淺析Vv型電壓互感器二次接線方式

馮鋼聲，景 城

（湖北白蓮河抽水蓄能有限公司，湖北省武漢市 430077）

淺析Vv型電壓互感器二次接線方式

馮鋼聲，景 城

（湖北白蓮河抽水蓄能有限公司，湖北省武漢市 430077）

本文分析了某水電廠2號(hào)機(jī)組單機(jī)運(yùn)行時(shí)機(jī)端出現(xiàn)過電壓，同時(shí)發(fā)電機(jī)出口機(jī)旁電壓互感器B相高壓熔斷器熔斷，造成發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)拒動(dòng)的原因，提出了Vv型電壓互感器二次側(cè)的測(cè)量表計(jì)和繼電器新的二次接線方式。

Vv型電壓互感器；接線

0 引言

某水電廠裝有3臺(tái)單機(jī)容量為15MW的水輪發(fā)電機(jī)組，②、③號(hào)發(fā)電機(jī)接入10.5kV母線，經(jīng)2號(hào)主變壓器接入110kV系統(tǒng)，①號(hào)發(fā)電機(jī)采取單元接線方式，經(jīng)1號(hào)主變壓器接入110kV系統(tǒng)；110kV系統(tǒng)采取單母接線方式與系統(tǒng)相連。某日②機(jī)組單機(jī)運(yùn)行時(shí)，機(jī)端出現(xiàn)過電壓，同時(shí)發(fā)電機(jī)出口機(jī)旁電壓互感器B相高壓熔斷器熔斷，造成發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)拒動(dòng)，部分用電設(shè)備損壞。

1 設(shè)備接線情況

發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)由Vv型電壓互感器二次側(cè)上接的電壓繼電器啟動(dòng)，啟動(dòng)值為157V。正常情況下電壓繼電器的輸入電壓為電壓互感器二次側(cè)的輸出電壓（即100V）；而當(dāng)一次側(cè)發(fā)電機(jī)線電壓升高超過15.7kV時(shí)，電壓繼電器上感應(yīng)的電壓超過157V，電壓繼電器動(dòng)作，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，同時(shí)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)停機(jī)。設(shè)備接線方式見圖1。

發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)的接線方式：過電壓繼電器電壓均取自Vv型電壓互感器二次側(cè)c-b兩相線電壓。

在《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》（電氣二次部分）上的Vv型電壓互感器二次接線方式（第82頁）規(guī)定如下：用于表計(jì)和繼電器的線圈接入a-b或c-b兩相間的電壓。

2 原因分析

圖1 設(shè)備接線方式Fig.1 Equipment wire connection

根據(jù)Vv型電壓互感器的接線原理分析，當(dāng)過電壓繼電器電壓取自a-b兩相間的電壓，如果發(fā)生C相高壓熔斷器熔斷時(shí)，電壓繼電器上反映的是一次側(cè)實(shí)際線電壓。但當(dāng)發(fā)生A相或B相高壓熔斷器熔斷時(shí)，此時(shí)電壓繼電器上所反映的電壓為零或?qū)嶋H線電壓值的一半，而在此時(shí)如發(fā)生機(jī)組過電壓，發(fā)電機(jī)電壓超過15.7kV時(shí)（發(fā)電機(jī)額定電壓為10.5kV），而電壓互感器中所感應(yīng)的電壓卻只有0V或75.3V左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于動(dòng)作值157V，則必然會(huì)造成過電壓保護(hù)拒動(dòng)。同理，當(dāng)過電壓繼電器電壓取自c-b兩相間的電壓，如果發(fā)生A相高壓熔斷器熔斷時(shí)，電壓繼電器上反映的是一次側(cè)實(shí)際線電壓。但當(dāng)發(fā)生C相或B相高壓熔斷器熔斷時(shí)，此時(shí)電壓繼電器上所反映的電壓為零或?qū)嶋H線電壓值的一半，同樣將造成過電壓保護(hù)失去作用，但當(dāng)過電壓繼電器電壓取自a-c兩相間的電壓時(shí)，發(fā)生A、B、C三相中任一相高壓熔斷器熔斷時(shí)，電壓繼電器上所反映的均是一次側(cè)實(shí)際線電壓。而在此時(shí)如發(fā)生機(jī)組過電壓，發(fā)電機(jī)電壓超過15.7kV時(shí)（發(fā)電機(jī)額定電壓為10.5kV），電壓互感器中所感應(yīng)的電壓都會(huì)超過157V（電壓繼電器啟動(dòng)值為157V），及時(shí)的啟動(dòng)機(jī)組過電壓保護(hù)，確保發(fā)電機(jī)及電氣設(shè)備的安全。Vv型電壓互感器的接線圖見圖2。

圖2 Vv型電壓互感器接線圖Fig.2 Wire connection diagram of Vv potential transformer

3 試驗(yàn)論證

為了確證分析的結(jié)論是否成立，我們通過如下的試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：

（1）試驗(yàn)設(shè)備。兩只10kV電壓互感器，變比：10000/100，型號(hào)為：JDZ11－10B，萬用表一只，試驗(yàn)線，三組單相隔離開關(guān)，三相電源（額定電壓380V）。

（2）試驗(yàn)方法及試驗(yàn)結(jié)果。

試驗(yàn)一，試驗(yàn)接線見圖3。

目的：三相電源高壓熔斷器正常時(shí)，測(cè)得Vv型電壓互感器一、二次側(cè)線電壓，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

