[发明专利]电网元件操作过电压虚拟接地保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及应用在电网中的过电压保护装置，更具体地说是针对电网中包括变压器、电机、电抗器、线路、电容器等在内的各种电网元件的操作过电压实施保护的装置。

背景技术

在输配电系统中，包括变压器、电机、电抗器、线路、电容器等在内的电网内元件的拉闸或合闸操作是系统中最为常见的操作，这种操作激发能量转化，引起暂态电压的升高产生过电压，因而危害设备绝缘，特别是对电缆线路的过电压冲击伤害，造成运行安全隐患。

目前对于这些电网内元件操作的过电压保护，有氧化锌过电压保护器、电容器放电线圈，但都不能从根本上解决操作过电压存在的问题，是治标而不治本的方法。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种电网元件操作过电压虚拟接地保护装置，以期从根本上消除电网内元件的操作过电压的形成，从而保护系统绝缘。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

本发明的结构特点是在电网元件端设置虚拟接地变压器，虚拟接地变压器的一次侧三相绕组分别接入元件对应的各相线，其二次侧三相绕组首尾相连形成串联，其中任一相邻两相绕组之间设置为开口，虚拟接地的形成是在所述开口两端跨接阻抗，或直接将开口短接形成虚拟接地变压器二次侧的三角形连接，形成电网元件操作时激发能量的泄放渠道。

本发明结构特点也在于所述阻抗为纯电阻或是由阻基波滤波电路与电阻串联构成。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

电网元件是指变压器、电机、电抗器、线路、电容器等设备，电网元件端是指位于电网元件控制开关之后的电网元件侧。  电网内元件操作过电压产生的原因是由于拉闸或合闸操作激发能量转化，引起暂态电压的升高产生过电压，本发明将操作元件激发的能量或元件储存的能量进行吸收泄放，从根本上消除了操作过电压的形成，从而不再对系统绝缘造成危害，作用机理分析如下。

关于开断空载变压器等感性元件过电压产生机理及本发明消除过电压的分析

电网中用断路器开断空载变压器(以下简称切空变，开断空载电机、电抗器等和开断空载变压器一样，它们都是感性元件，开断特性一样，这里以开断空载变压器为例)是一种常规操作方式。在这种操作过程中，有可能产生很高的过电压。运行经验证明，所用断路器的灭孤能力越强，则切空变的过电压事故就越多。可见，这种过电压和断路顺在切断变压器的励磁电流时灭孤能力太强有关。

众所周知，断路器应当能切断变压器短路电流，虽然励磁电流不过为短路电流的几百分之一到几万分之一，但若在切断励磁电流i_L时，并非在电流过零时熄弧，而是因断路器灭弧能力太强(如真空断路器)被迫很快下降到零，则将造成

di L dt → ( - ∞ ) ]]>

于是在变压器励磁电感L上将感应出过电压

u = L di L dt → ( - ∞ ) ]]>

即过电压有可能达到很高的数值。