接地变压器简称接地变

接地变压器简称接地变，根据填充介质，接地变可分为油式和干式；根据相数，接地变可分为三相接地变和单相接地变。三相接地变：接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y型接线中性点无法引出时，引出中性点用于加接消弧线圈或电阻，此类变压器采用Z型接线（或称曲折型接线），与普通变压器的区别是，每相线圈分成两组分别反向绕在该相磁柱上，这样连接的好处是零序磁通可沿磁柱流通，而普通变压器的零序磁通是沿着漏磁磁路流通，所以Z型接地变压器的零序阻抗很小（10Ω左右），而普通变压器要大得多。按规程规定，用普通变压器带消弧线圈时，其容量不得超过变压器容量的20%。Z型变压器则可带90%～100%容量的消弧线圈，接地变除可带消弧圈外，也可带二次负载，可代替所用变，从而节省投资费用。单相接地变：单相接地变主要用于有中性点的发电机、变压器的中性点接地电阻柜，以降低电阻柜的造价和体积。扩展阅读：我国电力系统中，的6kV、10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法，没有可供接地电阻的中性点。当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形仍然保持对称，对用户继续工作影响不大，并且电容电流比较小（小于10A）时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的。但是随着电力事业日益的壮大和发展，这中简单的方式已不在满足现在的需求，现在城市电网中电缆电路的增多，电容电流越来越大（超过10A），此时接地电弧不能可靠熄灭，就会产生以下后果。1）单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4U（U为正常相电压峰值）或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在绝缘薄弱处形成击穿；造成重大损失。2）由于持续电弧造成空气的离解，破坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路。3）产生铁磁谐振过电压，容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸。这些后果将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。为了防止上述事故的发生，为系统提供足够的零序电流和零序电压，使接地保护可靠动作，需人为建立一个中性点，以便在中性点接入接地电阻。接地变压器（简称接地变）就在这样的情况下产生了。接地变就是人为制造了一个中性点接地电阻，它的接地电阻一般很小（一般要求小于5欧）。另外接地变有电磁特性，对正序负序电流呈高阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流。由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反，同心柱上两绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗，零序电流在绕组上的压降很小。即当系统发生接地故障时，在绕组中将流过正序、负序和零序电流，该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗，而对零序电流来说，由于在同一相的两绕组反极性串联，其感应电动势大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。由于很多接地变只提供中性点接地小电阻，而不需带负载，所以很多接地变就是属于无二次的。接地变在电网正常运行时，接地变相当于空载状态。但是，当电网发生故障时，只在短时间内通过故障电流。中性点经小电阻接地电网发生单相接地故障时，高灵敏度的零序保护判断并短时切除故障线路，接地变只在接地故障至故障线路零序保护动作切除故障线路这段时间内起作用，中性点接地电阻和接地变才会通过零序电流。根据上述分析，接地变的运行特点是；长时空载，短时过载。接地变是人为的制造一个中性点，用来连接接地电阻。当系统发生接地故障时，对正序负序电流呈高阻抗，对零序电流呈低阻抗性使接地保护可靠动作。摘要：分析了接地变压器的基本原理，介绍了一种比较合理的接地变压器容量计算方法，并给出了计算实例。关键词：接地变压器；容量；计算方法中图分类号：TM406文献标识码：B文章编号：1001-8425(2000)04-0017-031前言我国电力系统中的35kV、10kV电网一般都采用中性点不接地的运行方式。改革开放以来，城市建设迅速发展，相应的城市电网改造任务也随之加大，其变化的最大特点是城网电缆线路剧增，电网的对地电容电流也迅速上升。当系统发生单相接地时，接地相的接地电流是非故障相对地电容电流之和。当接地电流超过10A时，每次电流过零点都会产生的一个暂时性熄弧过程和伴随其后的再度击穿绝缘都会引起电网中的电磁能量的剧烈震荡，使非故障相，系统中性点乃至故障相产生电弧接地过电压，这种过电压可高达4倍或更高。它将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。