浅析线路PT二次回路

【摘要】线路PT二次回路，虽然相对于整个线路的二次回路只是很小的一部分，但却关系到同期和五防回路由于没有一个相对的规范，在这个问题上稍有疏忽就会出现问题：如果同期回路出错，轻者是不能同期合闸，重者极性接错出现非同期合闸，将对系统各元件可能造成冲击，也可能引起系统振荡，电流、电压和阻抗等继电保护动作，对电网的安全运行带来威胁。而五防出错造成线路接地闸刀带电合闸更是严重的电网事故。所以本文从一下几个方面阐述线路PT二次回路的设计：1.常规变电所线路PT二次回路设计；2. 综合自动化变电所的PT二次回路设计；3.线路接地闸刀五防闭锁回路及信号回路。

【关键词】线路PT二次回路常规变电所综合自动化变电所同期五防

中图分类号： TM63 文献标识码： A

0线路PT电压的作用

从现在常规设计来看现在线路PT电压的作用主要在以下几个方面：

1.同期合闸：同期合闸中又分线路的同期手动合闸，保护的同期重合闸；

2.线路接地闸刀五防闭锁逻辑中的线路无压判据；

3.信号回路。

1常规变电所线路PT二次回路设计

虽然现在新上变电所都已是综合自动化变电所或数字化变电所但常规变电所的扩建或改造还是有的，而且现在综合自动化改造工程越来越多。如果不清楚常规变电所的线路PT二次回路设计往往就会造成本文开头所述的问题。所以我们首先了解常规变电所的同期系统

1.1常规变电所的同期系统

1.1.1 准同期合闸的概念

准同期是指两系统之间进行并列时，必须满足并列断路器两侧电压相等、相位相同、频率相等的条件，以免系统受合闸电流冲击而可能失去稳定。它分手动准同期和自动准同期。

1.1.2 同期回路中的同步表及其指示判断

常规变电所同一电压系统的线路共用同一个同期系统，其所用同期表为组合同期表，它包括电压差表、频率表、和同步指示器三部分。在这种组合表中，电压差指示运行系统和待并系统间的电压差，当表针正偏时，表示待并系统比运行系统电压高；当表针负偏时，表示待并系统比运行系统电压低。频率差表指示运行系统和待并系统的频率差，当表针正偏时，表示待并系统比运行系统频率高；当表针负偏时，表示待并系统比运行系统频率低。同步指示器指示运行系统和待并系统电压间的相角差，当表针指示在0点钟的位置时，表示相角差为零（即同步点），可以实现同期合闸。也就是说每条线路的线路电压通过同期把手与母线PT的试验电压进行同期判据。

1.1.3 母线PT电压回路中的同期电压极性抽取及分析

省内常规变电所的母线PT电压回路为该变电站的同期电压、开口电压、母线电压部分回路的极性抽取方式如图一所示。同期母线电压即试验电压Sa630、Sa640接入同步检定继电器。而线路PT电压A734（同期电压）到控制屏同期KK开关上，在KK开关后并接有同步检定继电器，其触点串接在同步断路器合闸回路中。当同期电压符合准同期条件时其触点闭合，同期操作信号才有效。当不符合准同期条件时其触点打开，对同期合闸起闭锁作用。

图一

由上图可以看出：

开口三角形电压为*端接地，而母线电压为非*端接地，同期电压Sa为-Ua也为*端接地（即：da和dn之间的电压）。

如果线路PT为以下形式（假定da抽头为正极性）：

图二

而线路PT的接地是在保护屏和母线电压的N600并在一起接地的，而同期电压小母线的N600是和线路电压的N600在控制屏连通的。所以如果正向抽取电压（如上）则线路PT为非*端接地，则线路电压A609在同期回路中与同期电压（A734）比较时相位反了180°。而与保护装置中的同期重合闸回路的A相母线电压（A710）比较时电压相位相同可以直接接入（均为非*端接地）；对于同期回路则不能实现反向接线，否则会造成A609和N600均接地的情况。所以，在现场我们不能采取这种接线抽取方式。

如果线路PT为以下形式（假定da抽头为正极性）：

图三

即：如果反向抽取电压（如上）则线路PT为*端接地，则线路电压A609在同期回路与同期电压（A734）比较时相位相同可以直接接入。而与保护装置中的同期重合闸回路的A相母线电压（A710）比较时相位反了180°。在这种情况下，我们仍然将A609接到保护装置的Ux端子上，N600接到Un端子上，但在保护装置内侧则需要将Ux、Un在端子上对调，使进装置的Ux、Un反向，从而达到线路电压和母线A相电压同相，实现检同期重合。

对于同期合闸和重合闸问题，除了满足相位极性条件外，还必须满足电压幅值和频率相等。从图一我们可以发现同期电压Sa=-√3Ua。也就是说同期电压Sa的幅值√3倍即100V，那么对于线路电压的二次绕组就必需选取100V的那组才能保证实现同期合闸。但对于保护装置本身的功能而言实现同期重合闸也不尽相同，譬如以前的WXB-11C保护必须要线路电压Ux和母线A相电压极性相同,幅值相同才能实现同期重合闸；而南瑞的线路保护就不需要考虑极性及幅值的问题，因为正常运行时，保护检测线路电压Ux和母线A相电压的相角差（设为∮）和压差，检同期时，检测线路电压Ux和母线A相电压的相角差和压差是否在定值范围内，因此不管线路电压用的是哪一相电压还是哪一相间电压，保护能够自适应（现在新上的保护也都采用这一功能在重合闸的同期问题上不需要考虑极性及幅值的问题）。

