中性点虚拟接地柜的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种中性点虚拟接地柜，它涉及一种接地柜。二次室下方设置有隔离开关操作室，隔离开关操作室的柜门上设置有模拟牌、门电磁锁、前门观察窗、铭牌，隔离开关操作室内设置有隔离开关操作机构，隔离开关操作机构与辅助开关连接，隔离开关操作室下方设置有柜内照明灯，隔离开关操作机构还与高压隔离开关相连，与高压隔离开关连接的线路上还设置有高压传感器、支撑绝缘子，高压隔离开关还与高压熔断器相连，高压熔断器之间设置有瓷瓶，两个高压熔断器分别与电压互感器、虚拟接地互感器相连。本发明可向计量仪表和继电保护装置提供系统电压信号，能够替代常规PT柜，性价比高。
【专利说明】中性点虚拟接地柜
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种接地柜，具体涉及一种中性点虚拟接地柜。
【背景技术】
[0002]在3-35KV中压系统中，目前电力系统中性点有不接地、谐振接地即消弧线圈接地、小电阻接地等接地方式，上述各种接地方式各有优缺点。
[0003]长期以来在我国，3-35KV (含66KV)的电网大多采用中性点不接地的运行方式，中性点不接地系统由于投资、运行经济，供电可靠性高被广泛采用，但是当发生单相弧光接地时，会产生弧光接地过电压，极易引起电气设备内绝缘的损伤或击穿引发事故，造成严重损失。随着电网规模的扩大，电缆的广泛应用，接地电容电流越来越大，其在发生单相接地时，电弧不能自熄，弧光接地过电压问题越来越严重，为了解决上述问题，不少电网采用了谐振接地方式，谐振接地即消弧线圈接地，补偿流经故障点的电容电流使之趋于0，弧光不能维系燃烧而熄灭，故障点周围的绝缘介质“空气”得以补充能够恢复到正常的绝缘强度，故障点的绝缘不再击穿，谐振接地具有很高的供电可靠性和安全性，但其存在着过电压倍数高，精确调谐难度大，选线准确率低，组件多，结构复杂，装置自身故障率高，不利于电网的远景规划等缺点。消弧线圈最大的缺点是在电缆线路中不能发挥消弧作用。
[0004]当电网中性点不接地运行时，即使系统的电容电流不大，也会因为在单相接地时会产生间歇性的弧光过电压，使健全相的电位可能升高到足以破坏其绝缘水平的程度，甚至形成相间短路。如果在变压器的中性点(或借用接地变压器引出中性点)串接一电阻器后泄放间歇性的弧光过电压中电磁能量，则中性点电位降低，故障相恢复电压上升速度也减慢，从而减少电弧重燃的可能性，抑制了电网过电压的幅值，并使有选择性的接地保护得以实现。
【发明内容】
[0005]针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种中性点虚拟接地柜，特别适用于发电机出口，变压器，及电机等自身绝缘较弱设备的各种过电压的吸收和抑制。同时可向计量仪表和继电保护装置提供系统电压信号，能够替代常规PT柜，性价比高。
[0006]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:中性点虚拟接地柜，包括三相电压表、装置控制器、带电显示器、综合保护器、铰链、模拟牌、辅助开关、门电磁锁、前门观察窗、铭牌、隔离开关操作机构、柜内照明灯、高压传感器、高压隔离开关、支撑绝缘子、电缆固定梁、接地排、二次室、隔离开关操作室、瓷瓶、高压熔断器、电压互感器和虚拟接地互感器，接地柜前侧上部设置有二次室，二次室上设置有三相电压表、装置控制器、带电显示器、综合保护器，接地柜上的所有柜门均通过铰链与柜体固定；二次室下方设置有隔离开关操作室，隔离开关操作室的柜门上设置有模拟牌、门电磁锁、前门观察窗、铭牌，隔离开关操作室内设置有隔离开关操作机构，隔离开关操作机构与辅助开关连接，隔离开关操作室下方设置有柜内照明灯，隔离开关操作机构还与高压隔离开关相连，与高压隔离开关连接的线路上还设置有高压传感器、支撑绝缘子，高压隔离开关还与高压熔断器相连，高压熔断器之间设置有瓷瓶，两个高压熔断器分别与电压互感器、虚拟接地互感器相连，电缆固定梁、接地排设置在电压互感器前侧。
[0007]所述的接地柜后柜门上设置有后门观察窗。
[0008]本发明具有以下有益效果:
[0009]1、限制系统谐振及其过电压，系统设计时无需考虑参数匹配:
[0010]在供电系统设计时，系统中感性元件的阻抗容易计算，但系统对地容抗很难计算，这主要是设备安装的位置、线路敷设的路径及高度、海拔高度、气候环境、空气的湿度、环境污染程度等都影响着系统对地的电容值。设计时计算参数匹配合理，而现场实际参数匹配不合理。
