王永飛

(大唐石泉水力發(fā)電廠(chǎng)，陜西省石泉縣　725200)

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基于PT二次B相接地在同期回路中的分析

王永飛

(大唐石泉水力發(fā)電廠(chǎng)，陜西省石泉縣725200)

根據(jù)石泉水電廠(chǎng)機(jī)組10 kV母線(xiàn)、110 kV母線(xiàn)、110 kV線(xiàn)路各系統(tǒng)同期電壓的實(shí)際情況，通過(guò)公式推導(dǎo)、向量運(yùn)算，分析了各系統(tǒng)同期電壓的選擇原理，解答了機(jī)組10 kV母線(xiàn)電壓互感器二次同期回路B相接地原因，同時(shí)也給出了PT二次回路施工中需要注意的事項(xiàng)。

電壓互感器；B相；接地；同期回路；分析

0　前　言

PT二次B相為什么接地？網(wǎng)上給出的答案多數(shù)為方便同期回路而設(shè)置，沒(méi)有深入分析PT二次B相接地后在同期回路中是如何應(yīng)用的。本文結(jié)合石泉水電廠(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，分析B相接地在同期回路的應(yīng)用。進(jìn)一步分析PT二次B相為什么接地。同時(shí)需說(shuō)明：在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn)[1]中已經(jīng)建議取消電壓互感器二次回路B相接地方式，或改為經(jīng)隔離變壓器實(shí)現(xiàn)同步并列。

1　分析方法

本文先介紹幾個(gè)知識(shí)要點(diǎn)，然后通過(guò)公式推導(dǎo)法和向量分析法分別說(shuō)明各系統(tǒng)同期電壓的選取情況，闡述同期電壓的選取緣由及PT二次B相為什么接地。最后說(shuō)明各系統(tǒng)同期電壓的選取情況，方便大家理解。

2　分析過(guò)程

2.1分析過(guò)程所用知識(shí)點(diǎn)

(1) 同期條件，待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值、頻率、相位相同[2-3]。發(fā)電廠(chǎng)升壓變一般為YNd11接線(xiàn)形式，這樣低壓側(cè)電壓相位就超前高壓側(cè)30°[4]，以至于同期電壓的選取就不能簡(jiǎn)單選擇同名相，而是要通過(guò)接線(xiàn)方式的變化和相、線(xiàn)電壓的選擇來(lái)確定同期電壓。

(2) 變壓器高、低壓側(cè)電壓相位關(guān)系為高壓側(cè)超前低壓側(cè)組別號(hào)×30°。如YNd11接線(xiàn)形式的變壓器，相位關(guān)系為高壓側(cè)超前低壓側(cè)11×30°，即330°，同樣也是低壓側(cè)電壓相位超前高壓側(cè)30°[5]。

(4) 一般電壓向量A、B、C為順時(shí)針排列，也稱(chēng)正序電壓，而超前則是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如A相電壓超前B相120°，相當(dāng)于將B相電壓逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°得到A相電壓[7]。

(5) 參考向量一旦確定，各個(gè)相位就全部確定，不會(huì)因接線(xiàn)方式的不同而改變。

2.2石泉水電廠(chǎng)的同期并列點(diǎn)情況

圖1為石泉水電廠(chǎng)1號(hào)機(jī)單元主接線(xiàn)示意圖，有2個(gè)并列點(diǎn)，一個(gè)是1101號(hào)1主變出口開(kāi)關(guān)，同期電壓分別取自機(jī)組PT和母線(xiàn)PT；另一個(gè)是1118石茶線(xiàn)出口開(kāi)關(guān)，同期電壓分別取自母線(xiàn)PT和線(xiàn)路PT。

圖1　石泉水電廠(chǎng)1號(hào)機(jī)單元主接線(xiàn)示意圖

圖2　各系統(tǒng)同期同路

2.3系統(tǒng)各側(cè)同期電壓分析

圖2中(a)是石泉水電廠(chǎng)機(jī)組PT同期回路，為星形接線(xiàn)，同期電壓取Uab(L)。圖2中(d)是母線(xiàn)PT同期回路，為三角形接線(xiàn)，同期電壓取Ua(H)對(duì)地。圖2中(g)是線(xiàn)路PT同期回路，只安裝了B相PT，二次抽頭可以選擇相電壓或線(xiàn)電壓，同期電壓取線(xiàn)電壓抽頭，且是-Ub(X)。

以110 kV母線(xiàn)PTUa(H)為基準(zhǔn)向量，即Ua(H)ej0，主變接線(xiàn)組別號(hào)為YNd11，則機(jī)組電壓相位超前母線(xiàn)電壓30°，分別為：

(1)

(1) 機(jī)組PT同期電壓取Uab(L)

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

=Ua(H)ej60

(2)

轉(zhuǎn)化為向量運(yùn)算如圖3。

(2) 母線(xiàn)PT同期電壓取Ua(H)對(duì)地，按圖2中(d)接線(xiàn)方式

Ua(H)對(duì)地=Ua(H)+Uc(H)

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

=Ua(H)(ej0+ej120)

=Ua(H)ej60

(3)

轉(zhuǎn)化為向量運(yùn)算如圖4。

(3) 線(xiàn)路PT同期電壓取-Ub(X)

