接地變壓器最全講解！從分類到接線方式，值得收藏！
接地變壓器簡稱接地變，根據填充介質，接地變可分為油式和幹式；根gen據ju相xiang數shu，接jie地di變bian可ke分fen為wei三san相xiang接jie地di變bian和he單dan相xiang接jie地di變bian。接jie地di變bian壓ya器qi的de作zuo用yong是shi為wei中zhong性xing點dian不bu接jie地di的de係xi統tong提ti供gong一yi個ge人ren為wei的de中zhong性xing點dian，便bian於yu采cai用yong消xiao弧hu線xian圈quan或huo小xiao電dian阻zu的de接jie地di方fang式shi，以減小配電網發生接地短路故障時的對地電容電流大小，提高配電係統的供電可靠性 。
電力係統中的6kV、10kV、35kV電(dian)網(wang)中(zhong)一(yi)般(ban)都(dou)采(cai)用(yong)中(zhong)性(xing)點(dian)不(bu)接(jie)地(di)的(de)運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)。電(dian)網(wang)中(zhong)主(zhu)變(bian)壓(ya)器(qi)低(di)壓(ya)側(ce)一(yi)般(ban)為(wei)三(san)角(jiao)形(xing)接(jie)法(fa)，沒(mei)有(you)可(ke)以(yi)接(jie)地(di)的(de)中(zhong)性(xing)點(dian)。當(dang)中(zhong)性(xing)點(dian)不(bu)接(jie)地(di)係(xi)統(tong)發(fa)生(sheng)單(dan)相(xiang)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)時(shi)，線(xian)電(dian)壓(ya)三(san)角(jiao)形(xing)仍(reng)然(ran)保(bao)持(chi)對(dui)稱(cheng)，電(dian)力(li)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)持(chi)續(xu)對(dui)用(yong)戶(hu)供(gong)電(dian)1到2小時，並且電容電流比較小（小於10A），不(bu)會(hui)引(yin)起(qi)間(jian)歇(xie)性(xing)電(dian)弧(hu)，一(yi)些(xie)瞬(shun)時(shi)性(xing)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)能(neng)夠(gou)自(zi)行(xing)消(xiao)失(shi)，這(zhe)對(dui)提(ti)高(gao)供(gong)電(dian)可(ke)靠(kao)性(xing)，減(jian)少(shao)停(ting)電(dian)事(shi)故(gu)是(shi)非(fei)常(chang)有(you)效(xiao)的(de)。但(dan)隨(sui)著(zhe)城(cheng)市(shi)電(dian)網(wang)的(de)不(bu)斷(duan)擴(kuo)大(da)及(ji)電(dian)纜(lan)出(chu)線(xian)的(de)不(bu)斷(duan)增(zeng)多(duo)，係(xi)統(tong)對(dui)地(di)電(dian)容(rong)電(dian)流(liu)急(ji)劇(ju)增(zeng)加(jia)，單(dan)相(xiang)接(jie)地(di)後(hou)流(liu)經(jing)故(gu)障(zhang)點(dian)的(de)電(dian)容(rong)電(dian)流(liu)較(jiao)大(da)（超過10A） 。
電弧不易熄滅、容易激發鐵磁諧振過電壓及產生間隙性弧光接地過電壓，可能導致絕緣損壞，使線路跳閘，事故擴大，
具體為：
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單相接地電弧發生間歇性的熄滅與重燃，會產生弧光接地過電壓，其幅值可達4U（U為正常相電壓峰值）或者更高，持續時間長，會對電氣設備的絕緣造成極大的危害，在絕緣薄弱處形成擊穿；造成重大損失。
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由於持續電弧造成空氣的離解，破壞了周圍空氣的絕緣，容易發生相間短路。
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chanshengtiecixiezhenguodianya，rongyishaohuaidianyahuganqibingyinqibileiqidesunhuaishenzhikenengshibileiqibaozha。zhexiehouguojiangyanzhongweixiedianwangshebeidejueyuan，weijidianwangdeanquanyunxing。
