接地變壓器的接線方法_接地變壓器參數

2020-12-13 電子發燒友

接地變壓器的接線方法_接地變壓器參數

發表於 2019-07-26 11:05:56

　　接地變壓器接線方式

　　接地變壓器按接線方式分為ZNyn接線（Z型）或YNd接線兩種，其中性點可接人消弧線圈或接地電阻接地。現在多採用Z型（曲折型）接地變壓器經消弧線圈或小電阻接地。

　　1．Z型接地變壓器

　　Z型接地變壓器有油浸式和乾式絕緣兩種，其中樹脂澆注式是乾式絕緣的一種，其在結構上與普通三相芯式電力變壓器相同，只是每相鐵芯上的繞組分為上、下相等匝數的兩部分，然後把每一相繞組的末端與另一相繞組的末端反接串聯。兩段繞組極性相反，組成新的一相，接成曲折形連接，將每相上半部繞組首端U1、V1、W1引出來分別接A、B、C三相交流電，將下半部首端U2、V2、W2連在一起作為中性點接相應的接地電阻或消弧線圈，如圖所示。Z型接地變壓器按接線方式不同，又分為ZNvn1和ZNyn11兩種形式。

　　Z型接地變壓器還可裝有低壓繞組，接成星形中性點接地（yn）等方式，作為站用變壓器使用。

　　圖 Z型接地變壓器與小電阻或消弧線圈接線方式

　　2．Z型接地變壓器

　　Z型變壓器曲折接法的優點：①在單相短路時，接地電流在三相繞組中大致均勻分配，每個柱上的兩個繞組的磁勢相反，所以不存在阻尼作用，電流可以暢通地從中性點流向線路；②繞組相電壓中無三次諧波分量，因為曲折聯結的三單相變壓器組，因三次諧波特點是向量同方向同大小，因繞制方法，則每相中三次諧波電動勢互相抵消，相電動勢接近正弦波。

　　Z型接地變壓器同一鐵芯柱上兩半部分繞組中的零序電流方向是相反的，因此零序電抗很小，對零序電流不產生扼流效應。其降低零序阻抗的原理是：在接地變壓器三相鐵芯的每一相都有兩個匝數相等的繞組，分別接不同的相電壓。當接地變壓器線端加入三相正、負序電壓時，接地變壓器每一鐵芯柱上產生的磁通勢是兩相繞組磁通勢的相量和。單個鐵芯柱上的合成磁通勢相差120°，是一組三相平衡量。單相磁通勢可在三個鐵芯柱上互相形成磁通路，磁阻小，磁通量大，感應電動勢大，呈現很大的勵磁阻抗。當接地變壓器三相線端加零序電壓時，在每個鐵芯柱上的兩個繞組中產生的磁通勢大小相等，方向相反，合成的磁通勢為零，三相鐵芯柱上沒有零序磁通勢。零序磁通勢只能通過外殼和周圍介質形成閉合迴路，磁阻很大，零序磁通勢很小，所以零序阻抗也很小。

　　接地變壓器參數

　　為適應配電網採用消弧線圈接地補償的需要，同時也能滿足變電站站用動力與照明負載的需要，選用Z型接線連接的變壓器，需要合理設置接地變壓器的主要參數。

　　（1）額定容量

　　接地變壓器一次側容量與需要與消弧線圈容量相配套。依據現有消弧線圈的容量規格，建議把接地變壓器容量設為消弧線圈容量的1.05-1.15倍。如1臺200kVA消弧線圈所配用的接地變壓器容量為215kVA。

　　（2）中性點補償電流

　　單相故障時流過變壓器中性點的總電流：

　　上式中：U為配電網線電壓（V）；Zx為消弧線圈的阻抗（Ω）；Zd為接地變壓器一次零序阻抗（Ω/相）；Zs為系統阻抗（Ω）；中性點補償電流的持續時間應與消弧線圈的持續工作時間相同，按規定為2小時。

　　（3）零序阻抗

　　零序阻抗是接地變壓器的重要參數，對於繼電保護限制單相接地短路電流及抑制過電壓等都有重要影響。對於無二級線圈的曲折形（Z型）以及星性/開口三角形聯結的接地變壓器只有1個阻抗，即零序阻抗，這樣製造部門能滿足電力部門的要求。

　　（4）損耗

　　損耗是接地變壓器的1個重要性能參數，對於帶有二次線圈的接地變壓器，其空載損耗可以做到與同容量的雙繞組變壓器相同。對於負載損耗，二次側滿載運行時，由於一次側負荷較輕，其負載損耗小於與二次側同容量雙繞組變壓器的負載損耗。

　　（5）溫升

　　按國標對接地變壓器的溫升有如下規定：

　　1）額定持續電流下的溫升應符合一般電力變壓器乾式變壓器國標中的規定，但主要適用於二次側經常帶負荷的接地變壓器；

　　2）對短時負載電流的持續時間在10s以內時（這種情況主要發生在中性點與電阻聯結時），其溫升應符合國標電力變壓器中對短路條件下的溫升限值的規定；

　　3）接地變壓器與消弧線圈一起運行時其溫升應符合對消弧線圈溫升的規定：

　　對於持續流過額定電流的繞組溫度為80K，主要適用於星性/開口三角形聯結的接地變壓器；

　　對於額定電流的最大流通時間規定為2h的繞組，規定溫度為100K。這種情況符合多數接地變壓器的工作條件；

　　對於最大流通時間規定為30min的繞組，規定溫度為120K。

　　上述規定的出發點，是根據在最嚴重的條件下繞組熱點的最高溫度不超過140℃～160℃，以保證絕緣的安全運行和不至於嚴重危及絕緣壽命而規定

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