余热发电厂中PT接地方式的探讨

【摘要】余热发电厂中的电压互感器，主要有发电机出口PT，母线PT（系统PT）和励磁PT。文中对这些PT的一次侧接地方式，二次侧接地方式做了详细的分析，并对余热发电厂中的PT采用哪种接地方式给出了建议和结论。

【关键词】余热发电厂；PT；接地；中性点

【中图分类号】TM731 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0028-01

1 引言

PT（电压互感器）是余热发电厂中重要的一次设备，它是将高电压成比例的变换为较低（一般为57V或者100V）的二次电压，一方面供给各种测量表计，继电保护装置和同期装置使用，另一方面也起到将二次设备与一次高压隔离，保证人和设备的安全的作用。

余热发电厂一般容量不大（25MW以下），并且依附于现有的厂矿企业，发出的电能在企业内部消化。发电机的出口电压一般为中压（10kV或6kV），主要有发电机出口PL母线PT（系统PT），励磁PT。

作为余热发电厂的公用设备，PT本身及其接线如果出现问题，都将给整个电厂系统带来严重的影响。要保障电压互感器及其接线的可靠和稳定运行，PT的接地方式的选择至关重要。总得来说，PT的一次侧（高压侧）如为星形接线，其中性点可以接地也可以不接地，如没有中性点，任一点都不允许接地；PT的二次侧必须接地。

2 PT一次侧接地方式

发电机出口PT和母线PT是由三个带辅助二次绕组的单相电压互感器接成星形接线，如一次侧中性点不接地，当10（6）kV系统发生单相接地时，PT的一次侧就不能构成零序通道，这样二次侧三相绕组中感应的仍然是三个对称的相电压，主二次绕组不能监测到相对地的电压，开口三角形线圈两端也不会感应出零序电压。可是无论是发电机出口PT还是母线PT都是需要监测零序电压和相对地电压，同时发电机出口的零序电压还用在继电保护上。故在余热发电厂中，发电机出口PT和母线PT的一次侧应该采用中性点接地方式。需要指出的是电压互感器的一次绕组阻抗极高，故其一次绕组中性点接地，并不表示该系统为中性点直接接地系统。

励磁PT是发电机采用可控硅励磁时，供励磁屏用的电压互感器，励磁系统仅用到线电压作为输入量，故一般采用两个单相电压互感器组成V/V形接线，这种接线一次侧没有中性点，一次绕组接入的是系统的线电压，显然其一次侧任一端都是不允许接地的，否则就相当于系统一相接地直接短路了；当然为保持整个余热发电厂PT的一致性，励磁PT也可以采用三个不带辅助二次绕组的单相电压互感器组成星形接线，这时候中性点可不引出，也可引出后接地。

3 PT二次侧接地方式

首先需要明确的是PT的二次侧是必须接地的。二次侧接地是为了保证人身和设备的安全，因为如果一二次绕组间发生漏电、击穿等情况使得绝缘损坏，此时一次侧高压窜入二次侧，会危及在二次回路上设备和工作人员的安全；此外二次回路的绝缘水平低，如果没有可靠接地点也容易被击穿。

在1中，已经讨论过，发电机出口PT和系统母线PT一次侧中性点接地。PT二次侧接地有两种方式：中性点接地和B相接地。余热发电厂的同期点设在发电机出口断路器处，同期装置需要接入发电机出口PT和母线PT二次侧的电压进行比较，这两个电压必须有相同的基准点才可以比较，所以就余热发电厂同期系统的需要而言，发电机出口PT和母线PT的二次侧接地方式应该相同，即要么都是中性点接地，要么都是B相接地。

3.1 B相接地

如发电机出口PT和母线PT二次侧B相接地，是可以满足同期要求的。首先讨论B相接地的具置，如果接地点位于二次绕组和二次熔断器之间，当电压感器一、二次间击穿，则该接地点和一次侧中性点形成回路；或者二次侧中性点发生接地故障，该接地点和二次侧中性点形成回路；这两种情况下，因为接地点位置的关系，二次绕组没有得到二次熔断器的保护，B相二次线圈会被烧毁。

可见接地点应该设在二次熔断器之后，这样在上述故障情况下，B相二次熔断器熔断从而保护了绕组。这时因为二次熔断器的熔断，PT二次侧失去了接地点。那么可以在B相接地的情况下，中性点也接地么？答案是否定的，因为多个接地点时，地网中电压压差的存在会使得PT二次电压发生变化而不准确。解决的办法是让二次侧中性点经一个击穿保险接地，这样在高压窜入低压时，击穿保险被击穿，就形成了新的接地点。

PT二次回路采用B相接地，中性点经击穿保险接地的方式时，零序电压的获得是个值得关注的问题。如图1所示，1YHn是经过击穿保险接地的，即在正常运行的时候它是不接地的，1YHL和1YHn之间的电压实际上是剩余绕组的电压和B相电压的矢量和。正常情况下，剩余绕组的电压几乎为0，所以1YHL和1YHn之间的电压其实就是B相电压，故在保护测控装置中零序电压显示的大约是57.7V左右。也就是说，这时候，装置中显示的零序电压并不是真正的零序电压，而是零序电压加了一个B相电压。此时要想获得正确的零序电压，应把1YHL和1YHb接入保护装置的对应端子，而不是通常的1YHL和1YHn。

3.2 中性点接地

发电机出口PT和母线PT二次侧采用中性点接地，显然是满足同期要求的。而且它不像B相接地方式还要考虑接地点的具置问题，其零序电压的获得也非常简单，即1YHL和1YHn之间的电压。需要注意的是，PT二次侧中性点接地方式下，为保证可靠接地，电压互感器的中性线不得接有可能断开的断路器或接触器。

对于励磁PT，如其采用的是两个单相电压互感器组成V/V形接线形式，其二次侧显然采用B相接地，如采用三个不带辅助二次绕组的单相电压互感器组成星形接线，其二次侧，可以采用B相接地，也可以采用中性点接地。

4 结论

余热发电厂的同期点设在发电机出口断路器处，其发电机出口PT和母线PT（系统PT）采用三个带辅助二次绕组的单相电压互感器接成星形接线，为构成零序通道取得对地电压，一次侧中性点需直接接地。出于同期的考虑，这两个PT二次侧接地方式必须一致，可以采用B相接地（中性点经击穿保险接地），也可以采用中性点接地，考虑到余热发电厂一般依附企业厂矿，其厂内母线PT一般都为中性点接地，为保持一致性，另从接线简单可靠的角度考虑，二次侧推荐采用中性点接地的方式。

励磁PT如采用两个单相电压互感器组成V/V形接线形式，其一次侧不接地，二次侧采用B相接地；如采用三个不带辅助二次绕组的单相电压互感器组成星形接线，其一次侧可引出也可不引出，二次侧可以采用B相接地，也可以采用中性点接地。从经济性考虑，励磁PT采用两个单相电压互感器组成V/V形接线形式；从整个余热发电厂PT的一致性即方便维护的角度，推荐采用三个不带辅助二次绕组的单相电压互感器组成星形接线，一次侧引出接地，二次侧中性点接地。

参考文献

[1]孔健.锌冶炼企业饱和蒸汽电站设计调试中难点与解决方案[J].中国工程咨询，2013年第2期总第149期第46-48页。

[2]西北电力设计院.电力工程电气设计手册1[K].北京中国电力出版社1989