weilejianxiaodanxiangjiediguzhangshideduididianrongdianliu，xuyaozaibianyaqizhongxingdianzhuangshexiaohuxianquandengbuchangzhuangzhi，yincixurenweijianliyigezhongxingdian，yibianzaizhongxingdianjieruxiaohuxianquan，jianxiaojiediduanluduanludianliu，tigaoxitonggongdiankekaoxing。
■ 國內外使用現狀
我國的接地變壓器通常采用 Z 型接線（或稱曲折型接線），為節省投資和變電所空間，通常在接地變壓器上增加第三繞組，替代所用變壓器，為變電所所用設備供電。根據我國《電抗器》國家標準規定，接地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。直接接地在我國還沒有使用，但己有電力研究部門開始這方麵的探討。國外的接地變壓器通常采用或 Z 型連接，用於 10kV 不接地係統，構成了配電網的接地保護，當係統發生接地故障時，接地變壓器對正序、負序電流呈現高阻抗性，對零序電流呈現低阻抗性，使接地保護可靠動作 。
■ 三相接地變壓器
三相接地變壓器此類變壓器采用Z型接線（或稱曲折型接線），yuputongbianyaqidequbieshi，meixiangxianquanfenchengliangzufenbiefanxiangraozaigaixiangcizhushang，zheyanglianjiedehaochushilingxucitongkeyancizhuliutong，erputongbianyaqidelingxucitongshiyanzhelouciciluliutong，suoyiZ型接地變壓器的零序阻抗很小（10Ω左右），而普通變壓器要大得多。按規程規定，用普通變壓器帶消弧線圈時，其容量不得超過變壓器容量的20%。Z型變壓器則可帶90% ～100%容量的消弧線圈，接地變除可帶消弧圈外，也可帶二次負載，可代替站用變，從而節省投資費用。
■ 單相接地變壓器
單相接地變壓器單相接地變主要用於有中性點的發電機、Satons變壓器的中性點接地電阻櫃，以降低電阻櫃的造價和體積。
■ 工作特點
（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，以節省日常運行的能耗。
■ 接線方式
YNyn聯結
這種聯結方式的變壓器一般采用三相三柱式鐵心，高壓側的中性點可以聯結消弧線圈等實現接地。但是, 當(dang)單(dan)相(xiang)接(jie)地(di)的(de)零(ling)序(xu)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)高(gao)壓(ya)側(ce)繞(rao)組(zu)時(shi)，所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)零(ling)序(xu)磁(ci)勢(shi)不(bu)能(neng)被(bei)二(er)次(ci)磁(ci)勢(shi)所(suo)平(ping)衡(heng)，同(tong)方(fang)向(xiang)的(de)零(ling)序(xu)磁(ci)通(tong)又(you)不(bu)能(neng)在(zai)三(san)柱(zhu)式(shi)鐵(tie)心(xin)內(nei)形(xing)成(cheng)回(hui)路(lu)，從(cong)而(er)使(shi)得(de)大(da)量(liang)的(de)零(ling)序(xu)磁(ci)通(tong)隻(zhi)能(neng)經(jing)過(guo)夾(jia)件(jian)、油you和he油you箱xiang本ben體ti而er形xing成cheng閉bi合he回hui路lu，從cong而er在zai油you箱xiang及ji夾jia件jian內nei引yin起qi附fu加jia損sun耗hao，以yi致zhi形xing成cheng局ju部bu過guo熱re，使shi變bian壓ya器qi容rong量liang的de利li用yong受shou到dao限xian製zhi。我wo國guo電dian力li部bu門men的de有you關guan運yun行xing規gui程cheng, 曾對YNyn聯結變壓器的中性點聯結消弧線圈的工作狀態, 作過下列規定:
（1）消弧線圈的容量不得超過變壓器額定容量的20%；
（2） 流過消弧線圈的零序電流在變壓器內所產生的零序壓降不得超過額定相電壓的10%；
（3）流經消弧線圈的三相總零序電流不大於變壓器額定相電流的60%。上述規定主要是根據零序磁通所造成的局部過熱不致超過變壓器繞組熱點的最高溫度限製而決定的。
從上述可知，YNyn聯結的接地變壓器容量遠未被利用，另外它的零序電抗值也較大。
YNd聯結
YNd聯結變壓器與消弧線圈XL相聯這種聯結方式的特點是二次側的三角形聯結可提供零序電流的閉合通路，因而零序電抗較小。另外, 由於每個心柱上的一、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YN聯lian結jie繞rao組zu處chu於yu外wai部bu時shi，在zai油you箱xiang等deng部bu件jian內nei所suo引yin起qi的de零ling序xu附fu加jia損sun耗hao仍reng不bu能neng完wan全quan避bi免mian。當dang它ta聯lian結jie消xiao弧hu線xian圈quan時shi，其qi容rong量liang的de利li用yong仍reng將jiang受shou到dao一yi定ding限xian製zhi。國guo外wai的de試shi驗yan研yan究jiu表biao明ming: 考慮附加損耗、局部過熱、絕緣壽命和繞組熱點最高溫度的限製等因素後，YNd聯結的接地變壓器允許的工作方式為：
