電力系統(tǒng)中的6kV、10kV、35kV電網(wǎng)中一般都采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。電網(wǎng)中主干式變壓器低壓側(cè)一般為三角形接法，沒有可以接地的中性點(diǎn)。當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線電壓三角形仍然保持對稱，電力系統(tǒng)可以持續(xù)對用戶供電1到2小時，并且電容電流比較小（小于10A），不會引起間歇性電弧，一些瞬時性接地故障能夠自行消失，這對提高供電可靠性，減少停電事故是非常有效的。但隨著城市電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大及電纜出線的不斷增多，系統(tǒng)對地電容電流急劇增加，單相接地后流經(jīng)故障點(diǎn)的電容電流較大（超過10A）  。

電弧不易熄滅、容易激發(fā)鐵磁諧振過電壓及產(chǎn)生間隙性弧光接地過電壓，可能導(dǎo)致絕緣損壞，使線路跳閘，事故擴(kuò)大，

具體為：

我的接地干式變壓器通常采用 Z 型接線（或稱曲折型接線），為節(jié)省投資和變電所空間，通常在接地干式變壓器上增加第三繞組，替代所用干式變壓器，為變電所所用設(shè)備供電。根據(jù)我《電抗器》家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，接地干式變壓器的接地方式可分為直接接地;通過電抗器、電阻及消弧線圈接地。直接接地在我還沒有使用，但己有電力研究部門開始這方面的探討。外的接地干式變壓器通常采用或 Z 型連接，用于 10kV 不接地系統(tǒng)，構(gòu)成了配電網(wǎng)的接地保護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，接地干式變壓器對正序、負(fù)序電流呈現(xiàn)高阻抗性，對零序電流呈現(xiàn)低阻抗性，使接地保護(hù)可靠動作 。

三相接地干式變壓器此類干式變壓器采用Z型接線（或稱曲折型接線），與普通干式變壓器的區(qū)別是，每相線圈分成兩組分別反向繞在該相磁柱上，這樣連接的好處是零序磁通可沿磁柱流通，而普通干式變壓器的零序磁通是沿著漏磁磁路流通，所以Z型接地干式變壓器的零序阻抗很小（10Ω左右），而普通干式變壓器要大得多。按規(guī)程規(guī)定，用普通干式變壓器帶消弧線圈時，其容量不得超過干式變壓器容量的20%。Z型干式變壓器則可帶90% ～100%容量的消弧線圈，接地變除可帶消弧圈外，也可帶二次負(fù)載，可代替站用變，從而節(jié)省投資費(fèi)用。

單相接地干式變壓器單相接地變主要用于有中性點(diǎn)的發(fā)電機(jī)、Satons干式變壓器的中性點(diǎn)接地電阻柜，以降低電阻柜的造價和體積。

工作特點(diǎn)

（1）零序阻抗低， 以保證零序電流的輸出；

（2）勵磁阻抗高，以降低空載電流；

（3）空載損耗低，以節(jié)省日常運(yùn)行的能耗。

這種聯(lián)結(jié)方式的干式變壓器一般采用三相三柱式鐵心，高壓側(cè)的中性點(diǎn)可以聯(lián)結(jié)消弧線圈等實(shí)現(xiàn)接地。但是, 當(dāng)單相接地的零序電流流過高壓側(cè)繞組時，所產(chǎn)生的零序磁勢不能被二次磁勢所平衡，同方向的零序磁通又不能在三柱式鐵心內(nèi)形成回路，從而使得大量的零序磁通只能經(jīng)過夾件、油和油箱本體而形成閉合回路，從而在油箱及夾件內(nèi)引起附加損耗，以致形成局部過熱，使干式變壓器容量的利用受到限制。我電力部門的有關(guān)運(yùn)行規(guī)程, 曾對YNyn聯(lián)結(jié)干式變壓器的中性點(diǎn)聯(lián)結(jié)消弧線圈的工作狀態(tài), 作過下列規(guī)定:#p#分頁標(biāo)題#e#

（1）消弧線圈的容量不得超過干式變壓器額定容量的20%；

（2） 流過消弧線圈的零序電流在干式變壓器內(nèi)所產(chǎn)生的零序壓降不得超過額定相電壓的10%；

（3）流經(jīng)消弧線圈的三相總零序電流不大于干式變壓器額定相電流的60%。上述規(guī)定主要是根據(jù)零序磁通所造成的局部過熱不致超過干式變壓器繞組熱點(diǎn)的較高溫度限制而決定的。