2接线方式、分析与比较为了抑制弧光接地过电压，就必须改电网中性点不接地系统为中性点经电阻接地或经消弧线圈接地。由于一般电网变电所的主变压器都使用Yd的接法或YNynd的联结法，特别是10kV配网系统都无中性点引出。接地变压器的功能是为中性点不接地系统，引出一个中性点。接地变压器的特性是在电网正常运行时有很高的励磁阻抗，绕组中只流过较小的励磁电流或因中性点电压偏移引起的持续电流(此值一般较小)。当系统发生单相接地故障时，接地变压器绕组对正序、负序都呈现高阻抗，而对零序电流则呈低阻抗，这一零序电流经过接地变压器中性点电阻或消弧线圈起到减小电网的接地电流和抑制过电压的发生。为此，该接地变压器的结构就必须采用曲折形的绕组联结法，并在中性线处引出中性点套管，以加装消弧线圈或接地电阻。其联结图如图1所示。图2各绕组间的相量关系从图2的相量关系可见，如果绕组A、B、C间的电压为10500V，则其相电压符合星形绕组联结法应为=6070V。每一绕组的电压就不应为6070/2，因为每相绕组中的两个绕组的夹角是120°，故每个绕组的电压应是3505V。如果图1所示的曲折形联结的变压器通过三相平衡负荷，它流通的电流仅是励磁电流，因而它显示出高阻抗作用。而当出现相对中性点的电流时，该绕组会出现极小的阻抗，因为每一铁心柱上的两个绕组反极性串联，它们在每一铁心柱上产生的磁通相互抵消，所以系统发生单相接地故障时，变压器对地能产生故障电流。图3是曲折形联结的变压器接到系统中的接线图。假设系统A相对地发生故障，其接地电流Ijd通过曲折变的接地阻抗Z，进入曲折变的中性点O。由于该变三绕组通过的电流是流过相等的低阻抗通路，故三相绕组流过的I0都相等，也即Ijd=3I0。由于电源为不接地系统，B相和C相的电流I0流进三相D联结的电源侧，再由A相电源侧2I0流出，经过系统的X点，与A相的I0汇合到X点，X点流出的3I0与故障接地成一闭合回路。。接地变压器的中性点与大地相连的阻抗(电阻线电抗)会产生一接地电流Ijd=U0/Z。(3)系统发生单相接地故障电流流过接地变压器后，在中性点以相同电流流过变压器各相绕组，亦即Ijd=3I0。(4)由于接地变压器的介入，系统成为一个有效的接地系统，发生单相接地后，非故障相保持相对相的水平，非故障相不会产生危及设备的过电压。对于用于消弧线圈的接地变压器和用于电阻接地变压器，前者应根据电网发生单相接地运行2h这一要求来确定，即允许连续工作2h，后者的工作时间仅以10s来考虑，因而在接地变压器设计上应区别对待，以使接地变压器的设计在安全的基础上，尽量做到用料合理和经济，降低造价。3应用实例内容来自:365zhanlan.com今介绍一种较为合理的接地变压器容量计算方法。根据IEEE—C62.92.3标准做出的过载系数的规定，换算变压器的短时容量为持续额定容量，其换算列入表1。表1换算表过载时间在小电阻接地系统里，接地电阻和接地变压器允许短时运行时间一般以10s来计算，查表可知，10s的变压器过载倍数为10.5。所以换算到持续运行(即长时间运行)的变压器的额定容量为：一般系统不平衡电压较大时，Z型变压器的三相绕组做成平衡式，就可以满足测量需要。当系统不平衡电压较小时，Z型变压器的中性点要做出30V～70V的不平衡电压以满足测量需要。接地变压器除可带消弧线圈外，也可带二次负载，代替站用变。在带二次负载时，接地变压器的一次容量应为消弧线圈容量与二次负载容量之和。接地变的最大功能就是传递接地补偿电流。Z型接地变压器的接线有ZNyn11和ZNyn1有两种接线方式（图1为ZNyn111Z型接地变压器接线图及向量图）。其降低零序阻抗的原理是：在接地变压器三相铁芯的每一相都有两个匝数相同的绕组，分别接不同的相电压。当接地变压器线端加入三相正、负序电压时，接地变压器每一铁芯柱上产生的磁势是两相绕组磁势的向量和。三个铁芯柱上的合成磁势相差120°，是一组三相平衡量。三相磁通可在三个铁芯柱上互相形成磁通路，磁阻小、磁通量大、感应电势大，呈现很大的励磁阻抗。当接地变压器三相线端加入零序电压时，在每个铁芯柱上的两个绕组产生的磁势大小相等，方向相反，合成的磁势为零，三相铁芯柱上没有零序磁通。零序磁通只能通过外壳和周围介质形成闭合回路，磁阻很大，零序磁通很小，所以零序阻抗也很小。接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y型接线中性点无法引出时，引出中性点用于加接消弧线圈，该变压器采用Z型接线（或称曲折型接线），与普通变压器的区别是每相线圈分别绕在两个磁柱上，这样连接的好处是零序磁通可沿磁柱流通，而普通变压器的零序磁通是沿着漏磁磁路流通，所以Z型接地变压器的零序阻抗很小（10Ω左右），而普通变压器要大得多。图1Z型接地变压器接线图及向量图(ZNyn11)图2曲折形联结的中性点接地变压器a)限流电阻器接在中性点b)限流电阻器接在线端这种辅助装置通常是曲折形联结的变压器或星形/三角形联结的变压器。这二种形式的中性点接地的变压器示于图2中。曲折形联结的中性点接地变压器在结构上与三相心式变压器相似，但是在每个心拄上仅有一个绕组，它包括二个相同的部分，其联结方式示于图2中。这种接地装置乃是一种1：1的自耦变压器，它的线圈排列应该是这样的，在正常运行条件下，每个绕组承受每相对地的电压，而在中性点接地线路中有一相线路发生接地故障时，接地变压器绕组对所流过的单相故障电流的阻抗最小。在正常运行条件下，流过绕组的电流仅是接地变压器的励磁电流，但是其绕组必须按最大可能的故障电流持续3秒钟来设计。