（1）當平時二次滿載時，YN側所接消弧線圈的容量不得超過變壓器額定容量的50%；
（2）當平時二次的負載僅為變壓器容量的50%，則消弧線圈容量可以等於變壓器的額定容量。
盡管這種聯結的二次側可以供電給地區負載或變電所自用電，但由於三角形聯結難於同時向動力與照明混合用戶供電， 所以它的應用將受到很大限製。
YN ,開口d 聯結與消弧線圈XL相聯與YNd聯結相類似的是YN，開口d delianjiefangshi，zaikaikousanjiaoxingyicekejierudianzuqihuodiankangqiyitiaojiebianyaqidelingxudiankang，jierudianzuqihaikeyiyizhiwangluodetiecixiezhen。rucaiyongsanxiangwuzhushitiexinhaikeshilingxuzukangzhidaweizengjia, 甚(shen)至(zhi)有(you)省(sheng)去(qu)一(yi)台(tai)消(xiao)弧(hu)線(xian)圈(quan)的(de)可(ke)能(neng)，但(dan)結(jie)構(gou)複(fu)雜(za)，造(zao)價(jia)增(zeng)加(jia)。另(ling)外(wai)，二(er)次(ci)采(cai)用(yong)開(kai)口(kou)三(san)角(jiao)形(xing)結(jie)線(xian)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)供(gong)電(dian)給(gei)地(di)區(qu)負(fu)載(zai)及(ji)自(zi)用(yong)電(dian)的(de)需(xu)要(yao)，因(yin)此(ci)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)采(cai)用(yong)不(bu)多(duo) 。
ZNyn聯結
ZN,yn 聯結變壓器與消弧線圈XL相聯這種聯結方式是接地變壓器常用聯結方式，由於曲折形結法的同一鐵心柱上的上下兩半繞組內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結的消弧線圈的容量相等 。
國內外廣泛采用的接地變壓器主要是這種聯結方式。由於低壓側采用yn結法，故可以同時供給地區用電或變電所的自用電。低壓側容量常小於高壓側容量，多數情況下，低壓側容量在80-200kVA 的範圍內。
盡管高壓側的額定容量可以與聯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，所以接地變壓器的實際容量應為消弧線圈容量的1.15倍 。
■ 工作原理
係統發生單相故障時接地變壓器的工作原理圖以常用的ZNyn接線說明，接地變壓器在運行過程中，當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，使得零序電流產生的磁勢正好相反抵消，從而使零序阻抗也很小。
shidejiedibianyaqizaifashengguzhangshi，zhongxingdiankeyiliuguobuchangdianliu。youyuyouhenxiaodelingxuzukang，danglingxudianliutongguoshi，chanshengdezukangyajiangyaojinkenengdexiao，yibaozhengxitongdeanquan。youyujiedibianyaqijuyoulingxuzukangdidetedian，suoyidang C 相發生單相接地故障時，C 相的對地電流 I 經大地流入中性點，並且被等分為三份流入接地變壓器，由於流入接地變壓器的三相電流相等，所以中性點 N 的位移不變，三相線電壓仍然保持對稱。
但在製造過程中高壓繞組的上下包的匝數和幾何尺寸不可能完全相等，使得零序電流產生的磁勢不可能正好相反抵消,還是產生了一定的零序阻抗，通常在 6-10Ω左右,相對於星形接線的變壓器的零序阻抗 600Ω而er言yan，其qi優you勢shi不bu言yan而er喻yu。此ci外wai，曲qu折zhe接jie地di變bian壓ya器qi還hai可ke以yi使shi空kong載zai電dian流liu和he空kong載zai損sun耗hao盡jin可ke能neng小xiao。同tong普pu通tong星xing形xing接jie線xian變bian壓ya器qi比bi較jiao，由you於yu曲qu折zhe接jie線xian變bian壓ya器qi的de每mei相xiang鐵tie芯xin是shi由you2個鐵心柱的繞組組成，結合其向量圖可知，與普通星形接線變壓器比較，當電壓相同時要多繞 1.16 倍。