從上述可知，YNyn聯(lián)結(jié)的接地干式變壓器容量遠(yuǎn)未被利用，另外它的零序電抗值也較大。

YNd聯(lián)結(jié)干式變壓器與消弧線圈XL相聯(lián)這種聯(lián)結(jié)方式的特點(diǎn)是二次側(cè)的三角形聯(lián)結(jié)可提供零序電流的閉合通路，因而零序電抗較小。另外, 由于每個心柱上的一、二次繞組的零序磁勢得以平衡, 所以零序漏磁也較小。但是, 當(dāng)YN聯(lián)結(jié)繞組處于外部時，在油箱等部件內(nèi)所引起的零序附加損耗仍不能完全避免。當(dāng)它聯(lián)結(jié)消弧線圈時，其容量的利用仍將受到一定限制。外的試驗研究表明: 考慮附加損耗、局部過熱、絕緣壽命和繞組熱點(diǎn)較高溫度的限制等因素后，YNd聯(lián)結(jié)的接地干式變壓器允許的工作方式為：

（1）當(dāng)平時二次滿載時，YN側(cè)所接消弧線圈的容量不得超過干式變壓器額定容量的50%；

（2）當(dāng)平時二次的負(fù)載僅為干式變壓器容量的50%，則消弧線圈容量可以等于干式變壓器的額定容量。

盡管這種聯(lián)結(jié)的二次側(cè)可以供電給地區(qū)負(fù)載或變電所自用電，但由于三角形聯(lián)結(jié)難于同時向動力與照明混合用戶供電， 所以它的應(yīng)用將受到很大限制。

YN ,開口d 聯(lián)結(jié)與消弧線圈XL相聯(lián)與YNd聯(lián)結(jié)相類似的是YN，開口d 的聯(lián)結(jié)方式，在開口三角形一側(cè)可接入電阻器或電抗器以調(diào)節(jié)干式變壓器的零序電抗，接入電阻器還可以抑制網(wǎng)絡(luò)的鐵磁諧振。如采用三相五柱式鐵心還可使零序阻抗值大為增加, 甚至有省去一臺消弧線圈的可能，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價增加。另外，二次采用開口三角形結(jié)線不能滿足供電給地區(qū)負(fù)載及自用電的需要，因此這種方式采用不多 。#p#分頁標(biāo)題#e#

ZN,yn 聯(lián)結(jié)干式變壓器與消弧線圈XL相聯(lián)這種聯(lián)結(jié)方式是接地干式變壓器常用聯(lián)結(jié)方式，由于曲折形結(jié)法的同一鐵心柱上的上下兩半繞組內(nèi)的零序磁勢正好大小相等、方向相反而相互抵消，使得零序漏磁通減到很小， 從而使它的零序電抗值很小，它的容量可以與所聯(lián)結(jié)的消弧線圈的容量相等 。

內(nèi)外廣泛采用的接地干式變壓器主要是這種聯(lián)結(jié)方式。由于低壓側(cè)采用yn結(jié)法，故可以同時供給地區(qū)用電或變電所的自用電。低壓側(cè)容量常小于高壓側(cè)容量，多數(shù)情況下，低壓側(cè)容量在80-200kVA 的范圍內(nèi)。

盡管高壓側(cè)的額定容量可以與聯(lián)接的消弧線圈容量相等，但Z 形接法將較Y 形接法多繞1.15倍的匝數(shù)，所以接地干式變壓器的實(shí)際容量應(yīng)為消弧線圈容量的1.15倍  。

系統(tǒng)發(fā)生單相故障時接地干式變壓器的工作原理圖以常用的ZNyn接線說明，接地干式變壓器在運(yùn)行過程中，當(dāng)通過一定大小的零序電流時，流過同一鐵心柱上的2個單相繞組的電流方向相反且大小相等，使得零序電流產(chǎn)生的磁勢正好相反抵消，從而使零序阻抗也很小。

