接地变压器中的问题——牛法学习总结

接地变压器学习总结一、接地变压器关键要点接地变压器核心在于“电流”，正常时电压低、电流小，发生单相短路时变压器或发电机中心点电压为相电压。其额定容量计算有特定情况，额定容量是额定电压乘以额定电流（单相变压器公式$S_e = U_e×I_R$ ），但实际运行中一次侧电压是相电压，实际功率为$P=frac{U_e}{sqrt{3}}×I_R$ 。接地变不在额定电压下运行，计算额定功率却用额定电压，这是易混淆之处。做接地计算时要围绕电流$I_R$进行。二、Z型变压器（一）采用原因在低电阻接地时采用Z型变压器，因其接线方式赋予它低零序电抗特性，使零序电流能顺畅通过。（二）原理证明采用复数方法，以磁柱分析法，把变压器看成三个单相变压器。设A相磁柱上$U_A^1 = U_1e^{jwt}$，$U_A^2 = U_2e^{jwt}$ ，B、C相磁柱有类似结果。根据图3接线，将相量叠加得$U_A = U_A^1 - U_C^2$，$U_B = U_B^1 - U_A^2$，$U_C = U_C^1 - U_B^2$ 。若绕组圈数相同，$U_1 = U_2$ 。出现单相故障时，零序电压在各磁柱上代入公式（5）会互相抵消，从而降低零序电感。三、接地变理论（一）原理构建中性点：在三角形接线的配电系统中，需借助接地变压器构建系统中性点，主要分为Z型接地变压器（ZN，ZN，yn）和星形/三角形接线变压器（YN，d），目前Z型接地变压器应用广泛。结构特点：Z型接地变压器结构与普通三相芯式电力变压器相似，每相铁芯上绕组设计成上、下相等匝数两部分并接成曲折形连接，这种接线赋予其低零序电抗特性，使零序电流顺畅通过，中性点接入消弧线圈时补偿电流能自由流通。配备绕组：可配备低压绕组，接成星形中性点接地（yn）等方式满足多种需求，有油浸式和干式绝缘两种类型，树脂浇注式干式绝缘变压器性能优良。适用范围：适用于容量220千伏安及以下、电压35千伏及以下油浸式变压器。35KV、66KV配电网变压器绕组通常Y接法引出中性点，无需额外接地变压器；6KV、10KV配电网变压器绕组多△接法无中性点引出，需接地变压器引出中性点连接消弧线圈。系统不平衡电压显著时，Z型变压器三相绕组设计成平衡式；不平衡电压较小时，如全电缆网络，中性点制造30V至70V不平衡电压适应测量需要。接地变压器不仅可连接消弧线圈，还可携带二次负载替代站用变压器，携带二次负载时一次容量需涵盖消弧线圈容量与二次负载容量之和。（二）作用为消弧线圈提供中性点：专为消弧线圈设计，消弧线圈装设在小电流接地系统变压器三角形侧，变压器三角形侧无中性点，接地变为其提供中性点。应对电网发展问题：我国6kV、10kV、35kV电网初期采用中性点不接地运行方式，主变压器配电电压侧三角形接法无中性点供接地电阻使用。单相接地故障时线电压三角形对称，对用户影响小，电容电流小（通常小于10A），瞬时性接地故障可自行恢复，提高供电可靠性。但随着电力发展，城市电网电缆线路增多，电容电流增大（超过10A），接地电弧可能无法可靠熄灭，引发一系列问题：弧光接地过电压：单相接地电弧间歇性熄灭与重燃会产生弧光接地过电压，峰值高达4U（U为正常相电压峰值），持续时间长，威胁电气设备绝缘，可能导致绝缘薄弱处击穿。相间短路：持续电弧使空气离解，破坏绝缘性能，引发相间短路。铁磁谐振过电压：可能烧坏电压互感器，导致避雷器损坏甚至爆炸，威胁电网设备绝缘和安全运行。保障接地保护可靠动作：为应对上述风险，确保接地保护可靠动作，提供足够零序电流和零序电压，需人为构建中性点并接入接地电阻，接地变压器应运而生。它通过构造低阻抗中性点接地电阻解决问题，对正序和负序电流呈高阻抗，零序电流呈低阻抗。实际应用中多数接地变无二次，电网正常运行时空载，故障时短时过载。单相接地故障时，高灵敏度零序保护迅速判断并短暂切除故障线路，接地变中性点接地电阻和本身通过零序电路，遵循$I_R$（U为系统相电压，$R_1$为中性点接地电阻，$R_2$为接地故障附加电阻）规律。支持消弧线圈及替代设备：接地变目的在于创建中性点连接接地电阻，系统接地故障时保障接地保护可靠动作。在系统△型接线或Y型接线中性点无法引出时发挥作用，Z型接线使零序磁通沿磁柱流通，降低零序阻抗（约10Ω），普通变压器零序磁通沿漏磁磁路流通，零序阻抗大得多。Z型变压器能支持高达90%至100%容量的消弧线圈，普通变压器只能带不超过20%容量的消弧线圈。此外，接地变不仅可带消弧线圈和二次负载，还能替代所用变，节省投资成本。四、学习感悟很多学员多年过不了关，一个原因是过于相信老师。学习要掌握知识，掌握知识的底层逻辑非常重要。不能仅为了考试而学习，若事情持续时间短可按老师说的做，若持续时间两个月以上，就不能只考虑考试。明白底层逻辑才能取得好效果