王永飛

(大唐石泉水力發(fā)電廠，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，陜西省石泉縣725200)

根據石泉水電廠機組10 kV母線、110 kV母線、110 kV線路各系統(tǒng)同期電壓的實際情況，通過公式推導、向量運算，分析了各系統(tǒng)同期電壓的選擇原理，解答了機組10 kV母線電壓互感器二次同期回路B相接地原因，同時也給出了PT二次回路施工中需要注意的事項。

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？網上給出的答案多數為方便同期回路而設置，沒有深入分析PT二次B相接地后在同期回路中是如何應用的。本文結合石泉水電廠實際運行情況，分析B相接地在同期回路的應用。進一步分析PT二次B相為什么接地。同時需說明：在電力系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點[1]中已經建議取消電壓互感器二次回路B相接地方式，或改為經隔離變壓器實現同步并列。

1　分析方法

本文先介紹幾個知識要點，然后通過公式推導法和向量分析法分別說明各系統(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。最后說明各系統(tǒng)同期電壓的選取情況，方便大家理解。

2　分析過程

2.1分析過程所用知識點

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

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

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

(5) 參考向量一旦確定，各個相位就全部確定，不會因接線方式的不同而改變。

2.2石泉水電廠的同期并列點情況

圖1為石泉水電廠1號機單元主接線示意圖，有2個并列點，一個是1101號1主變出口開關，同期電壓分別取自機組PT和母線PT；另一個是1118石茶線出口開關，同期電壓分別取自母線PT和線路PT。

圖1　石泉水電廠1號機單元主接線示意圖

圖2　各系統(tǒng)同期同路

2.3系統(tǒng)各側同期電壓分析

圖2中(a)是石泉水電廠機組PT同期回路，為星形接線，同期電壓取Uab(L)。圖2中(d)是母線PT同期回路，為三角形接線，同期電壓取Ua(H)對地。圖2中(g)是線路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電壓，同期電壓取線電壓抽頭，且是-Ub(X)。

以110 kV母線PTUa(H)為基準向量，即Ua(H)ej0，主變接線組別號為YNd11，則機組電壓相位超前母線電壓30°，分別為：

(1)

(1) 機組PT同期電壓取Uab(L)

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

=Ua(H)ej60

(2)

轉化為向量運算如圖3。

(2) 母線PT同期電壓取Ua(H)對地，按圖2中(d)接線方式

Ua(H)對地=Ua(H)+Uc(H)

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

=Ua(H)(ej0+ej120)

=Ua(H)ej60

(3)

轉化為向量運算如圖4。

(3) 線路PT同期電壓取-Ub(X)

(4)

轉化為向量運算如圖5。

通過以上推導，可以得出機組側同期電壓Uab(L)、母線側同期電壓Ua(H)對地、線路側同期電壓-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°。滿足同期條件中的幅值相等、相位相等。同期回路要進行比較，需選擇一個公共點，母線PT同期電壓取Ua(H)對地，故選擇大地作為公共點，那么機組側PT二次B相需接地，線路側PT二次線圈首端需接地，至此機組、母線、線路各側的同期電壓選取能滿足同期比較條件，解決了由于主變接線組別引起的相位不同的問題，實現系統(tǒng)各側同期條件[8-11]。

圖3　機組同期電壓向量運算圖

圖4　母線同期電壓向量運算圖

圖5　線路同期電壓向量運算圖

3　結　語

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

(2) 本文重點闡述了以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：機組側同期電壓取Ucb(L),也需要B相接地；母線側同期電壓取Uc(H)對地；線路側同期電壓取Uc(X)，線電壓抽頭，PT要安裝在C相。具體分析讀者可以自行進行。

(3) PT二次回路施工需注意事項

1) 圖2中(a)，中性點N需經擊穿保險接地，主要是考慮當B相熔斷器熔斷再遇高電壓竄入時，擊穿保險動作，使繞組中性點接地，確保人身設備安全[12-13]。

2) 圖2中(a)，B相是通過熔斷器接地，而不是直接接地，主要是考慮當擊穿保險故障動作，導致B相短路，此時可以利用熔斷器來切除故障，確保設備安全[14-15]。

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

4) 圖2中(g)，110 kV系統(tǒng)線路PT安裝一相即可，根據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電壓，訂貨時要單獨說明。

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

[2]李長霞.準同期裝置特性分析[J].現代機械，2002(04)：33-35.

[3]郭建，周斌.新型微機自動準同期裝置設計[J].電力自動化設備，2005(08)：77-81.

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

[5]變壓器保護裝置通用技術條件：DL/T 770-2012[S].北京：中國電力出版社，2012.

[6]國家能源局.發(fā)電機變壓器組保護裝置通用技術條件：DL/T 671-2010[S].北京：中國電力出版社，2011.

[7]微機變壓器保護裝置通用技術要求：GB/T14598.300-2008[S].北京：中國標準出版社，2008.

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

[9]李仲明.PT二次側B相接地時微機保護自產和外接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)主設備繼電保護試驗[M].北京：中國電力出版社，2005.

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

[12]繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程：GB/T14285-2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

[13]繼電保護和電網安全自動裝置檢驗規(guī)程：DL/T995-2006[S].北京：中國電力出版社，2006.

[14]繼電保護設備標準化設計規(guī)范：DL/T317-2010[S].北京：中國電力出版社，2010.

[15]中國人民共和國國家電網公司.線路保護及輔助裝置標準化設計規(guī)范：Q/GDW161-2007[S].北京：中國電力出版社，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)電機組檢修維護.

TM63

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2016.04.017