隨著工業(yè)化規(guī)模進程的發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的日益擴增大，為確保供電的可靠性、經(jīng)濟性，在中壓系統(tǒng)中大量采用中性點非直接接地運行方式，然而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相弧光接地時，會產(chǎn)生弧光接地過電壓，極易引起電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的損傷或擊穿引發(fā)事故，造成嚴重損失。一直以來，我國對城市及農(nóng)村電網(wǎng)的大規(guī)模技術(shù)改造，原有的架空線路逐漸被電纜線路取代，中等電壓等級的電網(wǎng)中固體絕緣的設(shè)備逐年增多，以及現(xiàn)有電纜線路隨著運行時間的加長絕緣逐年老化。弧光接地過電壓的問題越來越突出。
國內(nèi)傳統(tǒng)的方法大多采用消弧線圈補償或自動跟蹤補償式消弧線圈接地式。
其優(yōu)點是：
降低故障點的殘流，有利于接地電弧的熄滅；避免了長時間燃弧而導(dǎo)致相間弧光短路。
其缺點是：
固體絕緣電纜發(fā)生單相對地絕緣擊穿，將是不可恢復(fù)的非瞬時性故障，而任何種類用消弧線圈的消弧裝置，對非瞬時性故障無法消除；用電感電流補償電容電流時，對于弧光接地時故障電流中的高頻電流和阻性電流無法補償，嚴重時僅高頻電流和阻性電流就可維持電弧的持續(xù)燃燒，導(dǎo)致消弧失��；容易產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓和虛幻接地現(xiàn)象；放大了變壓器高壓側(cè)到低壓側(cè)的傳遞過電壓；使小電流選線裝置靈敏度降低甚至無法選線；由于電網(wǎng)運行方式的多樣性及弧光接地的隨機性，消弧線圈要對電容電流進行有效補償難度很大；企業(yè)電網(wǎng)的不斷擴容，消弧線圈的補償容量無法滿足用戶系統(tǒng)要求，必須進行改造或更換，增加了投資。
國外對7.2~40.5KV中等電壓的電網(wǎng)采取中性點直接接地的方式，國內(nèi)也有少數(shù)地區(qū)采取了經(jīng)小電阻接地的方式。雖然抑制了弧光接地過電壓，克服了消弧線圈存在的問題，但犧牲了對用戶供電的可靠性。這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，人為增加短路電流使斷路器速斷動作，不論負荷性質(zhì)及重要性，一律切除故障線路而且也不能分辨出金屬性接地或弧光接地。使并不存在弧光接地過電壓危害的金屬性接地故障線路也被切除，擴大了停電范圍和時間。由于加大了故障電流，對干弧光接地則加劇了故障點的燒損。
中性點虛擬接地電壓互感器柜，雖然能消除各種過電壓對系統(tǒng)的危害，但對于電纜線路的永久性故障卻不能消弧，消除故障點的電容電流。一些有易燃易爆環(huán)境的企業(yè)，如煤炭、化工等企業(yè)，行業(yè)規(guī)程規(guī)定故障點的電容電流必須小于20A；另外，對于電纜線路，電容電流大于40A時，一旦單相接地燃弧，燃弧的能量非常大很快就熔化電纜絕緣造成相間短路。鑒于以上原因，我公司開發(fā)出的第三代“CYJD-Ⅲ型等效接地同步電源裝置”，當(dāng)發(fā)生單相弧光接地時，將故障相金屬性接地，故障點對地電壓為0，弧光不再重燃，電容電流從故障點轉(zhuǎn)移到裝置內(nèi)流回系統(tǒng)，實施消弧，同時，電壓互感器虛擬接地一體化，取代電壓互感器柜，可提供AC220V操作電源。
本裝置目的在于提供一種系統(tǒng)虛擬接地和消弧技術(shù)的結(jié)合，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定等特點，既降低了電力系統(tǒng)的過電壓水平，又保證了系統(tǒng)的供電可靠性，同時可提高單相接地故障選線的準確率，本裝置兼有了各種接地的優(yōu)點。
裝置功能
本裝置是根據(jù)系統(tǒng)中性點虛擬接地，泄放產(chǎn)生各種過電壓的能量，如諧振和單相接地的電、磁能量；在發(fā)生單相接地時將故障相直接接地實施消弧，仍然可以維持運行一段時間，過電壓水平較低，具有很高的供電可靠性和安全性。
科學(xué)的原理，新穎的方法，近理想化的效果，的虛擬接地方式，集合各種中性點接地方式的優(yōu)點，主動吸收泄放產(chǎn)生各種過電壓的能量，從源頭上消除過電壓，拒絕過電壓于萌芽之中，給系統(tǒng)安全運行最大的保障。靈活的運行方式，單相接地時可維持運行，也可立即切除故障，滿足不同的運行要求；很低的過電壓限制值，給系統(tǒng)絕緣安全極大的保障。
