接地变压器简称接地变,依据填充介质,接地变可分为油式和干式;依据相数,接地变可分为三相接地变和单相接地变。接地变压器的效果是为中性点不接地的体系供应一个人为的中性点,便于选用消弧线圈或小电阻的接地方法,以减小配电网发生接地短路毛病时的对地电容电流巨细,进步配电体系的供电牢靠性 。
电力体系中的6kV、10kV、35kV电网中一般都选用中性点不接地的运转方法。电网中主变压器低压侧一般为三角形接法,没有能够接地的中性点。当中性点不接地体系发生单相接地毛病时,线电压三角形依然坚持对称,电力体系能够继续对用户供电1到2小时,而且电容电流比较小(小于10A),不会引起间歇性电弧,一些瞬时性接地毛病能够自行消失,这对进步供电牢靠性,削减停电事端对错常有用的。但随着城市电网的不断扩展及电缆出线的不断增多,体系对地电容电流急剧添加,单相接地后流经毛病点的电容电流较大(超越10A) 。
电弧不易平息、简单激起铁磁谐振过电压及发生空隙性弧光接地过电压,或许导致绝缘损坏,使线路跳闸,事端扩展,
单相接地电弧发生间歇性的平息与重燃,会发生弧光接地过电压,其幅值可达4U(U为正常相电压峰值)或许更高,继续时刻长,会对电气设备的绝缘构成极大的损害,在绝缘单薄处构成击穿;构成重大损失。
发生铁磁谐振过电压,简单烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏乃至或许使避雷器爆破。这些结果将严峻威胁电网设备的绝缘,危及电网的安全运转。
为了减小单相接地毛病时的对地电容电流,需求在变压器中性点装设消弧线圈等补偿设备,因而需人为树立一个中性点,以便在中性点接入消弧线圈,减小接地短路断路电流,进步体系供电牢靠性。
我国的接地变压器一般选用 Z 型接线(或称弯曲型接线),为节约出资和变电所空间,一般在接地变压器上添加第三绕组,替代所用变压器,为变电所所用设备供电。依据我国《电抗器》国家标准规则,接地变压器的接地方法可分为直接接地;经过电抗器、电阻及消弧线圈接地。直接接地在我国还没有运用,但己有电力研讨部分开端这方面的讨论。国外的接地变压器一般选用或 Z 型衔接,用于 10kV 不接地体系,构成了配电网的接地维护,当体系发生接地毛病时,接地变压器对正序、负序电流出现高阻抗性,对零序电流出现低阻抗性,使接地维护牢靠动作 。
三相接地变压器此类变压器选用Z型接线(或称弯曲型接线),与一般变压器的区别是,每相线圈分红两组别离反向绕在该相磁柱上,这样衔接的优点是零序磁通可沿磁柱流转,而一般变压器的零序磁通是沿着漏磁磁路流转,所以Z型接地变压器的零序阻抗很小(10Ω左右),而一般变压器要大得多。按规程规则,用一般变压器带消弧线圈时,其容量不得超越变压器容量的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,可替代站用变,然后节约出资费用。
单相接地变压器单相接地变首要用于有中性点的发电机、Satons变压器的中性点接地电阻柜,以下降电阻柜的造价和体积。
这种联合方法的变压器一般选用三相三柱式铁心,高压侧的中性点能够联合消弧线圈等完成接地。可是, 当单相接地的零序电流流过高压侧绕组时,所发生的零序磁势不能被二次磁势所平衡,同方向的零序磁通又不能在三柱式铁心内构成回路,然后使得很多的零序磁通只能经过夹件、油和油箱本体而构成闭合回路,然后在油箱及夹件内引起附加损耗,致使构成部分过热,使变压器容量的使用遭到约束。我国电力部分的有关运转规程, 曾对YNyn联合变压器的中性点联合消弧线圈的作业状况, 作过下列规则:
(2) 流过消弧线圈的零序电流在变压器内所发生的零序压降不得超越额外相电压的10%;
(3)流经消弧线圈的三相总零序电流不大于变压器额外相电流的60%。上述规则首要是依据零序磁通所构成的部分过热不致超越变压器绕组热门的最高温度约束而决议的。
从上述可知,YNyn联合的接地变压器容量远未被使用,别的它的零序电抗值也较大。
YNd联合变压器与消弧线圈XL相联这种联合方法的特色是二次侧的三角形联合可供应零序电流的闭合通路,因而零序电抗较小。别的, 因为每个心柱上的一、二次绕组的零序磁势得以平衡, 所以零序漏磁也较小。可是, 当YN联合绕组处于外部时,在油箱等部件内所引起的零序附加损耗仍不能彻底避免。当它联合消弧线圈时,其容量的使用仍将遭到必定约束。国外的实验研讨标明: 考虑附加损耗、部分过热、绝缘寿数和绕组热门最高温度的约束等要素后,YNd联合的接地变压器答应的作业方法为:
(1)当平常二次满载时,YN侧所接消弧线圈的容量不得超越变压器额外容量的50%;
(2)当平常二次的负载仅为变压器容量的50%,则消弧线圈容量能够等于变压器的额外容量。