从上面的分析来看在常规变电所及保护重合闸要线路电压Ux和母线A相电压极性相同,幅值相同才能实现同期的，在线路PT的使用上有以下问题：

手动合闸的同期装置用到的电压为试验电压和线路电压，试验电压其幅值为100V，极性为-3Ua。而保护重合闸的同期用到的电压为母线电压A相和线路电压，母线电压其幅值为57.7V，极性为+Ua。

解决的办法有以下几点：

1）、线路PT只用一个二次绕组，按图三所示接线，其二次绕组的二次电压选择100V。线路电压A609与同期电压（A734）比较时相位相同，幅值相同可以直接接入。而与保护装置中的同期重合闸回路的A相母线电压（A710）比较时相位反了180°，幅值相差了√3部。在这种情况下，我们仍然将A609接到保护装置的Ux端子上，N600接到Un端子上，但在保护装置内侧则需要将Ux、Un在端子上对调，使进装置的Ux、Un反向，从而达到线路电压和母线A相电压同相，通过将保护装置的线路电压小PT的变比扩大√3部从而将接入的线路电压的幅值减小到与母线A相电压的幅值相同，从而实现检同期重合。

2）、线路PT采用两个二次绕组：一个绕组按按图三所示接线，其二次绕组的二次电压选择100V。接入手合的同期系统。这样手合同期系统的的两个电压比较时相位相同，幅值相同。另一个绕组按图二接线，其二次绕组的二次电压选择100V/√3V。接入保护装置。这样保护装置中的同期重合闸回路的两个电压相位相同，幅值相同。

相对来说应该说第二种方法是较好的一种方法。但是在省内在设计上可以说90%是采用第一种方法。这样在许多继电保护人员的心里习惯性的认为线路PT的二次绕组引出应反极性引出并选用100V的二次绕组。

2综合自动化变电所的同期系统

随着综合自动化系统在电力系统的使用，同期电压的极性抽取经历了以下几个阶段：

第一阶段：同期系统虽然不在与以往一样共用同一个同期系统，而是将同期作入了每个的间隔的测控装置。但仍是沿用与常规变电所的极性抽取抽取。即同期电压分别为线路电压A609与同期电压（A734），线路PT只用一个二次绕组，按图三所示接线，其二次绕组的二次电压选择100V。

第二阶段：随着保护装置的同期判据的改进，保护的重合闸同期判据不在需要两个同期电压必需是极性相同，幅值相同。保护装置通过记录故障前的同期电压，只要故障后的电压与故障前的同期电压一致即可同期合闸。其典型的代表就是南瑞科技的RCS系列的微机线路保护。这样同期电压的抽取分别为：母线A相电压Ua和线路电压A609。线路PT只用一个二次绕组，按图二所示接线，幅值为57.7V。

3发现的问题

从上面的描述我们知道，现在线路电压的抽取就有了两种的抽取方式。这样问题就出现了。我们知道线路PT电压的作用主要在以下几个方面：

1.同期合闸：同期合闸中又分线路的同期手动合闸，保护的同期重合闸；

2.线路接地闸刀五防闭锁逻辑中的线路无压判据；

3.信号回路。

第一个问题：由于常规变电所的同期和综合自动化变电所的抽取电压不同，所以在常规变电所的自动化改造工程中需要根据每个变电所的实际情况和保护，综合自动化系统的不同正确的判断选用同期电压。

第二个问题线路电压还要进行线路接地闸刀五防闭锁逻辑中的线路无压判据和发线路失压的中央信号。一般来说线路接地闸刀五防闭锁逻辑中的线路无压判据为30%U；而发线路失压的中央信号的判据为30%U。由于现在抽取的电压有100V和57.7V两种，这样就造成工程中线路电压继电器的选用和整定上存在问题：往往线路PT端子箱厂家采用的电压继电器还是采用额定100V的继电器，但线路电压抽取的电压为57.7V。这样如果继电器是用于线路接地闸刀五防闭锁逻辑中的线路无压判据无法整定到.额定100V的电压继电器一般只能整定到30V，但由于抽取的电压为57.7V所以需整定到17V。所以在调试中要提前关注继电器的选用，选用适合的继电器。由于这个问题在很多工程中频繁出现，在我们的反馈下，超建公司专门发文要求各供应商要提供合符要求的电压继电器。

第三个问题:随着GIS设备的在变电所越来越多的使用，出现了新的问题。由于GIS间隔较小，在线路PT的安装上往往需考虑安全距离，所以有的变电所的线路PT并不是安装在A相上，而是安装在B相上。由于无论是常规变电所还是综合自动化变电所常规的线路PT都是装在A相上造成现有的测控同期定值都是按A相设计而整定的。如果不注意线路PT的安装的相别问题就会造成同期回路出错，不能同期合闸。

第四个问题：由于线路电压作为线路接地闸刀五防闭锁逻辑中的线路无压判据；在现行的设计中往往将线路电压通过线路闸刀的辅助接点后在接入闭锁回路中。这样容易造成实际线路有电，但由于线路闸刀未合从而造成五防认为无压，从而造成线路接地闸刀带电合闸。

3结束语

综上所述:线路PT二次回路，虽然相对于整个线路的二次回路只是很小的一部分，但却关系到同期和五防回路，在这个问题上稍有疏忽就会出现问题：如果同期回路出错，轻者是不能同期合闸，重者极性接错出现非同期合闸，将对系统各元件可能造成冲击，也可能引起系统振荡，电流、电压和阻抗等继电保护动作，对电网的安全运行带来威胁。而五防出错造成线路接地闸刀带电合闸更是严重的电网事故。在线路电压回路的检查上必需引起每个调试人员的重视。