中性點(diǎn)虛擬接地柜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中性點(diǎn)虛擬接地柜，它涉及一種接地柜。二次室下方設(shè)置有隔離開關(guān)操作室，隔離開關(guān)操作室的柜門上設(shè)置有模擬牌、門電磁鎖、前門觀察窗、銘牌，隔離開關(guān)操作室內(nèi)設(shè)置有隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)與輔助開關(guān)連接，隔離開關(guān)操作室下方設(shè)置有柜內(nèi)照明燈，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)還與高壓隔離開關(guān)相連，與高壓隔離開關(guān)連接的線路上還設(shè)置有高壓傳感器、支撐絕緣子，高壓隔離開關(guān)還與高壓熔斷器相連，高壓熔斷器之間設(shè)置有瓷瓶，兩個(gè)高壓熔斷器分別與電壓互感器、虛擬接地互感器相連。本發(fā)明可向計(jì)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置提供系統(tǒng)電壓信號(hào)，能夠替代常規(guī)PT柜，性價(jià)比高。
【專利說(shuō)明】中性點(diǎn)虛擬接地柜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種接地柜，具體涉及一種中性點(diǎn)虛擬接地柜。

【背景技術(shù)】
[0002]在3-35KV中壓系統(tǒng)中，目前電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有不接地、諧振接地即消弧線圈接地、小電阻接地等接地方式，上述各種接地方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。
[0003]長(zhǎng)期以來(lái)在我國(guó)，3-35KV (含66KV)的電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)由于投資、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，供電可靠性高被廣泛采用，但是當(dāng)發(fā)生單相弧光接地時(shí)，會(huì)產(chǎn)生弧光接地過(guò)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(yán)重?fù)p失。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，電纜的廣泛應(yīng)用，接地電容電流越來(lái)越大，其在發(fā)生單相接地時(shí)，電弧不能自熄，弧光接地過(guò)電壓?jiǎn)栴}越來(lái)越嚴(yán)重，為了解決上述問(wèn)題，不少電網(wǎng)采用了諧振接地方式，諧振接地即消弧線圈接地，補(bǔ)償流經(jīng)故障點(diǎn)的電容電流使之趨于0，弧光不能維系燃燒而熄滅，故障點(diǎn)周圍的絕緣介質(zhì)“空氣”得以補(bǔ)充能夠恢復(fù)到正常的絕緣強(qiáng)度，故障點(diǎn)的絕緣不再擊穿，諧振接地具有很高的供電可靠性和安全性，但其存在著過(guò)電壓倍數(shù)高，精確調(diào)諧難度大，選線準(zhǔn)確率低，組件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝置自身故障率高，不利于電網(wǎng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃等缺點(diǎn)。消弧線圈最大的缺點(diǎn)是在電纜線路中不能發(fā)揮消弧作用。
[0004]當(dāng)電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)，即使系統(tǒng)的電容電流不大，也會(huì)因?yàn)樵趩蜗嘟拥貢r(shí)會(huì)產(chǎn)生間歇性的弧光過(guò)電壓，使健全相的電位可能升高到足以破壞其絕緣水平的程度，甚至形成相間短路。如果在變壓器的中性點(diǎn)(或借用接地變壓器引出中性點(diǎn))串接一電阻器后泄放間歇性的弧光過(guò)電壓中電磁能量，則中性點(diǎn)電位降低，故障相恢復(fù)電壓上升速度也減慢，從而減少電弧重燃的可能性，抑制了電網(wǎng)過(guò)電壓的幅值，并使有選擇性的接地保護(hù)得以實(shí)現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種中性點(diǎn)虛擬接地柜，特別適用于發(fā)電機(jī)出口，變壓器，及電機(jī)等自身絕緣較弱設(shè)備的各種過(guò)電壓的吸收和抑制。同時(shí)可向計(jì)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置提供系統(tǒng)電壓信號(hào)，能夠替代常規(guī)PT柜，性價(jià)比高。