使得接地干式變壓器在發(fā)生故障時，中性點(diǎn)可以流過補(bǔ)償電流。由于有很小的零序阻抗，當(dāng)零序電流通過時，產(chǎn)生的阻抗壓降要盡可能的小，以保證系統(tǒng)的安全。由于接地干式變壓器具有零序阻抗低的特點(diǎn)，所以當(dāng) C 相發(fā)生單相接地故障時，C 相的對地電流 I 經(jīng)大地流入中性點(diǎn)，并且被等分為三份流入接地干式變壓器，由于流入接地干式變壓器的三相電流相等，所以中性點(diǎn) N 的位移不變，三相線電壓仍然保持對稱。

但在制造過程中高壓繞組的上下包的匝數(shù)和幾何尺寸不可能完全相等，使得零序電流產(chǎn)生的磁勢不可能正好相反抵消,還是產(chǎn)生了一定的零序阻抗，通常在 6-10Ω左右,相對于星形接線的干式變壓器的零序阻抗 600Ω而言，其優(yōu)勢不言而喻。此外，曲折接地干式變壓器還可以使空載電流和空載損耗盡可能小。同普通星形接線干式變壓器比較，由于曲折接線干式變壓器的每相鐵芯是由2個鐵心柱的繞組組成，結(jié)合其向量圖可知，與普通星形接線干式變壓器比較，當(dāng)電壓相同時要多繞 1.16 倍。中性點(diǎn)電阻接地方式下城市配電網(wǎng)在單相接地時，零序阻抗和正序阻抗的幅值相差很大。三相正、負(fù)序電流流過時，接地干式變壓器的每一鐵芯柱上的磁勢是該鐵芯柱上分屬不同相的兩繞組磁勢的相量和。三個鐵芯柱上的磁勢是一組三相平衡量，相位差 120°，產(chǎn)生的磁通可在三個鐵芯柱上互相形成回路，磁路磁阻小，磁通量大，感應(yīng)電勢大，呈現(xiàn)很大的正序、負(fù)序阻抗；因此，接地干式變壓器具有正、負(fù)序阻抗大而零序阻抗小的特點(diǎn) 。#p#分頁標(biāo)題#e#

為適應(yīng)配電網(wǎng)采用消弧線圈接地補(bǔ)償?shù)男枰?同時也能滿足變電站站用動力與照明負(fù)載的需要,選用 Z 型接線連接的干式變壓器，需要合理設(shè)置接地干式變壓器的主要參數(shù)  。

（1）額定容量接地干式變壓器一次側(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，建議把接地干式變壓器容量設(shè)為消弧線圈容量的1.05-1.15 倍。如1臺200kVA 消弧線圈所配用的接地干式變壓器容量為215kVA。

（2）中性點(diǎn)補(bǔ)償電流單相故障時流過干式變壓器中性點(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為接地干式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)時間應(yīng)與消弧線圈的持續(xù)工作時間相同，按規(guī)定為2小時。

（3）零序阻抗零序阻抗是接地干式變壓器的重要參數(shù)，對于繼電保護(hù)限制單相接地短路電流及抑制過電壓等都有重要影響。對于無二級線圈的曲折形（Z 型）以及星性/開口三角形聯(lián)結(jié)的接地干式變壓器只有1個阻抗，即零序阻抗，這樣制造部門能滿足電力部門的要求。

（4）損耗損耗是接地干式變壓器的1個重要性能參數(shù)，對于帶有二次線圈的接地干式變壓器，其空載損耗可以做到與同容量的雙繞組干式變壓器相同。對于負(fù)載損耗，二次側(cè)滿載運(yùn)行時，由于一次側(cè)負(fù)荷較輕，其負(fù)載損耗小于與二次側(cè)同容量雙繞組干式變壓器的負(fù)載損耗。

（5）溫升按標(biāo)對接地干式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)符合一般電力干式變壓器干式干式變壓器標(biāo)中的規(guī)定，但主要適用于二次側(cè)經(jīng)常帶負(fù)荷的接地干式變壓器；#p#分頁標(biāo)題#e#

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

3）接地干式變壓器與消弧線圈一起運(yùn)行時其溫升應(yīng)符合對消弧線圈溫升的規(guī)定：對于持續(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)的接地干式變壓器；對于額定電流的較大流通時間規(guī)定為2h的繞組，規(guī)定溫度為100K。

這種情況符合多數(shù)接地干式變壓器的工作條件；對于較大流通時間規(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)在較嚴(yán)重的條件下繞組熱點(diǎn)的較高溫度不超過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 。

來源：百度百科

往期熱門文章