接地变原理及作用.docx

接地变原理及作用
随着城市建设进展的需要和供电负荷的加添，很多地方正在城区建设110/10kV终端变电所，一次侧采纳电压110kV进线，随着城网改造中杆线下地，城区10kV出线绝大多数为架空电缆出线，10kV配电网络中单相接地电容电流将急剧加添。
依据国家原电力工业部《交流电气装置的过电压保护和绝缘搭配》规定，3—66KV系统的单相接地故障电容电流超过10A时，应采纳消弧线圈接地方式。一般的110/10kV变电所，其变压器低压侧为△接线，系统低压侧无中性点引出，因此，在变电所设计中要考虑10kV接地变的设置。
1
接地变的原理
对于三角形接线的配电系统，要造成系统的中性点，必需接入接地变压器。接地变压器有二种：Z型接地变压器（ZN、ZN，yn）和星形/三角形接线变压器（YN，d）。现在，多用Z型接地变压器，其中性点可接入消弧线圈。
Z型接地变压器，在结构上与一般三相芯式电力变压器相同，只是每相铁芯上的绕组分为上、下相等匝数的两部分，接成曲折形连接。接线方式不同，又分为ZN，yn1和ZN，yn11两种形式。
Z型接地变压器同一柱上两半部分绕组中的零序电流方向是相反的，因此零序电抗很小，对零序电流不产生扼流效应。当Z型接地变压器中性点接入消弧线圈时，可使消弧线圈补偿电流自由地流过，因此Z型变压器广为采纳作接地变压器。
Z型接地变压器，还可装有低压绕组，接成星形中性点接地（yn）等方式，作为所用变压器使用。
Z型接地变压器有油浸式和干式绝缘两种，其中树脂浇注式是干式绝缘的一种。
适用范围：适用于容量为220千伏安及以下，电压为35千伏及以下的油浸式Z型接地变压器。
对于35KV、66KV配电网，变压器绕组通常采纳Y接法，有中性点引出，就不需要使用接地变压器。
对于6KV、10KV配电网，变压器绕组通常采纳△接法，无中性点引出，这就需要用接地变压器引出中性点。
接地变压器的作用就是在系统为△型接线或Y型接线中性点未引出时，用于引出中性点以连接消弧线圈。
接地变压器采纳Z型接线（或者称曲折型接线），即每一相线圈分别绕在两个磁柱上，两相绕组产生的零序磁通相互抵消，因而Z型接地变压器的零序阻抗很小（一般小于10Ω），空载损耗低，变压器容量可以利用90%以上。
而一般变压器零序阻抗要大很多，消弧线圈容量一般不应超过变压器容量的20%，由此可见，Z型接线的变压器作为接地变压器是一种比较好的选择。
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，就可以充足测量需要。当系统不平衡电压较小时（例如全电缆网络），Z型变压器的中性点要做出30V～70V的不平衡电压以充足测量需要。
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。
2
接地变的作用
接地变专为消弧线圈所设，一般消弧线圈装设在小电流接地系统的变压器三角形侧，用来补偿电网单相接地时的接地电容电流。但变压器的三角形侧没有中性点，接地变就是为安装消弧线圈供给人为中性点的。
我国电力系统中，的6kV、10kV、35kV电网中一般都采纳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，线电压三角形依旧保持对称，对用户连续工作影响不大，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，这对提高供电牢靠性，削减停电事故是特别有效的。由于该运行方式简单、投资少，所以在我国电网初期阶段一直采纳这种运行方式，并起到了很好的作用。
但是随着电力事业日益的强大和进展，这中简单的方式已不在充足现在的需求，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），此时接地电弧不能牢靠熄灭，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；造成重点损失。
2、由于持续电弧造成空气的离解，拨坏了四周空气的绝缘，简单发生相间短路；
3、产生铁磁谐振过电压，简单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；
这些后果将严重威逼电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。为了防止上述事故的发生，为系统供给充足的零序电流和零序电压，使接地保护牢靠动作，需人为建立一个中性点，以便在中性点接入接地电阻。为了解决这样的方法。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，