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):中性點(diǎn)虛擬接地柜，包括三相電壓表、裝置控制器、帶電顯示器、綜合保護(hù)器、鉸鏈、模擬牌、輔助開關(guān)、門電磁鎖、前門觀察窗、銘牌、隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)、柜內(nèi)照明燈、高壓傳感器、高壓隔離開關(guān)、支撐絕緣子、電纜固定梁、接地排、二次室、隔離開關(guān)操作室、瓷瓶、高壓熔斷器、電壓互感器和虛擬接地互感器，接地柜前側(cè)上部設(shè)置有二次室，二次室上設(shè)置有三相電壓表、裝置控制器、帶電顯示器、綜合保護(hù)器，接地柜上的所有柜門均通過(guò)鉸鏈與柜體固定；二次室下方設(shè)置有隔離開關(guān)操作室，隔離開關(guān)操作室的柜門上設(shè)置有模擬牌、門電磁鎖、前門觀察窗、銘牌，隔離開關(guān)操作室內(nèi)設(shè)置有隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)與輔助開關(guān)連接，隔離開關(guān)操作室下方設(shè)置有柜內(nèi)照明燈，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)還與高壓隔離開關(guān)相連，與高壓隔離開關(guān)連接的線路上還設(shè)置有高壓傳感器、支撐絕緣子，高壓隔離開關(guān)還與高壓熔斷器相連，高壓熔斷器之間設(shè)置有瓷瓶，兩個(gè)高壓熔斷器分別與電壓互感器、虛擬接地互感器相連，電纜固定梁、接地排設(shè)置在電壓互感器前側(cè)。
[0007]所述的接地柜后柜門上設(shè)置有后門觀察窗。
[0008]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0009]1、限制系統(tǒng)諧振及其過(guò)電壓，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)需考慮參數(shù)匹配:
[0010]在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)中感性元件的阻抗容易計(jì)算，但系統(tǒng)對(duì)地容抗很難計(jì)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(duì)地的電容值。設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算參數(shù)匹配合理，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際參數(shù)匹配不合理。
[0011]參數(shù)匹配不合理的系統(tǒng)，當(dāng)受到某種“激勵(lì)”(如操作、故障、雷擊等)時(shí)，系統(tǒng)往往就會(huì)發(fā)生諧振，過(guò)電壓倍數(shù)很高造成事故。
[0012]虛擬接地吸收泄放“激勵(lì)”和諧振的能量，從源頭上消除其影響，防止產(chǎn)生過(guò)電壓，因此設(shè)計(jì)上無(wú)需考慮系統(tǒng)參數(shù)匹配問(wèn)題。
[0013]2、拒絕電壓互感器鐵磁諧振過(guò)電壓:
[0014]電壓互感器發(fā)生諧振時(shí)，虛擬接地吸收泄放諧振能量，從源頭消除諧振過(guò)電壓，三相電壓很快恢復(fù)到正常電壓水平，不僅保護(hù)了系統(tǒng)的絕緣安全，防止了諧振過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)絕緣的危害，同時(shí)保證電壓互感器的特性永遠(yuǎn)處于線性區(qū)域，呈高感抗，保障諧振不會(huì)發(fā)展，具有小電阻、高阻接地的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]3、實(shí)現(xiàn)瞬間故障(架空線路、電纜接頭)消弧:
[0016]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(guò)程，降低暫態(tài)過(guò)程對(duì)系統(tǒng)的危害；另一方面虛擬接地快速消耗弧光熄滅時(shí)刻對(duì)地電容儲(chǔ)存的電荷，降低故障點(diǎn)弧道對(duì)地電壓恢復(fù)的速度，有利于弧道絕緣介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)，使弧道絕緣強(qiáng)度恢復(fù)速度大于對(duì)地電壓的恢復(fù)速度，同時(shí)虛擬接地使故障點(diǎn)對(duì)地電壓接近相電壓(沒(méi)有虛擬接地時(shí)故障點(diǎn)對(duì)地電壓恢復(fù)最大值為2倍相電壓)，因此故障點(diǎn)不會(huì)再次擊穿，從而實(shí)現(xiàn)消弧。
[0017]4、電纜線路弧光接地過(guò)電壓的抑制:
[0018]當(dāng)有虛擬接地裝置時(shí)，由于虛擬接地裝置吸收泄放了故障點(diǎn)擊穿激發(fā)的能量，大幅度降低燃弧期間過(guò)渡過(guò)程，使暫態(tài)過(guò)電壓小于2.5倍；弧光熄滅時(shí)，虛擬接地快速消耗弧光熄滅時(shí)刻對(duì)地電容儲(chǔ)存的電荷，降低對(duì)地電壓的恢復(fù)速度，消除了對(duì)地電容儲(chǔ)存電荷的影響，使燃弧次數(shù)減少一半，對(duì)于故障點(diǎn)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(diǎn)燃弧熄弧激發(fā)的能量，可以抑制過(guò)電壓倍數(shù)在2.5倍以內(nèi)，燃弧次數(shù)減少一半，且大幅度降低燃弧時(shí)的過(guò)渡過(guò)程。
[0019]由于過(guò)電壓倍數(shù)較低，可延時(shí)切除或快速切除故障，滿足各種用戶不同的運(yùn)行要求，具有極大的靈活性。
[0020]5、雷擊過(guò)電壓的抑制:
