接地變壓器的原理及作用

2020-12-06 電子發燒友

接地變壓器的原理及作用

發表於 2019-07-26 11:00:36

　　接地變壓器的原理

　　接地變壓器簡稱接地變，根據填充介質，接地變可分為油式和乾式；根據相數，接地變可分為三相接地變和單相接地變。

　　以常用的ZNyn接線說明，接地變壓器在運行過程中，當通過一定大小的零序電流時，流過同一鐵心柱上的2個單相繞組的電流方向相反且大小相等，使得零序電流產生的磁勢正好相反抵消，從而使零序阻抗也很小。使得接地變壓器在發生故障時，中性點可以流過補償電流。由於有很小的零序阻抗，當零序電流通過時，產生的阻抗壓降要儘可能的小，以保證系統的安全。由於接地變壓器具有零序阻抗低的特點，所以當 C 相發生單相接地故障時，C 相的對地電流 I 經大地流入中性點，並且被等分為三份流入接地變壓器，由於流入接地變壓器的三相電流相等，所以中性點 N 的位移不變，三相線電壓仍然保持對稱。

　　但在製造過程中高壓繞組的上下包的匝數和幾何尺寸不可能完全相等，使得零序電流產生的磁勢不可能正好相反抵消，還是產生了一定的零序阻抗，通常在 6-10Ω左右，相對於星形接線的變壓器的零序阻抗 600Ω而言，其優勢不言而喻。此外，曲折接地變壓器還可以使空載電流和空載損耗儘可能小。同普通星形接線變壓器比較，由於曲折接線變壓器的每相鐵芯是由2個鐵心柱的繞組組成，結合其向量圖可知，與普通星形接線變壓器比較，當電壓相同時要多繞 1.16 倍。中性點電阻接地方式下城市配電網在單相接地時，零序阻抗和正序阻抗的幅值相差很大。

　　三相正、負序電流流過時，接地變壓器的每一鐵芯柱上的磁勢是該鐵芯柱上分屬不同相的兩繞組磁勢的相量和。三個鐵芯柱上的磁勢是一組三相平衡量，相位差 120°，產生的磁通可在三個鐵芯柱上互相形成迴路，磁路磁阻小，磁通量大，感應電勢大，呈現很大的正序、負序阻抗；因此，接地變壓器具有正、負序阻抗大而零序阻抗小的特點。

　　接地變壓器工作特點

　　（1）零序阻抗低， 以保證零序電流的輸出；

　　（2）勵磁阻抗高，以降低空載電流；

　　（3）空載損耗低，以節省日常運行的能耗。

　　接地變壓器的作用

　　接地變壓器的作用是為中性點不接地的系統提供一個人為的中性點，便於採用消弧線圈或小電阻的接地方式，以減小配電網發生接地短路故障時的對地電容電流大小，提高配電系統的供電可靠性。

　　接地變壓器主要用於對無中性點的一側系統提供一個人工接地的中性點。它可以經電阻器或消弧線圈接地，滿足系統該側接地的需求，當有附加YN接線繞組時可兼做站用變壓器使用。

　　接地變壓器接於系統母線三相，額定一次電壓應與系統額定電壓一致，並應考慮與一次系統額定電壓的匹配以及負載容量的匹配問題。其額定容量應與消弧線圈或接地電阻容量相匹配，若帶有二次繞組還應考慮二次負荷容量。

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