中性點虛擬接地裝置
產(chǎn) 品 說 明 書
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安徽徽凱電氣有限公司
概述
中性點不接地系統(tǒng)由于投資、運行經(jīng)濟，供電可靠性高被廣泛采用。但是當發(fā)生單相弧光接地時，會產(chǎn)生弧光接地過電壓，極易引起電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的損傷或擊穿引發(fā)事故，造成嚴重損失。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大，電纜的大量應用，接地電容電流越來越大，其在發(fā)生單相接地時，電弧不能自熄，會產(chǎn)生很高的過電壓，已不適應現(xiàn)代電力發(fā)展之需要。 諧振接地即消弧線圈接地，補償流經(jīng)故障點的電容電流使之趨于0，弧光不能維系燃燒而熄滅，故障點周圍的絕緣介質(zhì)“空氣”得以補充能夠恢復到正常的絕緣強度，故障點的絕緣不再擊穿，幾十年來消弧線圈為電力系統(tǒng)做出了巨大貢獻。諧振接地具有很高的供電可靠性和安全性，但其存在著過電壓倍數(shù)高，*調(diào)諧難度大，選線準確率低，組件多，結(jié)構(gòu)復雜，裝置自身故障率高，不利于電網(wǎng)的遠景規(guī)劃等缺點。消弧線圈*的缺點是在電纜線路中不能發(fā)揮消弧作用。
小電阻接地，是由于消弧線圈在電纜線路中不能發(fā)揮消弧作用，不得不選擇中性點經(jīng)電阻接地方式，加大流經(jīng)故障點電流使保護啟動跳開故障線路，以犧牲中性點非接地電力系統(tǒng)投資、運行經(jīng)濟和供電可靠性為代價來換取系統(tǒng)的安全運行。供電可靠性已成為電力系統(tǒng)發(fā)展水平的重要考核指標，小電阻接地系統(tǒng)在發(fā)生單相間歇性弧光接地或其他因素引起的短時接地時，不能熄弧，必須立即跳閘，這不僅增加了斷路器的維護工作量，對生產(chǎn)工藝連續(xù)性較強的用戶也是不適應的，不能滿足現(xiàn)代人們的生活要求。另外，小電阻接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時，接地電流很大，由此形成的跨步電壓較高，對接地故障點附近的人身安全產(chǎn)生很大威脅。在人們的生活和生產(chǎn)中，如果不慎觸電，生還的概率極小，同時接地電流引起的地電位升高對低壓設(shè)備的安全也產(chǎn)生嚴重威脅。還有對通訊的干擾嚴重，現(xiàn)在電子設(shè)備的應用是越來越廣泛，其抗干擾能力很低，小電阻接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時，其較大的接地電流對通訊線路、通訊設(shè)備以及二次線路和設(shè)備等將產(chǎn)生很大的干擾。
二、裝置的主要功能：
本裝置目的在于提供一種系統(tǒng)虛擬接地和消弧技術(shù)的結(jié)合，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定等特點，既降低了電力系統(tǒng)的過電壓水平，又*了系統(tǒng)的供電可靠性，同時可提高單相接地故障選線的準確率，本裝置兼有了各種接地的優(yōu)點。
本裝置的核心部件是特制的虛擬接地技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)中性點虛擬接地，泄放產(chǎn)生各種過電壓的能量，如諧振和單相接地的電、磁能量；在發(fā)生單相接地時將故障相直接接地實施消弧，仍然可以維持運行一段時間，過電壓水平較低，具有很高的供電可靠性和安全性。