[0021 ] 大能容過(guò)電壓保護(hù)器限制大氣過(guò)電壓及操作過(guò)電壓
[0022]6、拒絕斷線諧振過(guò)電壓:
[0023]電網(wǎng)中出現(xiàn)斷線諧振過(guò)電壓時(shí)，可發(fā)生系統(tǒng)中性點(diǎn)位移、負(fù)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(dǎo)線發(fā)出電暈聲等現(xiàn)象。在嚴(yán)重情況下，會(huì)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(lì)”能量，使斷線根本無(wú)法引發(fā)斷線諧振。
[0024]7、防止發(fā)電機(jī)投切過(guò)電壓:
[0025]發(fā)電機(jī)并網(wǎng)不可能是完全意義上的“同期”，以及切除發(fā)電機(jī)，必然給系統(tǒng)帶來(lái)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。
[0026]8、抑制不對(duì)稱諧波，降低不對(duì)稱諧波對(duì)變壓器、電機(jī)、電纜、電容器的影響，減小變壓器電機(jī)噪聲、發(fā)熱并有節(jié)能效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明；
[0028]圖1為本發(fā)明的正視圖；
[0029]圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖；
[0030]圖3為本發(fā)明的后視圖；
[0031]圖4為本發(fā)明的電氣原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0033]參照?qǐng)D1-4，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:中性點(diǎn)虛擬接地柜，包括三相電壓表1、裝置控制器2、帶電顯示器3、綜合保護(hù)器4、鉸鏈5、模擬牌6、輔助開關(guān)7、門電磁鎖
8、前門觀察窗9、銘牌10、隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)11、柜內(nèi)照明燈12、高壓傳感器13、高壓隔離開關(guān)14、支撐絕緣子15、電纜固定梁16、接地排17、二次室18、隔離開關(guān)操作室19、瓷瓶20、高壓熔斷器21、電壓互感器22和虛擬接地互感器23，接地柜前側(cè)上部設(shè)置有二次室18，二次室18上設(shè)置有三相電壓表1、裝置控制器2、帶電顯示器3、綜合保護(hù)器4，接地柜上的所有柜門均通過(guò)鉸鏈5與柜體固定；二次室18下方設(shè)置有隔離開關(guān)操作室19，隔離開關(guān)操作室19的柜門上設(shè)置有模擬牌6、門電磁鎖8、前門觀察窗9、銘牌10，隔離開關(guān)操作室19內(nèi)設(shè)置有隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)11，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)11與輔助開關(guān)7連接，隔離開關(guān)操作室19下方設(shè)置有柜內(nèi)照明燈12，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)11還與高壓隔離開關(guān)14相連，與高壓隔離開關(guān)14連接的線路上還設(shè)置有高壓傳感器13、支撐絕緣子15，高壓隔離開關(guān)14還與高壓熔斷器21相連，高壓熔斷器21之間設(shè)置有瓷瓶20，兩個(gè)高壓熔斷器21分別與電壓互感器22、虛擬接地互感器23相連，電纜固定梁16、接地排17設(shè)置在電壓互感器22前側(cè)。
[0034]本【具體實(shí)施方式】裝置的核心部件是仿照發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方法，實(shí)施特制的虛擬接地互感器，二次側(cè)三相繞組串聯(lián)形成開口三角，接入大功率電阻，等效系統(tǒng)中性點(diǎn)接地，對(duì)工頻不接地，對(duì)非工頻接地，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中性點(diǎn)“虛擬”接地。之所以稱為“虛擬”接地是因?yàn)樘摂M接地互感器的容量較發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地互感器的容量小。
[0035]本【具體實(shí)施方式】采用特制的虛擬接地互感器，虛擬互感器的二次側(cè)三相繞組串聯(lián)形成開口三角，其三相繞組的功率是根據(jù)系統(tǒng)對(duì)地電容的大小設(shè)置，開口三角接入電阻，等效系統(tǒng)中性點(diǎn)接地，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中性點(diǎn)虛擬接地。
