(国网东北分部云峰发电厂吉林集安134200)
摘要：本文通过对变压器接线组别标号和常用电压互感器接线方式的简要介绍，重点叙述了发电机同期并列同步电压的取得方式，并用相量图说明系统和发电机同步电压的相位关系。列举了云峰发电厂同期电压取得方式的应用实例，供同行参考。
关键词：电压互感器运行系统电压待并发电机电压相位差电压向量
1三相变压器绕组连接方式
三相变压器原、副边绕组连接组别标号有六种奇数联结组标号和六种偶数联结组标号，分别是1、3、5、7、9、11和2、4、6、8、10、12。由于三相变压器原、副边绕组连接组别标号的不同，使变压器副边线电势对原边相应的线电势产生相位移，且变压器副边线电势对原边相应相的线电势的相位移都是30°的倍数。其中常用的三相双绕组电力变压器有Y／△－11、Y0／△－11、Y／Y0－12三种标准联结组别。
Y0／△－11主要用于高压输电线路，使电力系统的高压侧可以通过变压器中性点接地。三相变压器一般采用Y／△－11、Y／Y0－12两种形式的变压器。
2常用三相变压器原理接线及相量图
Y／△－11、Y／Y0－12两种联结组标号的变压器为常用三相变压器，以这两种联结组别标号的变压器用相量图说明变压器联结组标号的不同在变压器副边线电势对原边相应的线电势产生的相位移。
2.1Y／△－11变压器原理接线及相量图如图1所示。从变压器相量图中可以看出变压器副边线电势比原边相应的线电势相位越前30°。
2.2Y／Y－12变压器原理接线及相量图如图2所示。从变压器相量图中可以看出变压器副边线电势、原边相应的线电势为同相位。
(a)联结图(b)电势相量图（a）联结图（b）电势相量图
图1Y／△－11联结组标号图2Y／Y－12联结组标号
由于变压器联结组的不同使变压器原、副边产生相位差，因此，在发电机同期并列时，应考虑对变压器副边线电势对应原边线电势存在的相位差进行移位，满足发电机同期并列相位相同的条件。
3电压互感器在三相电路中常用的接线方式
3.1一台单相电压互感器的接线，用于对称的三相电路，二次可接仪表或继电器。用来测量线电压和相电压。一般只用于110～220kV系统。如图3（a）所示。
3.2两台单相电压互感器的V/V形接线，可以测量线电压，但不能测量相电压。一次绕组不能接地，二次绕组V相接地。如图3（b）所示。
3.3一台三相三柱式电压互感器接成Y/Y0形，可以测量线电压，但不能测量相电压。如图3（c）所示。
3.4一台三相三柱式电压互感器接成Y0/Y0/△形，原线圈、基本线圈接成星形，中性点接地，三个辅助副线圈接成开口三角形。供接地保护装置和接地信号（绝缘监察）继电器用，广泛应用于20kV及以下系统中。如图3（d）所示。
3.5用三台单相三绕组电压互感器构成YN，yn，d0或YN，y，d0的接线形式，广泛应用于3～220kV系统中，其三个主二次绕组为星形接线，用于测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视和系统同期电压用。电压互感器常用接线方式。如图3（e）所示。
图3电压互感器在三相电路中的常用接线原理图
4同期取发电机出口变压器高、低压侧同步电压接线方式
当发电机出口变压器为Y／△－11联结组别标号联结时，运行系统侧比发电机侧同相线电势相位越前30°。同期控制器取同期电压时，采用运行系统侧和发电机侧电压互感器不同的二次绕组接线，实现系统侧对应发电机侧同相电压的相位转角，满足运行系统和发电机同期相位相同的条件。
4.1运行系统电压互感器为YN，yn，d0、发电机电压互感器为Y0/Y0取同期电压接线方式
4.1.1运行系统电压互感器为开口三角形C相接地、发电机电压互感器为B相接地
当运行系统电压互感器二次侧辅助绕组开口三角C相接地，发电机电压互感器二次绕组为B相接地，此种接线方式同期控制器输入系统和发电机电压均为100V。运行系统电压互感器YN，yn，d0接线原理如图3（d）所示；发电机电压互感器Y0/Y0形接线原理如图3(c)所示。
同期取运行系统电压互感器辅助绕组开口三角C相电压，即UCN＝100V；取发电机电压互感器主二次绕组的BC相电压Ubc，即Ubc＝100V。发电机同期并列取运行系统电压互感器开口三角电压和发电机电压互感器电压向量如图4所示，从向量图可以看出，取系统电压Ubc使同期控制器输入的发电机、系统电压为同相位电压，满足发电机同期条件。运行系统、发电机电压互感器电压向量如图7所示。
