接地变压器的原理及作用

硬件型号：坚红SBK/SG-1-500KVA

系统版本：变压系统

一、接地变压器的原理

以常用的ZNyn接线说明，接地变压器在运行过程中，当通过一定大小的零序电流时，流过同一铁心柱上的2个单相绕组的电流方向相反且大小相等，使得零序电流产生的磁势正好相反抵消，从而使零序阻抗也很小。使得接地变压器在发生故障时，中性点可以流过补偿电流。由于有很小的零序阻抗，当零序电流通过时，产生的阻抗压降要尽可能的小，以保证系统的安全。由于接地变压器具有零序阻抗低的特点，所以当 C 相发生单相接地故障时，C 相的对地电流 I 经大地流入中性点，并且被等分为三份流入接地变压器，由于流入接地变压器的三相电流相等，所以中性点 N 的位移不变，三相线电压仍然保持对称。但在制造过程中高压绕组的上下包的匝数和几何尺寸不可能完全相等，使得零序电流产生的磁势不可能正好相反抵消,还是产生了一定的零序阻抗，通常在 6-10Ω左右,相对于星形接线的变压器的零序阻抗 600Ω而言，其优势不言而喻。此外，曲折接地变压器还可以使空载电流和空载损耗尽可能小。同普通星形接线变压器比较，由于曲折接线变压器的每相铁芯是由2个铁心柱的绕组组成，结合其向量图可知，与普通星形接线变压器比较，当电压相同时要多绕 1.16 倍。中性点电阻接地方式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、负序电流流过时，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°，产生的磁通可在三个铁芯柱上互相形成回路，磁路磁阻小，磁通量大，感应电势大，呈现很大的正序、负序阻抗；因此，接地变压器具有正、负序阻抗大而零序阻抗小的特点。

二、接地变压器的作用

1. 三相接地变压器：此类变压器采用Z型接线（或称曲折型接线），与普通变压器的区别是，每相线圈分成两组分别反向绕在该相磁柱上，这样连接的好处是零序磁通可沿磁柱流通，而普通变压器的零序磁通是沿着漏磁磁路流通，所以Z型接地变压器的零序阻抗很小（10Ω左右），而普通变压器要大得多。按规程规定，用普通变压器带消弧线圈时，其容量不得超过变压器容量的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，可代替站用变，从而节省投资费用。
2. 单相接地变压器:单相接地变主要用于有中性点的发电机、Satons变压器的中性点接地电阻柜，以降低电阻柜的造价和体积。