[0036]可選功能:虛擬接地變一次中性點(diǎn)可按照我公司的過(guò)電壓抑制柜的PT —次接線方式，在一次中性點(diǎn)通過(guò)智能瞬時(shí)開關(guān)與一次消諧器并聯(lián)后接地，智能瞬時(shí)開關(guān)PTK在正常運(yùn)行時(shí)，PTK處于合閘狀態(tài)，PT 一次中性點(diǎn)直接接地，在發(fā)生諧振時(shí)，PTK打開，將與其并聯(lián)的一次消諧器串聯(lián)進(jìn)入PT的一次回路中，使PT —次對(duì)地阻抗加大，PT —次電流減小，達(dá)到消諧的作用；在？!1(打開時(shí)，一次消諧器在電壓互感器發(fā)生諧振的情況下消諧。一次消諧器通過(guò)自身固有的物理特性以及等效中性點(diǎn)接地的特性快速泄放諧振和單相接地的電、磁能量，在發(fā)生單相接地時(shí)仍然可以維持運(yùn)行一段時(shí)間，使過(guò)電壓水平降低，具有很高的供電可靠性和安全性。
[0037]中性點(diǎn)虛擬接地柜集合各種中性點(diǎn)接地方式的優(yōu)點(diǎn)，主動(dòng)吸收泄放產(chǎn)生各種過(guò)電壓的能量，從源頭上消除過(guò)電壓，拒絕過(guò)電壓于萌芽之中，給系統(tǒng)安全運(yùn)行最大的保障。靈活的運(yùn)行方式，單相接地時(shí)可維持運(yùn)行，也可立即切除故障，滿足不同的運(yùn)行要求；很低的過(guò)電壓限制值，給系統(tǒng)絕緣安全極大的保障。
[0038]科學(xué)的原理，新穎的方法，近理想化的效果，獨(dú)創(chuàng)的虛擬接地方式，集合各種中性點(diǎn)接地方式的優(yōu)點(diǎn)，主動(dòng)吸收泄放產(chǎn)生各種過(guò)電壓的能量，從源頭上防止過(guò)電壓，拒絕過(guò)電壓于萌芽之中；泄放諧振和單相接地的電、磁能量，實(shí)現(xiàn)消弧，拒絕系統(tǒng)、PT鐵磁諧振，給系統(tǒng)安全運(yùn)行最大的保障。
[0039]本【具體實(shí)施方式】的裝置可與電壓互感器柜、虛擬接地柜一體化，取代電壓互感器柜。
[0040]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.中性點(diǎn)虛擬接地柜，其特征在于，包括三相電壓表(I)、裝置控制器(2、帶電顯示器(3)、綜合保護(hù)器(4)、鉸鏈(5)、模擬牌(6)、輔助開關(guān)(7)、門電磁鎖(8)、前門觀察窗(9)、銘牌(10)、隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)(11)、柜內(nèi)照明燈(12)、高壓傳感器(13)、高壓隔離開關(guān)(14)、支撐絕緣子(15)、電纜固定梁(16)、接地排(17)、二次室(18)、隔離開關(guān)操作室(19)、瓷瓶(20)、高壓熔斷器(21)、電壓互感器(22)和虛擬接地互感器(23)，接地柜前側(cè)上部設(shè)置有二次室(18)，二次室(18)上設(shè)置有三相電壓表(I)、裝置控制器(2)、帶電顯示器(3)、綜合保護(hù)器(4)，接地柜上的所有柜門均通過(guò)鉸鏈(5)與柜體固定；二次室(18)下方設(shè)置有隔離開關(guān)操作室(19)，隔離開關(guān)操作室19)的柜門上設(shè)置有模擬牌(6)、門電磁鎖(8)、前門觀察窗(9)、銘牌(10)，隔離開關(guān)操作室(19)內(nèi)設(shè)置有隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)(11)，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)(11)與輔助開關(guān)(7)連接，隔離開關(guān)操作室(19)下方設(shè)置有柜內(nèi)照明燈(12)，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)(11)還與高壓隔離開關(guān)(14)相連，與高壓隔離開關(guān)(14)連接的線路上還設(shè)置有高壓傳感器(13)、支撐絕緣子(15)，高壓隔離開關(guān)(14)還與高壓熔斷器(21)相連，高壓熔斷器(21)之間設(shè)置有瓷瓶(20)，兩個(gè)高壓熔斷器(21)分別與電壓互感器(22)、虛擬接地互感器(23)相連，電纜固定梁(16)、接地排(17)設(shè)置在電壓互感器(22)前側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性點(diǎn)虛擬接地柜，其特征在于，所述的虛擬接地互感器，二次側(cè)三相繞組串聯(lián)形成開口三角，接入大功率電阻，等效系統(tǒng)中性點(diǎn)接地，對(duì)工頻不接地，對(duì)非工頻接地，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中性點(diǎn)“虛擬”接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性點(diǎn)虛擬接地柜，其特征在于，所述的虛擬接地互感器的二次側(cè)三相繞組串聯(lián)形成開口三角，其三相繞組的功率是根據(jù)系統(tǒng)對(duì)地電容的大小設(shè)置，開口三角接入電阻，等效系統(tǒng)中性點(diǎn)接地，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中性點(diǎn)虛擬接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性點(diǎn)虛擬接地柜，其特征在于，所述的接地柜后柜門上設(shè)置有后門觀察窗(24)。
【文檔編號(hào)】H02B11/28GK104134984SQ201410367108
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】姜壇, 王善立 申請(qǐng)人:安徽恒凱電力保護(hù)設(shè)備有限公司