图4系统电压互感器辅助二次绕组c相电压、机组电压互感器bc线电压相量图
4.1.2运行系统为电压互感器开口三角b相接地、发电机电压互感器为yn接线
例如，我厂发电机出口变压器为Y／△－11联结组别标号联结，主变低压侧为13.8kV，主变低压侧为220kV。发电机同期并列时为取得运行系统和发电机电压相位上的一致，发电机同步电压取发电机出口3号电压互感器二次电压，运行系统取220kV的上（下）母线电压互感器二次电压。发电机出口电压互感器由三台单相三绕组JDZX1-20型电压互感器构成YN，yn接线，电压互感器接线原理图如图3(c)所示。上（下）母线电压互感器由三台单相三绕组JDCF-220型电压互感器构成YN，yn，d0接线，电压互感器接线原理图如图5所示。
图5母线三台单相三绕组电压互感器接线原理图
上（下）母线电压互感器辅助绕组为开口三角形接线，b相接地，系统侧同步电压取上（下）母线电压互感器辅助绕组开口三角形a相电压100V；发电机侧同步电压取发电机出口3号电压互感器主二次绕组的ab线电压100V。从系统电压互感器和发电机电压互感器电压相量图中可以看出，系统侧对应发电机侧同步电压转角30°，使待并发电机和运行系统间的电压取得同相位，满足机组同期并列条件。上（下）母线电压互感器、发电机电压互感器电压向量图如图6所示。
图6系统电压互感器辅助二次绕组a相电压、发电机电压互感器ab线电压相量图
4.2运行系统、发电机电压互感器二次绕组均为星形接线方式
运行系统电压互感器为yn接线、待并系统电压互感器为星形b相接地时，同期控制器可同时输入系统、发电机电压互感器二次电压为100V和V时，取同期电压接线。
4.2.1系统电压互感器电压取c相电压，发电机电压取bc线电压
运行系统同期电压取系统电压互感器主二次绕组yn的c相电压；发电机电压互感器主二次绕组为y接线，且B相接地，发电机同期电压取发电机电压互感器主二次绕组bc线电压。发电机电压取线电压－U′bc=100V，系统电压互感器为星形yn接线，电压取Uc=V。从向量图可以看出，同期取系统电压和发电机电压为同相位电压。运行系统、发电机电压互感器电压向量如图7所示。
图7系统电压互感器主二次绕组c相电压、发电机电压互感器二次绕组bc线电压相量图
4.2.2系统电压互感器电压取a相电压，发电机电压取ab线电压
运行系统电压互感器主二次绕组为yn接线，同期电压取a相电压；发电机电压互感器主二次绕组为y接线，且B相接地，同期电压取发电机电压互感器主二次绕组ab线电压。此时，运行系统取Ua=V,发电机电压取U′ab=100V,但系统同相电压需转角60°。运行系统、发电机电压互感器电压向量图如图8所示。
图8系统电压互感器主二次绕组a相电压、发电机电压互感器ab线电压相量图
4.3运行系统侧、发电机侧电压互感器二次绕组均为y接线、b相均接地
运行系统、发电机电压互感器为y接线，二次绕组均为b相接地时，运行系统取ab线电压100V,发电机电压取ab线电压100V,从向量图中可以看出，运行系统电压与发电机电压同相电压相位相差30°，因此，系统侧需要转角30°。向量图如图9所示。
图9系统电压互感器主二次绕组ab线电压、发电机电压互感器ab线电压相量图
5系统侧转角实现的方法
5.1微机同步控制器转角
微机型同步控制器一般都提供运行系统和待并系统相位差的自动转角功能，例如，目前在电厂中使用较多的是SID－2CM型发电机线路复用微机同期控制器，该微机同期控制器具有设置“系统侧应转角”功能，利用同期控制器软件设置可实现任意角度的转角，无需外接设备和控制回路。
5.2转角变压器转角
在同期回路增加转角变压器进行移相位角，但是需增加设备和回路，从简化回路，减少设备维护量等方面考虑，不建议采用。
结束语
发电机同期操作是水电厂一项重要操作，同步电压的取得方式不尽相同。通过归纳叙述了发电机出口变压器高、低压侧电压互感器二次绕组上取得同步电压的几种接线方法，运用向量图进一步表达了系统和发电机同相电压的相位关系，为今后在同期系统同步电压取得方式的学习、设计等方面提供参考。
参考文献:
1罗慰擎编著的《电机学》
2卓乐友等编著的《微机型自动准同步装置的设计和应用》