電壓并列裝置在不同PT接線中的應用

吳 濤

（湖北裕能電力工程有限公司，湖北 武漢430000）

0 引言

在電力工程設計過程中，關于電壓互感器的應用，經常會遇到2個問題：電壓切換和電壓并列。所謂電壓切換，就是將電壓從一個電壓源切換到另一個電壓源；而電壓并列則是將2個電壓源合并成1個電壓源。通常，為了保證供電的可靠性及連續性，要實現電壓切換，應當先完成電壓并列。

當某一用電設備或線路跨接于2條不同的母線段，而這2條母線段可以實現電壓并列時，通常在該用電設備或線路上安裝電壓切換裝置。而電壓并列裝置常用于單母線分段（圖1）或雙母線（圖2）的2段母線之間，在南網的典型設計方案中，橋型接線的兩進線電壓互感器（圖3）也用到了電壓并列裝置，考慮到該電壓互感器在斷路器1DL（或2DL）合閘之前（扮演進線電壓互感器的身份）和合閘之后（扮演母線電壓互感器的身份）的不同功能，適應這種一次接線的電壓并列裝置與用于單母線分段或雙母線的電壓并列裝置在接線上具有一定的差異。但由于這種應用相對較少，在實際的工程設計中，這種差別并沒有引起設計者應有的重視。

圖1 單母分段

圖2 雙母線

圖3 橋型接線的兩進線電壓互感器

本文將借助電壓并列原理重點分析2大類不同的一次接線方式下電壓并列裝置的具體接線，意在提醒設計者更完整地理解電壓并列裝置的基本原理及應用，以達到正確運用電壓并列裝置的根本目的。

1 電壓并列裝置工作原理介紹

電壓并列裝置安裝于電壓互感器的二次側，根據電壓并列的基本作用，我們不難理解電壓并列裝置作用的前提條件是一次側并列，在一次側并列后，運行人員可以根據運行要求選擇是否實現二次側并列。通常，在一次側并列后，當其中一臺電壓互感器需要維護或異常運行以及需要將運行設備由一段母線轉到另一段母線時，需要啟動電壓并列裝置，完成電壓并列功能。此外，電壓并列裝置還應具有防止電壓并列后二次側電壓反饋到一次側的功能。

2 不同PT接線下電壓并列裝置的二次接線

如圖4所示，對應于圖1（或圖2）的一次接線，電壓并列裝置可按圖4完善接線。根據上面介紹的工作原理，以圖1為例，當隔離手車FG、分段斷路器FDL處于合位時，2段母線合為1段母線運行；如果運行需要退出某一臺PT時，只需啟動電壓并列裝置，讓并列繼電器處于合位，然后將PT手車柜退出工作位即可，這就是PT并列裝置的整個工作過程。

圖4 電壓并列裝置二次接線完善方式

下面我們重點分析對應于圖3的一次接線時，電壓并列裝置的工作過程（以線路1故障為例進行分析）。如圖3所示，PT在斷路器1DL（或2DL）合閘之前作為進線PT，可以為備自投裝置提供進線有壓、無壓的判據；在斷路器1DL（或2DL）合閘之后作為母線PT，可以為變壓器保護、測控裝置、計量裝置提供電壓。以備自投裝置作為橋開關備自投為例，正常運行時，2條線路各帶1臺變壓器運行，1DL、2DL處于合位，1PT、2PT作為母線PT，當線路1發生故障時，通常由對側的保護切除故障，此時，對備自投裝置而言，Ⅰ母失壓、Ⅱ母有壓，啟動備自投，跳1DL、合FDL，變壓器1由線路2供電。原接于變壓器保護、測控裝置、計量裝置上的電壓失壓，因此需啟動電壓并列裝置。通常，這一過程應當自動完成，確保變壓器保護、測控裝置、計量裝置迅速恢復電壓。如果此時電壓并列裝置的二次接線與圖1（或圖2）一致，由于沒有斷路器1DL的合位接點控制，而通常情況下1PT的隔離開關仍然處于合位，這樣，經過電壓并列裝置，1PT的二次側電壓將會反饋到一次側，顯然是不合理的，在設計中應當杜絕此類現象的發生。如果將斷路器的輔助接點接入電壓并列裝置，如圖4所示，這一現象是完全可以避免的。實際上，作為設備供應方，也并沒有對此問題給予足夠的重視，在裝置設計和端子排設計上，沒有為這樣的設計方案提供有效的接口。

也有設計師認為我們的擔心純屬多余，曾經提出過種種疑問，其主要代表意見如下：

（1）實際的運行過程中，在啟動電壓并列裝置之前，由運行人員將故障線路PT退出。我們不否認這是一種解決問題的方法，但實際操作中是否真如我們想象的那樣，是不得而知的。此外，在少人值守甚至無人值守設計理念的指導下，在故障來臨時，是否有運行人員在場也是未知數。退一步講，運行人員退出故障PT也是需要時間的，那將意味著變壓器保護、測控裝置、計量裝置在相當長的一段時間內失去電壓。

（2）在備自投裝置動作、跳開斷路器的同時，將故障線路PT退出。這種想法的確可以解決問題，但對備自投裝置的輸出回路數提出了更多的要求，同時要求PT回路的隔離開關采用電動操作機構。問題的關鍵在于，我們在設計時是否真的考慮到了這個問題并采取了這樣的防范措施呢？

總而言之，從設計的角度出發，我們有義務為運行維護提供更方便、更合理的設計思路和方案。同時，在情況不確定時，不要主觀地將問題留到下一個環節去處理。此外，在選取設計思路和方案時，應盡可能做到簡單、合理。

3 結語

分析表明，針對不同的一次接線方案，電壓并列裝置的二次接線回路存在較大的差異，設計人員在進行方案設計時，必須認真分析一次接線方案對電壓并列裝置二次接線的影響，確保設計方案正確、合理，二次接線簡單、完整。

［1］水利電力部西北電力設計院．電力工程電氣設計手冊1

［2］水利電力部西北電力設計院．電力工程電氣設計手冊2