科學的原理，新穎的方法，近理想化的效果，獨創(chuàng)的虛擬接地方式，集合各種中性點接地方式的優(yōu)點，主動吸收泄放產(chǎn)生各種過電壓的能量，從源頭上消除過電壓，拒絕過電壓于萌芽之中，給系統(tǒng)安全運行*的保障。靈活的運行方式，單相接地時可維持運行，也可立即切除故障，滿足不同的運行要求；很低的過電壓限制值，給系統(tǒng)絕緣安全極大的保障；電壓互感器虛擬接地一體化，取代電壓互感器柜，可提供AC220V操作電源
1、拒絕系統(tǒng)諧振及其過電壓，系統(tǒng)設(shè)計時無需考慮參數(shù)匹配。
在供電系統(tǒng)設(shè)計時，系統(tǒng)中感性元件的阻抗容易計算，但系統(tǒng)對地容抗很難計算，這主要是設(shè)備安裝的位置、線路敷設(shè)的路徑及高度、海拔高度、氣候環(huán)境、空氣的濕度、環(huán)境污染程度等都影響著系統(tǒng)對地的電容值。設(shè)計時計算參數(shù)匹配合理，而現(xiàn)場實際參數(shù)匹配不合理。
系統(tǒng)參數(shù)匹配不合理的情況如：零序阻抗與正序阻抗的比值在（-1）～（-20）之間；系統(tǒng)固有頻率接近基頻或某次諧波頻率；系統(tǒng)對地電容容抗與電壓互感器勵磁電抗之比大于0.01；負載變壓器繞組感抗與線路對地等效容抗?jié)M足一定關(guān)系等。
參數(shù)匹配不合理的系統(tǒng)，當受到某種“激勵”（如操作、故障、雷擊等）時，系統(tǒng)往往就會發(fā)生諧振，過電壓倍數(shù)很高造成事故。
虛擬接地吸收泄放“激勵”和諧振的能量，從源頭上消除其影響，防止產(chǎn)生過電壓，因此設(shè)計上可以不考慮系統(tǒng)參數(shù)匹配問題。
2、拒絕電壓互感器鐵磁諧振過電壓
電壓互感器發(fā)生諧振時，虛擬接地吸收泄放諧振能量，從源頭消除諧振過電壓，三相電壓很快恢復到正常電壓水平，不僅保護了系統(tǒng)的絕緣安全，防止了諧振過電壓對系統(tǒng)絕緣的危害，同時*電壓互感器的特性永遠處于線性區(qū)域，呈高感抗，保障諧振不會發(fā)展，具有小電阻、高阻接地的優(yōu)點。
3、實現(xiàn)瞬間故障（架空線路、電纜接頭）消弧
一方面接地燃弧期間，虛擬接地吸收了接地激發(fā)的能量，大幅度降低接地振蕩過程，降低暫態(tài)過程對系統(tǒng)的危害；另一方面虛擬接地快速消耗弧光熄滅時刻對地電容儲存的電荷，降低故障點弧道對地電壓恢復的速度，有利于弧道絕緣介質(zhì)絕緣強度的恢復，使弧道絕緣強度恢復速度大于對地電壓的恢復速度，同時虛擬接地使故障點對地電壓接近相電壓（沒有虛擬接地時故障點對地電壓恢復*值為2倍相電壓），因此故障點不會再次擊穿，從而實現(xiàn)消弧。
電纜線路很多單相弧光接地發(fā)生在電纜接頭部位，也是瞬間故障。
4、電纜線路弧光接地過電壓的抑制及消弧
當有虛擬接地裝置時，由于虛擬接地裝置吸收泄放了故障點擊穿激發(fā)的能量，大幅度降低燃弧期間過渡過程，使暫態(tài)過電壓小于2.5倍；弧光熄滅時，虛擬接地快速消耗弧光熄滅時刻對地電容儲存的電荷，降低對地電壓的恢復速度，消除了對地電容儲存電荷的影響，使燃弧次數(shù)減少一半，對于故障點再次擊穿電壓小于線電壓的故障雖然不能消弧，但由于虛擬接地裝置吸收泄放了故障點燃弧熄弧激發(fā)的能量，可以抑制過電壓倍數(shù)在2.5以內(nèi)，燃弧次數(shù)減少一半，且大幅度降低燃弧時的過渡過程。
單相弧光接地時，當2個周波內(nèi)弧光不能熄滅時屬*性接地故障，將故障相直接接地實施消弧; 也可以在發(fā)生單相接地時直接投入消弧開關(guān)實施消弧。
5、雷擊過電壓的抑制
氧化鋅避雷器限制雷擊過電壓4.0倍以下。