[0011]参数匹配不合理的系统，当受到某种“激励”(如操作、故障、雷击等)时，系统往往就会发生谐振，过电压倍数很高造成事故。
[0012]虚拟接地吸收泄放“激励”和谐振的能量，从源头上消除其影响，防止产生过电压，因此设计上无需考虑系统参数匹配问题。
[0013]2、拒绝电压互感器铁磁谐振过电压:
[0014]电压互感器发生谐振时，虚拟接地吸收泄放谐振能量，从源头消除谐振过电压，三相电压很快恢复到正常电压水平，不仅保护了系统的绝缘安全，防止了谐振过电压对系统绝缘的危害，同时保证电压互感器的特性永远处于线性区域，呈高感抗，保障谐振不会发展，具有小电阻、高阻接地的优点。
[0015]3、实现瞬间故障(架空线路、电缆接头)消弧:
[0016]一方面接地燃弧期间，虚拟接地吸收了接地激发的能量，大幅度降低接地振荡过程，降低暂态过程对系统的危害；另一方面虚拟接地快速消耗弧光熄灭时刻对地电容储存的电荷，降低故障点弧道对地电压恢复的速度，有利于弧道绝缘介质绝缘强度的恢复，使弧道绝缘强度恢复速度大于对地电压的恢复速度，同时虚拟接地使故障点对地电压接近相电压(没有虚拟接地时故障点对地电压恢复最大值为2倍相电压)，因此故障点不会再次击穿，从而实现消弧。
[0017]4、电缆线路弧光接地过电压的抑制:
[0018]当有虚拟接地装置时，由于虚拟接地装置吸收泄放了故障点击穿激发的能量，大幅度降低燃弧期间过渡过程，使暂态过电压小于2.5倍；弧光熄灭时，虚拟接地快速消耗弧光熄灭时刻对地电容储存的电荷，降低对地电压的恢复速度，消除了对地电容储存电荷的影响，使燃弧次数减少一半，对于故障点再次击穿电压小于线电压的故障虽然不能消弧，但由于虚拟接地装置吸收泄放了故障点燃弧熄弧激发的能量，可以抑制过电压倍数在2.5倍以内，燃弧次数减少一半，且大幅度降低燃弧时的过渡过程。
[0019]由于过电压倍数较低，可延时切除或快速切除故障，满足各种用户不同的运行要求，具有极大的灵活性。
[0020]5、雷击过电压的抑制:
[0021 ] 大能容过电压保护器限制大气过电压及操作过电压
[0022]6、拒绝断线谐振过电压:
[0023]电网中出现断线谐振过电压时，可发生系统中性点位移、负载变压器相序反转、绕组电流急剧增加、铁芯发出响声、导线发出电晕声等现象。在严重情况下，会使绝缘闪烙，避雷器爆炸，甚至损坏电力设备。虚拟接地吸收泄放因断线产生的“激励”能量，使断线根本无法引发断线谐振。
[0024]7、防止发电机投切过电压:
[0025]发电机并网不可能是完全意义上的“同期”，以及切除发电机，必然给系统带来冲击，尤其是小系统。虚拟接地吸收泄放这种冲击产生的能量，消除其产生的影响。
[0026]8、抑制不对称谐波，降低不对称谐波对变压器、电机、电缆、电容器的影响，减小变压器电机噪声、发热并有节能效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明；
[0028]图1为本发明的正视图；
[0029]图2为本发明的侧视图；
[0030]图3为本发明的后视图；
[0031]图4为本发明的电气原理图。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0033]参照图1-4，本【具体实施方式】采用以下技术方案:中性点虚拟接地柜，包括三相电压表1、装置控制器2、带电显示器3、综合保护器4、铰链5、模拟牌6、辅助开关7、门电磁锁
8、前门观察窗9、铭牌10、隔离开关操作机构11、柜内照明灯12、高压传感器13、高压隔离开关14、支撑绝缘子15、电缆固定梁16、接地排17、二次室18、隔离开关操作室19、瓷瓶20、高压熔断器21、电压互感器22和虚拟接地互感器23，接地柜前侧上部设置有二次室18，二次室18上设置有三相电压表1、装置控制器2、带电显示器3、综合保护器4，接地柜上的所有柜门均通过铰链5与柜体固定；二次室18下方设置有隔离开关操作室19，隔离开关操作室19的柜门上设置有模拟牌6、门电磁锁8、前门观察窗9、铭牌10，隔离开关操作室19内设置有隔离开关操作机构11，隔离开关操作机构11与辅助开关7连接，隔离开关操作室19下方设置有柜内照明灯12，隔离开关操作机构11还与高压隔离开关14相连，与高压隔离开关14连接的线路上还设置有高压传感器13、支撑绝缘子15，高压隔离开关14还与高压熔断器21相连，高压熔断器21之间设置有瓷瓶20，两个高压熔断器21分别与电压互感器22、虚拟接地互感器23相连，电缆固定梁16、接地排17设置在电压互感器22前侧。