虽然这种联合的二次侧能够供电给区域负载或变电所自用电,但因为三角形联合难于一同向动力与照明混合用户供电, 所以它的使用将遭到很大约束。
YN ,开口d 联合与消弧线圈XL相联与YNd联合相类似的是YN,开口d 的联合方法,在开口三角形一侧可接入电阻器或电抗器以调理变压器的零序电抗,接入电阻器还能够按捺网络的铁磁谐振。如选用三相五柱式铁心还可使零序阻抗值大为添加, 乃至有省去一台消弧线圈的或许,但结构杂乱,造价添加。别的,二次选用开口三角形结线不能满意供电给区域负载及自用电的需求,因而这种方法选用不多 。
ZN,yn 联合变压器与消弧线圈XL相联这种联合方法是接地变压器常用联合方法,因为弯曲形结法的同一铁心柱上的上下两半绕组内的零序磁势正好巨细持平、方向相反而彼此抵消,使得零序漏磁通减到很小, 然后使它的零序电抗值很小,它的容量能够与所联合的消弧线圈的容量持平 。
国内外广泛选用的接地变压器首要是这种联合方法。因为低压侧选用yn结法,故能够一同供应区域用电或变电所的自用电。低压侧容量常小于高压侧容量,大都状况下,低压侧容量在80-200kVA 的范围内。
虽然高压侧的额外容量能够与联接的消弧线圈容量持平,但Z 形接法将较Y 形接法多绕1.15倍的匝数,所以接地变压器的实践容量应为消弧线倍 。
体系发生单相毛病时接地变压器的作业原理图以常用的ZNyn接线阐明,接地变压器在运转过程中,当经过必定巨细的零序电流时,流过同一铁心柱上的2个单相绕组的电流方向相反且巨细持平,使得零序电流发生的磁势正好相反抵消,然后使零序阻抗也很小。
使得接地变压器在发生毛病时,中性点能够流过补偿电流。因为有很小的零序阻抗,当零序电流经过期,发生的阻抗压降要尽或许的小,以确保体系的安全。因为接地变压器具有零序阻抗低的特色,所以当 C 相发生单相接地毛病时,C 相的对地电流 I 经大地流入中性点,而且被等分为三份流入接地变压器,因为流入接地变压器的三相电流持平,所以中性点 N 的位移不变,三相线电压依然坚持对称。
但在制作过程中高压绕组的上下包的匝数和几许尺度不或许彻底持平,使得零序电流发生的磁势不或许正好相反抵消,仍是发生了必定的零序阻抗,一般在 6-10Ω左右,相关于星形接线Ω而言,其优势显而易见。
此外,弯曲接地变压器还能够使空载电流和空载损耗尽或许小。同一般星形接线变压器比较,因为弯曲接线个铁心柱的绕组组成,结合其向量图可知,与一般星形接线变压器比较,当电压相一同要多绕 1.16 倍。中性点电阻接地方法下城市配电网在单相接地时,零序阻抗和正序阻抗的幅值相差很大。三相正、负序电流流过期,接地变压器的每一铁芯柱上的磁势是该铁芯柱上分属不同相的两绕组磁势的相量和。
三个铁芯柱上的磁势是一组三相平衡量,相位差 120°,发生的磁通可在三个铁芯柱上相互构成回路,磁路磁阻小,磁通量大,感应电势大,出现很大的正序、负序阻抗;因而,接地变压器具有正、负序阻抗大而零序阻抗小的特色 。
为习惯配电网选用消弧线圈接地补偿的需求,一同也能满意变电站站用动力与照明负载的需求,选用 Z 型接线衔接的变压器,需求合理设置接地变压器的首要参数 。
(1)额外容量接地变压器一次侧容量与需求与消弧线圈容量相配套。依据现有消弧线圈的容量标准,主张把接地变压器容量设为消弧线kVA 消弧线圈所配用的接地变压器容量为215kVA。
中性点补偿电流的继续时刻应与消弧线圈的继续作业时刻相同,按规则为2小时。
(3)零序阻抗零序阻抗是接地变压器的重要参数,关于继电维护约束单相接地短路电流及按捺过电压等都有重要影响。关于无二级线圈的弯曲形(Z 型)以及星性/开口三角形联合的接地变压器只要1个阻抗,即零序阻抗,这样制作部分能满意电力部分的要求。
(4)损耗损耗是接地变压器的1个重要性能参数,关于带有二次线圈的接地变压器,其空载损耗能够做到与同容量的双绕组变压器相同。关于负载损耗,二次侧满载运转时,因为一次侧负荷较轻,其负载损耗小于与二次侧同容量双绕组变压器的负载损耗。
1)额外继续电流下的温升应契合一般电力变压器干式变压器国标中的规则,但首要适用于二次侧常常带负荷的接地变压器;
2)对短时负载电流的继续时刻在10s以内时(这种状况首要发生在中性点与电阻联合时),其温升应契合国标电力变压器中对短路条件下的温升限值的规则;
3)接地变压器与消弧线圈一同运转时其温升应契合抵消弧线圈温升的规则:关于继续流过额外电流的绕组温度为80K,首要适用于星性/开口三角形联合的接地变压器;关于额外电流的最大流转时刻规则为2h的绕组,规则温度为100K。
这种状况契合大都接地变压器的作业条件;关于最大流转时刻规则为30min的绕组,规则温度为120K。上述规则的起点, 是依据在最严峻的条件下绕组热门的最高温度不超越140℃ ~ 160℃,以确保绝缘的安全运转和不至于严峻危及绝缘寿数而规则 。