余熱發電廠中PT接地方式的探討

【摘要】余熱發電廠中的電壓互感器，主要有發電機出口PT，母線PT（系統PT）和勵磁PT。文中對這些PT的一次側接地方式，二次側接地方式做了詳細的分析，并對余熱發電廠中的PT采用哪種接地方式給出了建議和結論。

【關鍵詞】余熱發電廠；PT；接地；中性點

【中圖分類號】TM731 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0028-01

1 引言

PT（電壓互感器）是余熱發電廠中重要的一次設備，它是將高電壓成比例的變換為較低（一般為57V或者100V）的二次電壓，一方面供給各種測量表計，繼電保護裝置和同期裝置使用，另一方面也起到將二次設備與一次高壓隔離，保證人和設備的安全的作用。

余熱發電廠一般容量不大（25MW以下），并且依附于現有的廠礦企業，發出的電能在企業內部消化。發電機的出口電壓一般為中壓（10kV或6kV），主要有發電機出口PL母線PT（系統PT），勵磁PT。

作為余熱發電廠的公用設備，PT本身及其接線如果出現問題，都將給整個電廠系統帶來嚴重的影響。要保障電壓互感器及其接線的可靠和穩定運行，PT的接地方式的選擇至關重要。總得來說，PT的一次側（高壓側）如為星形接線，其中性點可以接地也可以不接地，如沒有中性點，任一點都不允許接地；PT的二次側必須接地。

2 PT一次側接地方式

發電機出口PT和母線PT是由三個帶輔助二次繞組的單相電壓互感器接成星形接線，如一次側中性點不接地，當10（6）kV系統發生單相接地時，PT的一次側就不能構成零序通道，這樣二次側三相繞組中感應的仍然是三個對稱的相電壓，主二次繞組不能監測到相對地的電壓，開口三角形線圈兩端也不會感應出零序電壓。可是無論是發電機出口PT還是母線PT都是需要監測零序電壓和相對地電壓，同時發電機出口的零序電壓還用在繼電保護上。故在余熱發電廠中，發電機出口PT和母線PT的一次側應該采用中性點接地方式。需要指出的是電壓互感器的一次繞組阻抗極高，故其一次繞組中性點接地，并不表示該系統為中性點直接接地系統。

勵磁PT是發電機采用可控硅勵磁時，供勵磁屏用的電壓互感器，勵磁系統僅用到線電壓作為輸入量，故一般采用兩個單相電壓互感器組成V/V形接線，這種接線一次側沒有中性點，一次繞組接入的是系統的線電壓，顯然其一次側任一端都是不允許接地的，否則就相當于系統一相接地直接短路了；當然為保持整個余熱發電廠PT的一致性，勵磁PT也可以采用三個不帶輔助二次繞組的單相電壓互感器組成星形接線，這時候中性點可不引出，也可引出后接地。

3 PT二次側接地方式

首先需要明確的是PT的二次側是必須接地的。二次側接地是為了保證人身和設備的安全，因為如果一二次繞組間發生漏電、擊穿等情況使得絕緣損壞，此時一次側高壓竄入二次側，會危及在二次回路上設備和工作人員的安全；此外二次回路的絕緣水平低，如果沒有可靠接地點也容易被擊穿。

在1中，已經討論過，發電機出口PT和系統母線PT一次側中性點接地。PT二次側接地有兩種方式：中性點接地和B相接地。余熱發電廠的同期點設在發電機出口斷路器處，同期裝置需要接入發電機出口PT和母線PT二次側的電壓進行比較，這兩個電壓必須有相同的基準點才可以比較，所以就余熱發電廠同期系統的需要而言，發電機出口PT和母線PT的二次側接地方式應該相同，即要么都是中性點接地，要么都是B相接地。

3.1 B相接地

如發電機出口PT和母線PT二次側B相接地，是可以滿足同期要求的。首先討論B相接地的具體位置，如果接地點位于二次繞組和二次熔斷器之間，當電壓感器一、二次間擊穿，則該接地點和一次側中性點形成回路；或者二次側中性點發生接地故障，該接地點和二次側中性點形成回路；這兩種情況下，因為接地點位置的關系，二次繞組沒有得到二次熔斷器的保護，B相二次線圈會被燒毀。

可見接地點應該設在二次熔斷器之后，這樣在上述故障情況下，B相二次熔斷器熔斷從而保護了繞組。這時因為二次熔斷器的熔斷，PT二次側失去了接地點。那么可以在B相接地的情況下，中性點也接地么？答案是否定的，因為多個接地點時，地網中電壓壓差的存在會使得PT二次電壓發生變化而不準確。解決的辦法是讓二次側中性點經一個擊穿保險接地，這樣在高壓竄入低壓時，擊穿保險被擊穿，就形成了新的接地點。

PT二次回路采用B相接地，中性點經擊穿保險接地的方式時，零序電壓的獲得是個值得關注的問題。如圖1所示，1YHn是經過擊穿保險接地的，即在正常運行的時候它是不接地的，1YHL和1YHn之間的電壓實際上是剩余繞組的電壓和B相電壓的矢量和。正常情況下，剩余繞組的電壓幾乎為0，所以1YHL和1YHn之間的電壓其實就是B相電壓，故在保護測控裝置中零序電壓顯示的大約是57.7V左右。也就是說，這時候，裝置中顯示的零序電壓并不是真正的零序電壓，而是零序電壓加了一個B相電壓。此時要想獲得正確的零序電壓，應把1YHL和1YHb接入保護裝置的對應端子，而不是通常的1YHL和1YHn。

3.2 中性點接地

發電機出口PT和母線PT二次側采用中性點接地，顯然是滿足同期要求的。而且它不像B相接地方式還要考慮接地點的具體位置問題，其零序電壓的獲得也非常簡單，即1YHL和1YHn之間的電壓。需要注意的是，PT二次側中性點接地方式下，為保證可靠接地，電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的斷路器或接觸器。

對于勵磁PT，如其采用的是兩個單相電壓互感器組成V/V形接線形式，其二次側顯然采用B相接地，如采用三個不帶輔助二次繞組的單相電壓互感器組成星形接線，其二次側，可以采用B相接地，也可以采用中性點接地。

4 結論

余熱發電廠的同期點設在發電機出口斷路器處，其發電機出口PT和母線PT（系統PT）采用三個帶輔助二次繞組的單相電壓互感器接成星形接線，為構成零序通道取得對地電壓，一次側中性點需直接接地。出于同期的考慮，這兩個PT二次側接地方式必須一致，可以采用B相接地（中性點經擊穿保險接地），也可以采用中性點接地，考慮到余熱發電廠一般依附企業廠礦，其廠內母線PT一般都為中性點接地，為保持一致性，另從接線簡單可靠的角度考慮，二次側推薦采用中性點接地的方式。

勵磁PT如采用兩個單相電壓互感器組成V/V形接線形式，其一次側不接地，二次側采用B相接地；如采用三個不帶輔助二次繞組的單相電壓互感器組成星形接線，其一次側可引出也可不引出，二次側可以采用B相接地，也可以采用中性點接地。從經濟性考慮，勵磁PT采用兩個單相電壓互感器組成V/V形接線形式；從整個余熱發電廠PT的一致性即方便維護的角度，推薦采用三個不帶輔助二次繞組的單相電壓互感器組成星形接線，一次側引出接地，二次側中性點接地。

參考文獻

[1]孔健.鋅冶煉企業飽和蒸汽電站設計調試中難點與解決方案[J].中國工程咨詢，2013年第2期總第149期第46-48頁。

[2]西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊1[K].北京中國電力出版社1989