[0034]本【具体实施方式】装置的核心部件是仿照发电机中性点接地方法，实施特制的虚拟接地互感器，二次侧三相绕组串联形成开口三角，接入大功率电阻，等效系统中性点接地，对工频不接地，对非工频接地，实现系统中性点“虚拟”接地。之所以称为“虚拟”接地是因为虚拟接地互感器的容量较发电机中性点接地互感器的容量小。
[0035]本【具体实施方式】采用特制的虚拟接地互感器，虚拟互感器的二次侧三相绕组串联形成开口三角，其三相绕组的功率是根据系统对地电容的大小设置，开口三角接入电阻，等效系统中性点接地，实现系统中性点虚拟接地。
[0036]可选功能:虚拟接地变一次中性点可按照我公司的过电压抑制柜的PT —次接线方式，在一次中性点通过智能瞬时开关与一次消谐器并联后接地，智能瞬时开关PTK在正常运行时，PTK处于合闸状态，PT 一次中性点直接接地，在发生谐振时，PTK打开，将与其并联的一次消谐器串联进入PT的一次回路中，使PT —次对地阻抗加大，PT —次电流减小，达到消谐的作用；在？!1(打开时，一次消谐器在电压互感器发生谐振的情况下消谐。一次消谐器通过自身固有的物理特性以及等效中性点接地的特性快速泄放谐振和单相接地的电、磁能量，在发生单相接地时仍然可以维持运行一段时间，使过电压水平降低，具有很高的供电可靠性和安全性。
[0037]中性点虚拟接地柜集合各种中性点接地方式的优点，主动吸收泄放产生各种过电压的能量，从源头上消除过电压，拒绝过电压于萌芽之中，给系统安全运行最大的保障。灵活的运行方式，单相接地时可维持运行，也可立即切除故障，满足不同的运行要求；很低的过电压限制值，给系统绝缘安全极大的保障。
[0038]科学的原理，新颖的方法，近理想化的效果，独创的虚拟接地方式，集合各种中性点接地方式的优点，主动吸收泄放产生各种过电压的能量，从源头上防止过电压，拒绝过电压于萌芽之中；泄放谐振和单相接地的电、磁能量，实现消弧，拒绝系统、PT铁磁谐振，给系统安全运行最大的保障。
[0039]本【具体实施方式】的装置可与电压互感器柜、虚拟接地柜一体化，取代电压互感器柜。
[0040]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.中性点虚拟接地柜，其特征在于，包括三相电压表(I)、装置控制器(2、带电显示器(3)、综合保护器(4)、铰链(5)、模拟牌(6)、辅助开关(7)、门电磁锁(8)、前门观察窗(9)、铭牌(10)、隔离开关操作机构(11)、柜内照明灯(12)、高压传感器(13)、高压隔离开关(14)、支撑绝缘子(15)、电缆固定梁(16)、接地排(17)、二次室(18)、隔离开关操作室(19)、瓷瓶(20)、高压熔断器(21)、电压互感器(22)和虚拟接地互感器(23)，接地柜前侧上部设置有二次室(18)，二次室(18)上设置有三相电压表(I)、装置控制器(2)、带电显示器(3)、综合保护器(4)，接地柜上的所有柜门均通过铰链(5)与柜体固定；二次室(18)下方设置有隔离开关操作室(19)，隔离开关操作室19)的柜门上设置有模拟牌(6)、门电磁锁(8)、前门观察窗(9)、铭牌(10)，隔离开关操作室(19)内设置有隔离开关操作机构(11)，隔离开关操作机构(11)与辅助开关(7)连接，隔离开关操作室(19)下方设置有柜内照明灯(12)，隔离开关操作机构(11)还与高压隔离开关(14)相连，与高压隔离开关(14)连接的线路上还设置有高压传感器(13)、支撑绝缘子(15)，高压隔离开关(14)还与高压熔断器(21)相连，高压熔断器(21)之间设置有瓷瓶(20)，两个高压熔断器(21)分别与电压互感器(22)、虚拟接地互感器(23)相连，电缆固定梁(16)、接地排(17)设置在电压互感器(22)前侧。
2.根据权利要求1所述的中性点虚拟接地柜，其特征在于，所述的虚拟接地互感器，二次侧三相绕组串联形成开口三角，接入大功率电阻，等效系统中性点接地，对工频不接地，对非工频接地，实现系统中性点“虚拟”接地。
3.根据权利要求1所述的中性点虚拟接地柜，其特征在于，所述的虚拟接地互感器的二次侧三相绕组串联形成开口三角，其三相绕组的功率是根据系统对地电容的大小设置，开口三角接入电阻，等效系统中性点接地，实现系统中性点虚拟接地。
4.根据权利要求1所述的中性点虚拟接地柜，其特征在于，所述的接地柜后柜门上设置有后门观察窗(24)。
【文档编号】H02B11/28GK104134984SQ201410367108
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】姜坛, 王善立 申请人:安徽恒凯电力保护设备有限公司