(4)

轉(zhuǎn)化為向量運(yùn)算如圖5。

通過(guò)以上推導(dǎo)，可以得出機(jī)組側(cè)同期電壓Uab(L)、母線(xiàn)側(cè)同期電壓Ua(H)對(duì)地、線(xiàn)路側(cè)同期電壓-Ub(X)均為Ua(H)ej60，幅值Ua(H)=100 V，相位超前Ua(H)ej0的角度為60°。滿(mǎn)足同期條件中的幅值相等、相位相等。同期回路要進(jìn)行比較，需選擇一個(gè)公共點(diǎn)，母線(xiàn)PT同期電壓取Ua(H)對(duì)地，故選擇大地作為公共點(diǎn)，那么機(jī)組側(cè)PT二次B相需接地，線(xiàn)路側(cè)PT二次線(xiàn)圈首端需接地，至此機(jī)組、母線(xiàn)、線(xiàn)路各側(cè)的同期電壓選取能滿(mǎn)足同期比較條件，解決了由于主變接線(xiàn)組別引起的相位不同的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各側(cè)同期條件[8-11]。

圖3　機(jī)組同期電壓向量運(yùn)算圖

圖4　母線(xiàn)同期電壓向量運(yùn)算圖

圖5　線(xiàn)路同期電壓向量運(yùn)算圖

3　結(jié)　語(yǔ)

(1) 經(jīng)過(guò)上述分析，匯總得出圖2中各系統(tǒng)同期電壓的原理接線(xiàn)、向量關(guān)系及同期電壓的選取情況，方便讀者分析、理解。

(2) 本文重點(diǎn)闡述了以B相接地，從A相引出同期電壓的分析，同樣也可以是B相接地，從C相引出同期電壓，那樣各系統(tǒng)的同期電壓為：機(jī)組側(cè)同期電壓取Ucb(L),也需要B相接地；母線(xiàn)側(cè)同期電壓取Uc(H)對(duì)地；線(xiàn)路側(cè)同期電壓取Uc(X)，線(xiàn)電壓抽頭，PT要安裝在C相。具體分析讀者可以自行進(jìn)行。

(3) PT二次回路施工需注意事項(xiàng)

1) 圖2中(a)，中性點(diǎn)N需經(jīng)擊穿保險(xiǎn)接地，主要是考慮當(dāng)B相熔斷器熔斷再遇高電壓竄入時(shí)，擊穿保險(xiǎn)動(dòng)作，使繞組中性點(diǎn)接地，確保人身設(shè)備安全[12-13]。

2) 圖2中(a)，B相是通過(guò)熔斷器接地，而不是直接接地，主要是考慮當(dāng)擊穿保險(xiǎn)故障動(dòng)作，導(dǎo)致B相短路，此時(shí)可以利用熔斷器來(lái)切除故障，確保設(shè)備安全[14-15]。

3) 圖2中(d)，與常規(guī)的三角形接線(xiàn)方式不同，用A相尾接C相頭，C相尾接地，這樣做可以得到Ua(H)對(duì)地電壓=Ua(H)+Uc(H)的同期電壓，Ub(H)對(duì)地電壓就是常用的3U0電壓。

4) 圖2中(g)，110 kV系統(tǒng)線(xiàn)路PT安裝一相即可，根據(jù)同期電壓的選擇可以安裝在B相或C相，電壓二次抽頭需要有相電壓和線(xiàn)電壓，訂貨時(shí)要單獨(dú)說(shuō)明。

[1]電力工業(yè)部電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn): 電安生[1994].191號(hào)[S].1994.

[2]李長(zhǎng)霞.準(zhǔn)同期裝置特性分析[J].現(xiàn)代機(jī)械，2002(04)：33-35.

[3]郭建，周斌.新型微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置設(shè)計(jì)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2005(08)：77-81.

[4]康成.同期系統(tǒng)在改造工作中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題[J].山西電力， 2004(02)：11-13.

[5]變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件：DL/T 770-2012[S].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[6]國(guó)家能源局.發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)裝置通用技術(shù)條件：DL/T 671-2010[S].北京：中國(guó)電力出版社，2011.

[7]微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)要求：GB/T14598.300-2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[8]陳代云.零相接地的電壓互感器及其同期回路的設(shè)計(jì)[J].繼電器,1987(01): 41-48.

[9]李仲明.PT二次側(cè)B相接地時(shí)微機(jī)保護(hù)自產(chǎn)和外接3U0的剖析[J].繼電器,2000(02):22-26.

[10]李玉海，劉昕，李鵬.電力系統(tǒng)主設(shè)備繼電保護(hù)試驗(yàn)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[11]王維儉.大型發(fā)電機(jī)變壓器內(nèi)部故障分析與繼電保護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[12]繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程：GB/T14285-2006[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[13]繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)規(guī)程：DL/T995-2006[S].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[14]繼電保護(hù)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范：DL/T317-2010[S].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[15]中國(guó)人民共和國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司.線(xiàn)路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范：Q/GDW161-2007[S].北京：中國(guó)電力出版社，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

王永飛(1983- )，男，陜西省榆林市府谷縣人，工程師，從事水輪發(fā)電機(jī)組檢修維護(hù).

TM63

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2016.04.017