雷擊發(fā)生后氧化鋅過電壓保護器的1mA參考電壓在2.3倍左右，其對應的電荷儲存在系統(tǒng)對地電容上，其能量被虛擬接地吸收泄放，防止了其與相電壓疊加產(chǎn)生的工頻過電壓危害系統(tǒng)絕緣。
6、拒絕斷線諧振過電壓
電網(wǎng)中出現(xiàn)斷線諧振過電壓時，可發(fā)生系統(tǒng)中性點位移、負載變壓器相序反轉(zhuǎn)、繞組電流急劇增加、鐵芯發(fā)出響聲、導線發(fā)出電暈聲等現(xiàn)象。在嚴重情況下，會使絕緣閃烙，避雷器爆炸，甚至損壞電力設(shè)備。虛擬接地吸收泄放因斷線產(chǎn)生的“激勵”能量，使斷線根本無法引發(fā)斷線諧振
7、防止發(fā)電機投切過電壓
發(fā)電機并網(wǎng)不可能是完全意義上的“同期”，以及切除發(fā)電機，必然給系統(tǒng)帶來沖擊，尤其是小系統(tǒng)。虛擬接地吸收泄放這種沖擊產(chǎn)生的能量，消除其產(chǎn)生的影響。
8、其他過電壓的抑制
●合空母線
●投切空線路
●投切電容器
●投切空載變壓器
●投切電機
●投切電抗器
●系統(tǒng)擾動
●突然甩負荷
等等都會“激發(fā)”能量，虛擬接地主動吸收泄放“激發(fā)”的能量，從根本上防止過電壓的產(chǎn)生。
9、抑制不對稱諧波，降低不對稱諧波對變壓器的影響，減小變壓器、電機、電纜、電容器噪聲、發(fā)熱并有節(jié)能效果。
10、判斷PT一、二次斷線故障。
11、備有485（232）微機通訊接口，進行數(shù)據(jù)通訊。
14、裝置具備電壓互感器功能，精度為0.5或0.2級，
15、可提供AC 220V操作電源。
三、裝置的型號
四、裝置的結(jié)構(gòu)
裝置標準尺寸
3、6、10kV柜體尺寸：1000（寬）×1500（深）×2200（高）。
35kV柜體尺寸根據(jù)用戶要求確定柜體尺寸；也可根據(jù)用戶要求協(xié)商生產(chǎn)非標準尺寸柜體。
1、故障判斷控制器 2、穿墻套管 3、裝置標志 4、觀察窗 5、銘牌 6、眉頭 7、裝置復位按鈕 8、前門電磁鎖 9、門鎖 10、封閉母線室 11、隔離開關(guān) 12、高壓熔斷器 13、電壓互感器 14、虛擬接地變壓器 15、接地銅排 16、柜頂小母線室 17、二次儀表室 18、熔斷器熔斷撞擊機構(gòu) 19、柜內(nèi)照明 20、隔離開關(guān)輔助開關(guān) 21、高壓限流熔斷器 22、隔離開關(guān)操作機構(gòu) 23、單相真空接觸器 24、過電壓保護器
五、使用環(huán)境
環(huán)境溫度：-25℃—+40℃。
海拔高度：〈2000m
環(huán)境濕度：90%(25℃)，50%(40℃)
周圍不得有粉塵、煤氣、煙氣等具有爆炸性的混合物。
六、包裝、運輸、儲存
一般采用木箱包裝，柜體底座應固定在包裝箱地板上。
建議不要長距離在三級以下公路運輸，必要時拆散包裝。
不宜長期在戶外儲存，長期不用時應儲存在干燥、通風的戶內(nèi)倉庫中。
七、安裝、調(diào)試、維護
本公司負責根據(jù)用戶的要求進行圖紙設(shè)計及參數(shù)選擇，本公司進行生產(chǎn)、調(diào)試，檢測合格后方能出廠。如用戶需要，本公司提供現(xiàn)場指導安裝及調(diào)試服務，用戶提供必要的配合與協(xié)助。
用戶在遵守保管及使用情況下，從安裝使用之日起12個月，發(fā)貨之日起18個月期限內(nèi)，產(chǎn)品由于質(zhì)量原因而發(fā)生損壞和不能正常工作，制造廠無償為用戶更換或維修。
本公司對設(shè)備實行終身維修并長期提供備品備件。
八、定貨須知
用戶應提供相關(guān)技術(shù)參數(shù)、柜體尺寸、顏色等。
如有特殊要求應在定貨技術(shù)協(xié)議中提出。
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