中性點電阻接地方式下城市配電網在單相接地時，零序阻抗和正序阻抗的幅值相差很大。三相正、負(fu)序(xu)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)時(shi)，接(jie)地(di)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)每(mei)一(yi)鐵(tie)芯(xin)柱(zhu)上(shang)的(de)磁(ci)勢(shi)是(shi)該(gai)鐵(tie)芯(xin)柱(zhu)上(shang)分(fen)屬(shu)不(bu)同(tong)相(xiang)的(de)兩(liang)繞(rao)組(zu)磁(ci)勢(shi)的(de)相(xiang)量(liang)和(he)。三(san)個(ge)鐵(tie)芯(xin)柱(zhu)上(shang)的(de)磁(ci)勢(shi)是(shi)一(yi)組(zu)三(san)相(xiang)平(ping)衡(heng)量(liang)，相(xiang)位(wei)差(cha) 120°，產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，感應電勢大，呈現很大的正序、負序阻抗；因此，接地變壓器具有正、負序阻抗大而零序阻抗小的特點 。
■ 主要技術參數
為適應配電網采用消弧線圈接地補償的需要,同時也能滿足變電站站用動力與照明負載的需要,選用 Z 型接線連接的變壓器，需要合理設置接地變壓器的主要參數 。
（1）額(e)定(ding)容(rong)量(liang)接(jie)地(di)變(bian)壓(ya)器(qi)一(yi)次(ci)側(ce)容(rong)量(liang)與(yu)需(xu)要(yao)與(yu)消(xiao)弧(hu)線(xian)圈(quan)容(rong)量(liang)相(xiang)配(pei)套(tao)。依(yi)據(ju)現(xian)有(you)消(xiao)弧(hu)線(xian)圈(quan)的(de)容(rong)量(liang)規(gui)格(ge)，建(jian)議(yi)把(ba)接(jie)地(di)變(bian)壓(ya)器(qi)容(rong)量(liang)設(she)為(wei)消(xiao)弧(hu)線(xian)圈(quan)容(rong)量(liang)的(de)1.05-1.15 倍。如1台200kVA 消弧線圈所配用的接地變壓器容量為215kVA。
（2）中性點補償電流單相故障時流過變壓器中性點的總電流：
U 為配電網線電壓(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為係統阻抗(Ω)；
中性點補償電流的持續時間應與消弧線圈的持續工作時間相同，按規定為2小時。
（3）零ling序xu阻zu抗kang零ling序xu阻zu抗kang是shi接jie地di變bian壓ya器qi的de重zhong要yao參can數shu，對dui於yu繼ji電dian保bao護hu限xian製zhi單dan相xiang接jie地di短duan路lu電dian流liu及ji抑yi製zhi過guo電dian壓ya等deng都dou有you重zhong要yao影ying響xiang。對dui於yu無wu二er級ji線xian圈quan的de曲qu折zhe形xing（Z 型）以及星性/開口三角形聯結的接地變壓器隻有1個阻抗，即零序阻抗，這樣製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ge重zhong要yao性xing能neng參can數shu，對dui於yu帶dai有you二er次ci線xian圈quan的de接jie地di變bian壓ya器qi，其qi空kong載zai損sun耗hao可ke以yi做zuo到dao與yu同tong容rong量liang的de雙shuang繞rao組zu變bian壓ya器qi相xiang同tong。對dui於yu負fu載zai損sun耗hao，二er次ci側ce滿man載zai運yun行xing時shi，由you於yu一yi次ci側ce負fu荷he較jiao輕qing，其qi負fu載zai損sun耗hao小xiao於yu與yu二er次ci側ce同tong容rong量liang雙shuang繞rao組zu變bian壓ya器qi的de負fu載zai損sun耗hao。
（5）溫升按國標對接地變壓器的溫升有如下規定：
1）額定持續電流下的溫升應符合一般電力變壓器幹式變壓器國標中的規定，但主要適用於二次側經常帶負荷的接地變壓器；
2）對短時負載電流的持續時間在10s以內時(這種情況主要發生在中性點與電阻聯結時)，其溫升應符合國標電力變壓器中對短路條件下的溫升限值的規定；
3）接地變壓器與消弧線圈一起運行時其溫升應符合對消弧線圈溫升的規定：對於持續流過額定電流的繞組溫度為80K，主要適用於星性/開口三角形聯結的接地變壓器；對於額定電流的最大流通時間規定為2h的繞組，規定溫度為100K。
這種情況符合多數接地變壓器的工作條件；對於最大流通時間規定為30min的繞組，規定溫度為120K。上述規定的出發點, 是根據在最嚴重的條件下繞組熱點的最高溫度不超過140℃ ～ 160℃，以保證絕緣的安全運行和不至於嚴重危及絕緣壽命而規定 。
津公網安備12010102000946號
