电压分别取自母线PT和线路PT。

图1　石泉水电厂1号机单元主接线示意图

图2　各系统同期同路

2.3系统各侧同期电压分析

图2中(a)是石泉水电厂机组PT同期回路，为星形接线，同期电压取Uab(L)。图2中(d)是母线PT同期回路，为三角形接线，同期电压取Ua(H)对地。图2中(g)是线路PT同期回路，只安装了B相PT，二次抽头可以选择相电压或线电压，同期电压取线电压抽头，且是-Ub(X)。

以110 kV母线PTUa(H)为基准向量，即Ua(H)ej0，主变接线组别号为YNd11，则机组电压相位超前母线电压30°，分别为：

(1)

(1) 机组PT同期电压取Uab(L)

Uab(L)=Ua(L)-Ub(L)

=Ua(H)ej60

(2)

转化为向量运算如图3。

(2) 母线PT同期电压取Ua(H)对地，按图2中(d)接线方式

Ua(H)对地=Ua(H)+Uc(H)

=Ua(H)ej0+Ua(H)ej120

=Ua(H)(ej0+ej120)

=Ua(H)ej60

(3)

转化为向量运算如图4。

(3) 线路PT同期电压取-Ub(X)

(4)

转化为向量运算如图5。

通过以上推导，可以得出机组侧同期电压Uab(L)、母线侧同期电压Ua(H)对地、线路侧同期电压-Ub(X)均为Ua(H)ej60，幅值Ua(H)=100 V，相位超前Ua(H)ej0的角度为60°。满足同期条件中的幅值相等、相位相等。同期回路要进行比较，需选择一个公共点，母线PT同期电压取Ua(H)对地，故选择大地作为公共点，那么机组侧PT二次B相需接地，线路侧PT二次线圈首端需接地，至此机组、母线、线路各侧的同期电压选取能满足同期比较条件，解决了由于主变接线组别引起的相位不同的问题，实现系统各侧同期条件[8-11]。

图3　机组同期电压向量运算图

图4　母线同期电压向量运算图

图5　线路同期电压向量运算图

3　结　语

(1) 经过上述分析，汇总得出图2中各系统同期电压的原理接线、向量关系及同期电压的选取情况，方便读者分析、理解。

(2) 本文重点阐述了以B相接地，从A相引出同期电压的分析，同样也可以是B相接地，从C相引出同期电压，那样各系统的同期电压为：机组侧同期电压取Ucb(L),也需要B相接地；母线侧同期电压取Uc(H)对地；线路侧同期电压取Uc(X)，线电压抽头，PT要安装在C相。具体分析读者可以自行进行。

(3) PT二次回路施工需注意事项

1) 图2中(a)，中性点N需经击穿保险接地，主要是考虑当B相熔断器熔断再遇高电压窜入时，击穿保险动作，使绕组中性点接地，确保人身设备安全[12-13]。

2) 图2中(a)，B相是通过熔断器接地，而不是直接接地，主要是考虑当击穿保险故障动作，导致B相短路，此时可以利用熔断器来切除故障，确保设备安全[14-15]。

3) 图2中(d)，与常规的三角形接线方式不同，用A相尾接C相头，C相尾接地，这样做可以得到Ua(H)对地电压=Ua(H)+Uc(H)的同期电压，Ub(H)对地电压就是常用的3U0电压。

4) 图2中(g)，110 kV系统线路PT安装一相即可，根据同期电压的选择可以安装在B相或C相，电压二次抽头需要有相电压和线电压，订货时要单独说明。

[1]电力工业部电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点: 电安生[1994].191号[S].1994.

[2]李长霞.准同期装置特性分析[J].现代机械，2002(04)：33-35.

[3]郭建，周斌.新型微机自动准同期装置设计[J].电力自动化设备，2005(08)：77-81.

[4]康成.同期系统在改造工作中应注意的几个问题[J].山西电力， 2004(02)：11-13.

[5]变压器保护装置通用技术条件：DL/T 770-2012[S].北京：中国电力出版社，2012.

[6]国家能源局.发电机变压器组保护装置通用技术条件：DL/T 671-2010[S].北京：中国电力出版社，2011.

[7]微机变压器保护装置通用技术要求：GB/T14598.300-2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

[8]陈代云.零相接地的电压互感器及其同期回路的设计[J].继电器,1987(01): 41-48.

[9]李仲明.PT二次侧B相接地时微机保护自产和外接3U0的剖析[J].继电器,2000(02):22-26.

[10]李玉海，刘昕，李鹏.电力系统主设备继电保护试验[M].北京：中国电力出版社，2005.

[11]王维俭.大型发电机变压器内部故障分析与继电保护[M].北京：中国电力出版社，2006.

[12]继电保护和安全自动装置技术规程：GB/T14285-2006[S].北京：中国标准出版社，2006.

[13]继电保护和电网安全自动装置检验规程：DL/T995-2006[S].北京：中国电力出版社，2006.

[14]继电保护设备标准化设计规范：DL/T317-2010[S].北京：中国电力出版社，2010.

[15]中国人民共和国国家电网公司.线路保护及辅助装置标准化设计规范：Q/GDW161-2007[S].北京：中国电力出版社，2007.

Analysis on PT-based Phase B Earthing in Synchronization Circuit

WANG Yongfei

(Datang Shiquan Hydropower Plant, Shiquan, Shaanxi725200,China)

According to the synchronizing voltages of the systems of 10 kV busbar, 110 kV busbar and 110 kV circuit of the units of Shiquan Hydropower Plant as well as through derivation by formula and vector calculation, the choosing principal for the synchronizing voltages of the systems is analyzed, the reply to the Phase B earthing of the synchronizing of the 10 kV busbar PT is provided and attentions on the construction of the PT circuit are pointed out as well.Key words:PT; Phase B; earthing; synchronization circuit; analysis

1006—2610(2016)04—0064—03

2016-02-02

王永飞(1983- )，男，陕西省榆林市府谷县人，工程师，从事水轮发电机组检修维护.

TM63

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2016.04.017