中性點(diǎn)虛擬接地裝置工作原理

1、中性點(diǎn)虛擬接地裝置工作原理中性點(diǎn)虛擬接地裝置將不穩(wěn)定電路特性的供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(guó)中壓電力系統(tǒng)中，中性點(diǎn)的接地方式涉及到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等諸多 因素。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, 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)有著自身的缺點(diǎn)， 系統(tǒng)不穩(wěn)定，內(nèi)部過(guò)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(guò)電壓是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行最大殺手，系統(tǒng)故障及事故主要是由過(guò)電壓引 起。過(guò)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(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行造成嚴(yán)重危害。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)過(guò)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(guò) 電壓。電路原理分析中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)過(guò)電壓1 1、供電系統(tǒng)可以等效為一個(gè) RLCRLC 二階電路 如圖 1 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 1 的一段母線上的出線可以等效為一條供電線路，如圖2 2圖 3 一段母線出線等效圖圖 2 2 中，由于負(fù)載為中性點(diǎn)不接地，系統(tǒng)輸電線路對(duì)地，可以等效為一個(gè) RLCRLC 電路，如圖 3.3.TTI?。簣D 3 等效 RLC 二階電路2 2、欠阻尼如圖 3 3,這里不再累述二階電路的推計(jì)算過(guò)程，我們直接引用二階電路的結(jié) 論。tfa=

3、,1固有角頻率，也稱無(wú)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 R 消耗有功功率，因此系統(tǒng)中 R R 越 小越好，故系統(tǒng)中 R R 的阻尼極小，系統(tǒng)處在嚴(yán)重的欠阻尼狀態(tài)，且系統(tǒng) L L、C C 振 蕩衰減很慢，這就帶來(lái)系統(tǒng)的過(guò)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 R 極小是系統(tǒng)各種過(guò)電壓的根源。高電壓技術(shù)指出：系統(tǒng)無(wú)耗自振頻率 30= = 1/1/V LCLC,衰減系數(shù)卩=R/2L=R/2L, 當(dāng)0是電源頻率整倍數(shù)時(shí)，系統(tǒng)如有風(fēng)吹草動(dòng)，就會(huì)發(fā)生事故。有些系統(tǒng)當(dāng)操 作人員拉開(kāi)

4、開(kāi)關(guān)突然進(jìn)線跳閘，就是屬于這類情況。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的卩/ /w0 0.30.3，系統(tǒng)的各種過(guò)電壓水平就會(huì)很低，系 統(tǒng)就會(huì)穩(wěn)定。中性點(diǎn)虛擬接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 R 消耗有功功率，因此系統(tǒng)中 R R 越 小越好，因此系統(tǒng)中 R R 的阻尼極小，系統(tǒng)處在嚴(yán)重的欠阻尼狀態(tài)。這是供電系 統(tǒng)各種過(guò)電壓的根源。如何增大系統(tǒng)中的電阻成分 R R,阻尼系統(tǒng) L L、C C 振蕩，使 L L、C C 振蕩快速衰 減。又如何使這個(gè)增加的電阻成分不消耗有功功率， 這正是中性點(diǎn)虛擬接地裝置 實(shí)現(xiàn)的功能。工作原理：中性點(diǎn)虛擬接地裝置增大系統(tǒng)中的電阻成分 R R，使系統(tǒng)系統(tǒng)的卩 / /0

5、遠(yuǎn)大于 0.30.3，阻尼系統(tǒng) L L、C C 振蕩，降低 L L、C C 振蕩頻率，使 L L、C C 振蕩快速 衰減，或者說(shuō)使系統(tǒng)處于過(guò)阻尼的狀態(tài)， 從而抑制系統(tǒng)各種過(guò)電壓，實(shí)現(xiàn)全面系 統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)，從源頭消除各種過(guò)電壓。從電路圖的角度分析，中性點(diǎn)虛擬接地裝置相當(dāng)于在等效的圖 5 5 電路圖的基 礎(chǔ)上，在線路與地之間并聯(lián)一個(gè)電阻 R Ri，如圖 5 5。R L圖 5 5 虛擬接地注入電阻的等效電路圖把圖 5 5 的電路等效為 RLCRLC 串聯(lián)電路，如圖 6 6,從電路知識(shí)得出結(jié)論：R Ri越 小，等效后的 RR越大，使得系統(tǒng)的卩/300.30.3，對(duì)系統(tǒng)的 LCLC 振蕩有效阻尼。R*

6、E圖 6 6 等效的 RLCRLC 二階電路總之，中性點(diǎn)虛擬接地裝置，正是加大系統(tǒng)的阻尼電阻，阻尼系統(tǒng)LCLC 交換能量，消耗系統(tǒng) LCLC 儲(chǔ)存的能量，從源頭消除系統(tǒng)各種過(guò)電壓，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式過(guò)電 壓保護(hù)，全面治理系統(tǒng)各種過(guò)電壓。預(yù)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(yùn)行安全性、可靠性，延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命。中性點(diǎn)虛擬接地結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理：使用特殊材料的變壓器形成開(kāi)口三角接入大功率電阻，功率幾幾十 kVAkVA，向系統(tǒng)注入一個(gè)電阻，這個(gè)電阻對(duì)工頻不存在，對(duì)非工頻存在，故稱 之“虛擬接地”PTPT 有開(kāi)口三角，三相工頻之和等于 0 0,非工頻之和不等于 0 0,但是開(kāi)口的功 率只有5050100VA100VA，無(wú)法快速消耗“激勵(lì)”中性點(diǎn)虛擬接地裝置的功能中性點(diǎn)虛擬接地已通過(guò)武漢高壓研究所試驗(yàn)驗(yàn)證1 1、杜絕 PTPT 鐵磁諧振；本功能已通過(guò)武漢高壓研究所試驗(yàn)驗(yàn)證詳見(jiàn)附件試驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)2 22 2、實(shí)現(xiàn)弧光接地消?。槐竟δ芤淹ㄟ^(guò)武漢高壓研究所試驗(yàn)驗(yàn)證詳見(jiàn)附件試驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)1 13 3、操作過(guò)電壓小于 1.51.5 倍（相電壓）;本功能已通過(guò)武漢高壓研究