中性點虛擬接地裝置工作原理

1、中性點虛擬接地裝置工作原理中性點虛擬接地裝置將不穩(wěn)定電路特性的供電系統(tǒng)轉化為穩(wěn)定電路特性的 供電系統(tǒng)，提高系統(tǒng)可靠性和安全性。在我國中壓電力系統(tǒng)中，中性點的接地方式涉及到技術、經(jīng)濟、安全等諸多 因素。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, 中性點不接地系統(tǒng)有著自身的缺點， 系統(tǒng)不穩(wěn)定，內(nèi)部過電壓水平高，故障概率 高，極易發(fā)生諧振和單相弧光接地等故障。過電壓是電力系統(tǒng)安全運行最大殺手，系統(tǒng)故障及事故主要是由過電壓引 起。過電壓不僅造成事故且加速系統(tǒng)絕緣累積老化， 而且直接引發(fā)絕緣擊穿發(fā)生 故障，對電力系統(tǒng)安全運行造成嚴重危害。中性點不接地系統(tǒng)過電壓水平高與系統(tǒng)不穩(wěn)定是

2、由系統(tǒng)的電路參數(shù)決定的， 根源在于系統(tǒng)的電路特性，下面就從系統(tǒng)的電路原理分析為什么不接地系統(tǒng)的過 電壓。電路原理分析中性點不接地供電系統(tǒng)過電壓1、供電系統(tǒng)可以等效為一個 RLC二階電路 如圖1,為一段母線的供電一次圖。圖1 一段母線高壓系統(tǒng)圖圖1的一段母線上的出線可以等效為一條供電線路，如圖2TTI?。簣D3 一段母線出線等效圖圖2中，由于負載為中性點不接地，系統(tǒng)輸電線路對地，可以等效為一個 RLC電路，如圖3.圖3等效RLC二階電路2、欠阻尼如圖3,這里不再累述二階電路的推計算過程，我們直接引用二階電路的結 論。tfa =,1固有角頻率，也稱無耗角頻率：R亠、，一 一百衰減系數(shù)：（或用卩表示）

3、3、供電系統(tǒng)是欠阻尼的二階電路供電系統(tǒng)中由于輸電線路中的電阻成分 R消耗有功功率，因此系統(tǒng)中 R越 小越好，故系統(tǒng)中R的阻尼極小，系統(tǒng)處在嚴重的欠阻尼狀態(tài)，且系統(tǒng) L、C振 蕩衰減很慢，這就帶來系統(tǒng)的過電壓水平高，系統(tǒng)不穩(wěn)定容易發(fā)生諧振等。供電系統(tǒng)中由于輸電線路中的電阻成分 R極小是系統(tǒng)各種過電壓的根源。高電壓技術指出：系統(tǒng)無耗自振頻率 3 0= 1/V LC,衰減系數(shù)卩=R/2L, 當0是電源頻率整倍數(shù)時，系統(tǒng)如有風吹草動，就會發(fā)生事故。有些系統(tǒng)當操 作人員拉開開關突然進線跳閘，就是屬于這類情況。中性點不接地系統(tǒng)的卩/w 0 0.3，系統(tǒng)的各種過電壓水平就會很低，系 統(tǒng)就會穩(wěn)定。中性點虛擬接

4、地裝置電路原理供電系統(tǒng)中由于輸電線路中的電阻成分 R消耗有功功率，因此系統(tǒng)中 R越 小越好，因此系統(tǒng)中 R的阻尼極小，系統(tǒng)處在嚴重的欠阻尼狀態(tài)。這是供電系 統(tǒng)各種過電壓的根源。如何增大系統(tǒng)中的電阻成分 R,阻尼系統(tǒng)L、C振蕩，使L、C振蕩快速衰 減。又如何使這個增加的電阻成分不消耗有功功率，這正是中性點虛擬接地裝置 實現(xiàn)的功能。工作原理：中性點虛擬接地裝置增大系統(tǒng)中的電阻成分 R，使系統(tǒng)系統(tǒng)的卩 /0遠大于0.3，阻尼系統(tǒng)L、C振蕩，降低L、C振蕩頻率，使L、C振蕩快速 衰減，或者說使系統(tǒng)處于過阻尼的狀態(tài)， 從而抑制系統(tǒng)各種過電壓，實現(xiàn)全面系 統(tǒng)過電壓保護，從源頭消除各種過電壓。從電路圖的角度

5、分析，中性點虛擬接地裝置相當于在等效的圖 5電路圖的基 礎上，在線路與地之間并聯(lián)一個電阻 Ri，如圖5。R L圖5虛擬接地注入電阻的等效電路圖把圖5的電路等效為RLC串聯(lián)電路，如圖6,從電路知識得出結論：Ri越 小，等效后的R越大，使得系統(tǒng)的卩/3 0 0.3，對系統(tǒng)的LC振蕩有效阻尼。R* E圖6等效的RLC二階電路總之，中性點虛擬接地裝置，正是加大系統(tǒng)的阻尼電阻，阻尼系統(tǒng)LC交換能量，消耗系統(tǒng)LC儲存的能量，從源頭消除系統(tǒng)各種過電壓，實現(xiàn)主動式過電 壓保護，全面治理系統(tǒng)各種過電壓。預防系統(tǒng)故障及事故發(fā)生，大幅度降低系統(tǒng) 發(fā)生故障的概率，提高系統(tǒng)運行安全性、可靠性，延長系統(tǒng)壽命。中性點虛擬接地結構原理結構原理：使用特殊材料的變壓器形成開口三角接入大功率電阻，功率幾幾十kVA，向系統(tǒng)注入一個電阻，這個電阻對工頻不存在，對非工頻存在，故稱 之“虛擬接地”PT有開口三角，三相工頻之和等于 0,非工頻之和不等于0,但是開口的功 率只有50100VA，無法快速消耗“激勵”中性點虛擬接地裝置的功能中性點虛擬接地已通過武漢高壓研究所試驗驗證1、杜絕PT鐵磁諧振；本功能已通過武漢高壓研究所試驗驗證詳見附件試驗報告實驗22、實現(xiàn)弧光接地消?。槐竟δ芤淹ㄟ^武漢高壓研究所試驗驗證詳見附件試驗報告實驗13、操作過電壓小于1.5倍（相電壓）;本