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10kv接地变压器的作用
发布时间:2020-07-07 16:51浏览次数:

  接地变压器

  在电力系统中是属于保护设备。它的作用:我国大多10kV的电压系统,均采用中性点不接地运行方式,以提高供电的可靠性;但随着系统的增大(变压器容量及出线的增多),当发生单相接地时,接地电容电流会很大,可能造成“弧光接地过电压”,伤害设备绝缘,造成设备损坏事故,为此人们想出了在中性点加装“消弧线圈”,当发生单相接地时,用消弧线圈的电感电流来平衡接地点的电容电流,避免形成弧光接地过电压。

  但我国电力系统中的电力变压器10kV绕组大多是角形接线,没有中性点,致使消弧线圈没有办法安装;于是人们设计了“接地变压器”,接地变压器就是一个“Z形”接线的变压器,通过这个星形接线的变压器,人造了一个“中性点”,就使消弧线圈能够接到这个人造中性点上,解决了10kV电压系统没有中性点的问题。 所以说,接地变压器就是为安装消弧线圈而装设的一个一次线圈为星形接线的,有中性点引出的变压器。它是为电力系统的安全而设置的。

  一、接地变压器的作用

  接地变压器主要用于对无中性点的一侧系统提供一个人工接地的中性点。它可以经电阻器或消弧线圈接地,满足系统该侧接地的需求,当有附加YN接线绕组时可兼做站用变压器使用。

  接地变压器接于系统母线三相,额定一次电压应与系统额定电压一致,并应考虑与一次系统额定电压的匹配以及负载容量的匹配问题。其额定容量应与消弧线圈或接地电阻容量相匹配,若带有二次绕组还应考虑二次负荷容量。

  若中性点接消弧线圈或小电阻负载时,对Z型或YNd接线的三相接地变压器,其容量SN≥Qx,SN≥Pr。式中:Qx为消弧线圈额定容量;Pr为接地电阻额定容量。

  对于YNd接线的接地变压器(三台单相),若中性点接消弧线圈或电阻的话,其容量SN≥√3Qx/3,SN≥√3Pr/3;当接地变压器负载为小电阻时,接地变压器的容量SN不应小于电阻的消耗功率,即SN≥U22/3R。

  二、接地变压器概述

  接地变压器按接线方式分为ZNyn接线(Z型)或YNd接线两种,其中性点可接人消弧线圈或接地电阻接地。现在多采用Z型(曲折型)接地变压器经消弧线圈或小电阻接地。

  1.Z型接地变压器的概述

  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,其在结构上与普通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,然后把每一相绕组的末端与另一相绕组的末端反接串联。两段绕组极性相反,组成新的一相,接成曲折形连接,将每相上半部绕组首端U1、V1、W1引出来分别接A、B、C三相交流电,将下半部首端U2、V2、W2连在一起作为中性点接相应的接地电阻或消弧线圈,如图10-1所示。Z型接地变压器按接线方式不同,又分为ZNvn1和ZNyn11两种形式。

  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,作为站用变压器使用。

  

Z型接地变压器与小电阻或消弧线圈接线方式

  图10-1 Z型接地变压器与小电阻或消弧线圈接线方式

  2.Z型接地变压器的优点

  Z型变压器曲折接法的优点:①在单相短路时,接地电流在三相绕组中大致均匀分配,每个柱上的两个绕组的磁势相反,所以不存在阻尼作用,电流可以畅通地从中性点流向线路;②绕组相电压中无三次谐波分量,因为曲折联结的三单相变压器组,因三次谐波特点是向量同方向同大小,因绕制方法,则每相中三次谐波电动势互相抵消,相电动势接近正弦波。

  Z型接地变压器同一铁芯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。其降低零序阻抗的原理是:在接地变压器三相铁芯的每一相都有两个匝数相等的绕组,分别接不同的相电压。当接地变压器线端加入三相正、负序电压时,接地变压器每一铁芯柱上产生的磁通势是两相绕组磁通势的相量和。单个铁芯柱上的合成磁通势相差120°,是一组三相平衡量。单相磁通势可在三个铁芯柱上互相形成磁通路,磁阻小,磁通量大,感应电动势大,呈现很大的励磁阻抗。当接地变压器三相线端加零序电压时,在每个铁芯柱上的两个绕组中产生的磁通势大小相等,方向相反,合成的磁通势为零,三相铁芯柱上没有零序磁通势。零序磁通势只能通过外壳和周围介质形成闭合回路,磁阻很大,零序磁通势很小,所以零序阻抗也很小。

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