1、拒絕系統(tǒng)諧振及其過電壓，系統(tǒng)設(shè)計時無需考慮參數(shù)匹配。
在供電系統(tǒng)設(shè)計時，系統(tǒng)中感性元件的阻抗容易計算，但系統(tǒng)對地容抗很難計算，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)對地的電容值。設(shè)計時計算參數(shù)匹配合理，而現(xiàn)場實際參數(shù)匹配不合理。
系統(tǒng)參數(shù)匹配不合理的情況如：零序阻抗與正序阻抗的比值在（-1）～（-20）之間；系統(tǒng)固有頻率接近基頻或某次諧波頻率；系統(tǒng)對地電容容抗與電壓互感器勵磁電抗之比大于0.01；負載變壓器繞組感抗與線路對地等效容抗?jié)M足一定關(guān)系等。
參數(shù)匹配不合理的系統(tǒng)，當(dāng)受到某種“激勵”（如操作、故障、雷擊等）時，系統(tǒng)往往就會發(fā)生諧振，過電壓倍數(shù)很高造成事故。
虛擬接地吸收泄放“激勵”和諧振的能量，從源頭上消除其影響，防止產(chǎn)生過電壓，因此設(shè)計上可以不考慮系統(tǒng)參數(shù)匹配問題。
2、拒絕電壓互感器鐵磁諧振過電壓
電壓互感器發(fā)生諧振時，虛擬接地吸收泄放諧振能量，從源頭消除諧振過電壓，三相電壓很快恢復(fù)到正常電壓水平，不僅保護了系統(tǒng)的絕緣安全，防止了諧振過電壓對系統(tǒng)絕緣的危害，同時保證電壓互感器的特性永遠處于線性區(qū)域，呈高感抗，保障諧振不會發(fā)展，具有小電阻、高阻接地的優(yōu)點。
3、實現(xiàn)瞬間故障（架空線路、電纜接頭）消弧
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程，降低暫態(tài)過程對系統(tǒng)的危害；另一方面虛擬接地快速消耗弧光熄滅時刻對地電容儲存的電荷，降低故障點弧道對地電壓恢復(fù)的速度，有利于弧道絕緣介質(zhì)絕緣強度的恢復(fù)，使弧道絕緣強度恢復(fù)速度大于對地電壓的恢復(fù)速度，同時虛擬接地使故障點對地電壓接近相電壓（沒有虛擬接地時故障點對地電壓恢復(fù)最大值為2倍相電壓），因此故障點不會再次擊穿，從而實現(xiàn)消弧。
電纜線路很多單相弧光接地發(fā)生在電纜接頭部位，也是瞬間故障。
4、電纜線路弧光接地過電壓的抑制及消弧
當(dāng)有虛擬接地裝置時，由于虛擬接地裝置吸收泄放了故障點擊穿激發(fā)的能量，大幅度降低燃弧期間過渡過程，使暫態(tài)過電壓小于2.5倍；弧光熄滅時，虛擬接地快速消耗弧光熄滅時刻對地電容儲存的電荷，降低對地電壓的恢復(fù)速度，消除了對地電容儲存電荷的影響，使燃弧次數(shù)減少一半，對于故障點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燃弧熄弧激發(fā)的能量，可以抑制過電壓倍數(shù)在2.5以內(nèi)，燃弧次數(shù)減少一半，且大幅度降低燃弧時的過渡過程。
單相弧光接地時，當(dāng)2個周波內(nèi)弧光不能熄滅時屬永久性接地故障，將故障相直接接地實施消弧; 也可以在發(fā)生單相接地時直接投入消弧開關(guān)實施消弧。
5、雷擊過電壓的抑制
氧化鋅避雷器限制雷擊過電壓4.0倍以下。
雷擊發(fā)生后氧化鋅過電壓保護器的1mA參考電壓在2.3倍左右，其對應(yīng)的電荷儲存在系統(tǒng)對地電容上，其能量被虛擬接地吸收泄放，防止了其與相電壓疊加產(chǎn)生的工頻過電壓危害系統(tǒng)絕緣。
6、拒絕斷線諧振過電壓
電網(wǎng)中出現(xiàn)斷線諧振過電壓時，可發(fā)生系統(tǒng)中性點位移、負載變壓器相序反轉(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。在嚴重情況下，會使絕緣閃烙，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”能量，使斷線根本無法引發(fā)斷線諧振。
7、防止發(fā)電機投切過電壓
發(fā)電機并網(wǎng)不可能是完全意義上的“同期”，以及切除發(fā)電機，必然給系統(tǒng)帶來沖擊，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。
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