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(diǎn)可接人消弧線圈或接地電阻接地。現(xiàn)在多采用Z型（曲折型）接地變壓器經(jīng)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干式絕緣兩種，其中樹脂澆注式是干式絕緣的一種，其在結(jié)構(gòu)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(shù)的兩部分，然后把每一相繞組的末端與另一相繞組的末端反接串聯(lián)。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(lái)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(diǎn)接相應(yīng)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(diǎn)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(yōu)點(diǎn)：①在單相短路時(shí)，接地電流在三相繞組中大致均勻分配，每個(gè)柱上的兩個(gè)繞組的磁勢(shì)相反，所以不存在阻尼作用，電流可以暢通地從中性點(diǎn)流向線路；②繞組相電壓中無(wú)三次諧波分量，因?yàn)榍勐?lián)結(jié)的三單相變壓器組，因三次諧波特點(diǎn)是向量同方向同大小，因繞制方法，則每相中三次諧波電動(dòng)勢(shì)互相抵消，相電動(dòng)勢(shì)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(duì)零序電流不產(chǎn)生扼流效應(yīng)。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(gè)匝數(shù)相等的繞組，分別接不同的相電壓。當(dāng)接地變壓器線端加入三相正、負(fù)序電壓時(shí)，接地變壓器每一鐵芯柱上產(chǎn)生的磁通勢(shì)是兩相繞組磁通勢(shì)的相量和。單個(gè)鐵芯柱上的合成磁通勢(shì)相差120°，是一組三相平衡量。單相磁通勢(shì)可在三個(gè)鐵芯柱上互相形成磁通路，磁阻小，磁通量大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，呈現(xiàn)很大的勵(lì)磁阻抗。當(dāng)接地變壓器三相線端加零序電壓時(shí)，在每個(gè)鐵芯柱上的兩個(gè)繞組中產(chǎn)生的磁通勢(shì)大小相等，方向相反，合成的磁通勢(shì)為零，三相鐵芯柱上沒有零序磁通勢(shì)。零序磁通勢(shì)只能通過外殼和周圍介質(zhì)形成閉合回路，磁阻很大，零序磁通勢(shì)很小，所以零序阻抗也很小。

　　接地變壓器參數(shù)

　　為適應(yīng)配電網(wǎng)采用消弧線圈接地補(bǔ)償?shù)男枰瑫r(shí)也能滿足變電站站用動(dòng)力與照明負(fù)載的需要，選用Z型接線連接的變壓器，需要合理設(shè)置接地變壓器的主要參數(shù)。

　　（1）額定容量

　　接地變壓器一次側(cè)容量與需要與消弧線圈容量相配套。依據(jù)現(xiàn)有消弧線圈的容量規(guī)格，建議把接地變壓器容量設(shè)為消弧線圈容量的1.05-1.15倍。如1臺(tái)200kVA消弧線圈所配用的接地變壓器容量為215kVA。

　　（2）中性點(diǎn)補(bǔ)償電流

　　單相故障時(shí)流過變壓器中性點(diǎn)的總電流：

　　上式中：U為配電網(wǎng)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(tǒng)阻抗（Ω）；中性點(diǎn)補(bǔ)償電流的持續(xù)時(shí)間應(yīng)與消弧線圈的持續(xù)工作時(shí)間相同，按規(guī)定為2小時(shí)。

　　（3）零序阻抗

　　零序阻抗是接地變壓器的重要參數(shù)，對(duì)于繼電保護(hù)限制單相接地短路電流及抑制過電壓等都有重要影響。對(duì)于無(wú)二級(jí)線圈的曲折形（Z型）以及星性/開口三角形聯(lián)結(jié)的接地變壓器只有1個(gè)阻抗，即零序阻抗，這樣制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(gè)重要性能參數(shù)，對(duì)于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(duì)于負(fù)載損耗，二次側(cè)滿載運(yùn)行時(shí)，由于一次側(cè)負(fù)荷較輕，其負(fù)載損耗小于與二次側(cè)同容量雙繞組變壓器的負(fù)載損耗。

　　（5）溫升

　　按國(guó)標(biāo)對(duì)接地變壓器的溫升有如下規(guī)定：

　　1）額定持續(xù)電流下的溫升應(yīng)符合一般電力變壓器干式變壓器國(guó)標(biāo)中的規(guī)定，但主要適用于二次側(cè)經(jīng)常帶負(fù)荷的接地變壓器；

　　2）對(duì)短時(shí)負(fù)載電流的持續(xù)時(shí)間在10s以內(nèi)時(shí)（這種情況主要發(fā)生在中性點(diǎn)與電阻聯(lián)結(jié)時(shí)），其溫升應(yīng)符合國(guó)標(biāo)電力變壓器中對(duì)短路條件下的溫升限值的規(guī)定；

　　3）接地變壓器與消弧線圈一起運(yùn)行時(shí)其溫升應(yīng)符合對(duì)消弧線圈溫升的規(guī)定：

　　對(duì)于持續(xù)流過額定電流的繞組溫度為80K，主要適用于星性/開口三角形聯(lián)結(jié)的接地變壓器；

　　對(duì)于額定電流的最大流通時(shí)間規(guī)定為2h的繞組，規(guī)定溫度為100K。這種情況符合多數(shù)接地變壓器的工作條件；

　　對(duì)于最大流通時(shí)間規(guī)定為30min的繞組，規(guī)定溫度為120K。

　　上述規(guī)定的出發(fā)點(diǎn)，是根據(jù)在最嚴(yán)重的條件下繞組熱點(diǎn)的最高溫度不超過140℃～160℃，以保證絕緣的安全運(yùn)行和不至于嚴(yán)重危及絕緣壽命而規(guī)定