圖3 試驗(yàn)一試驗(yàn)接線圖Fig.3 Testing wire connection diagram of test 1

步驟：1）推上K1、K2、K3三個(gè)隔離開關(guān)。

2）用萬用表測(cè)量電壓互感器一次側(cè)線電壓A-B、A-C、B-C并記錄。

3）用萬用表測(cè)量電壓互感器二次側(cè)線電壓a-b、a-c、b-c并記錄。

表1 試驗(yàn)一試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.1 Results of Test 1

試驗(yàn)二，試驗(yàn)接線見圖4。

目的：模擬B相電源高壓熔斷器熔斷時(shí)，測(cè)得Vv型電壓互感器一、二次側(cè)線電壓值，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

圖4 試驗(yàn)二試驗(yàn)接線圖Fig.4 Testing wire connection diagram of Test 2

步驟：1）推上K1、K3兩個(gè)隔離開關(guān)。

2）用萬用表測(cè)量電壓互感器一次側(cè)線電壓A-B、A-C、B-C并記錄。

3）用萬用表測(cè)量電壓互感器二次側(cè)線電壓a-b、a-c、b-c并記錄。

表2 試驗(yàn)二試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.2 Results of Test 2

試驗(yàn)三，試驗(yàn)接線見圖5。

目的：模擬A相電源高壓熔斷器熔斷時(shí)，測(cè)得Vv型電壓互感器一、二次側(cè)線電壓值，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

步驟：1）推上K2、K3兩個(gè)隔離開關(guān)。

2）用萬用表測(cè)量電壓互感器一次側(cè)線電壓A-B、A-C、B-C并記錄。

3）用萬用表測(cè)量電壓互感器二次側(cè)線電壓a-b、a-c、b-c并記錄。

圖5 試驗(yàn)三試驗(yàn)接線圖Fig.5 Testing wire connection diagram of test 3

表3 試驗(yàn)三試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.3 Results of Test 3

試驗(yàn)四，試驗(yàn)接線見圖6。

目的：模擬C相電源高壓熔斷器熔斷時(shí)，測(cè)得Vv型電壓互感器一、二次側(cè)線電壓值，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。

圖6 試驗(yàn)三試驗(yàn)接線圖Fig.6 Testing wire connection diagram of Test 3

步驟：1）推上K1、K2兩個(gè)隔離開關(guān)。

2）用萬用表測(cè)量電壓互感器一次側(cè)線電壓A-B、A-C、B-C并記錄。

3）用萬用表測(cè)量電壓互感器二次側(cè)線電壓a-b、a-c、b-c并記錄。

表4 試驗(yàn)四試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.4 Results of Test 4

（3）試驗(yàn)結(jié)果及分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總見表5。

通過以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在Vv型電壓互感器中，當(dāng)過電壓繼電器接在a-c兩相上時(shí)，在正常及發(fā)生任一相高壓熔斷器熔斷時(shí)，繼電器上所反應(yīng)的均是實(shí)際線電壓，過電壓保護(hù)能可靠動(dòng)作，而在A-B和 B-C兩相上當(dāng)發(fā)生任一相高壓熔斷器熔斷時(shí)，繼電器上所反應(yīng)的實(shí)際線電壓正確反應(yīng)率只有33.3%，過電壓保護(hù)有時(shí)可能拒動(dòng)。

表5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表Tab.5 Summary table of testing results

4 結(jié)束語

通過以上的理論分析和試驗(yàn)論證，Vv型電壓互感器二次側(cè)的測(cè)量表計(jì)和繼電器接線改為a-c兩相接線的方式后，在正常及發(fā)生任一相高壓熔斷器熔斷時(shí)，繼電器上所反應(yīng)的均是實(shí)際線電壓，均有利于監(jiān)視、測(cè)量和保護(hù)元件。鑒于目前國內(nèi)Vv型電壓互感器二次側(cè)電壓繼電器及電壓表的接線方式普遍采用a-b或c-b兩相電壓，而該種接線無論是從繼電保護(hù)的角度，還是從監(jiān)視測(cè)量的角度，均存在著隱患，不能全面反映一次側(cè)電壓實(shí)際情況，不利于發(fā)電廠及電網(wǎng)的安全運(yùn)行。以上Vv型電壓互感器二次側(cè)的測(cè)量表計(jì)和繼電器新的二次接線方式的理論分析與論證，敬請(qǐng)電力行業(yè)專家及技術(shù)人員進(jìn)一步探討，爭取早日推廣應(yīng)用。

2016-08-15

2017-03-11

馮鋼聲（1972—），男，高級(jí)工程師，主要研究方向：水電站生產(chǎn)管理。E－mail：hblxfgs@163.com

景 城（1973—），男，高級(jí)工程師，主要研究方向：水電站生產(chǎn)技術(shù)管理。E － mail：chenge-jing@sgxy.sgcc.com.cn

Preliminary Analysis on Secondary Wiring of Vv Mode Potential Transformer

FENG Gangsheng，JING Cheng
（Hubei Bailianhe Pumped Storage Co.，Ltd.， Wuhan 430077，China）

This paper analyzes the reasons that generator overvoltage protection rejected to operate because over-voltage occurred at unit side when Unit 2 is in operation in a power station，at the same time，the B-phase high voltage fuse of generator potential transformer is broken at the generator outlet，presenting a new wiring for the meters and relays which are at the secondary side of Vv potential transformer.

Vv potential transformer；wire connection

TM406

A學(xué)科代碼：470.40

10.3969/j.issn.2096-093X.2017.04.022