接地变兼站用变的探讨「精编推荐].doc

学术论文接地变兼站用变的探讨李映龙重庆松藻煤电公司水电气管理所2012年10月15日接地变兼站用变的探讨李映龙（松藻煤电公司水电气管理所）摘要：我所部分老变电站使用一台站用变压器，当站用变所在母线停电时，全站将失去站 用电源，为保证供电的可靠性和变电站运行的安全性，需对变电站增设站用变压器，考虑到 这些变电站在进行电容电流治理， 接地变是人为的制造一个中性点 用来连接接地电阻 但系统发生接地故障时 对正序、负序电流呈高阻抗 对零序电流呈低阻抗性使接地保护可 靠动作同时接地变可以兼用站用变，及解决了 6kV电压系统没有中性点的问题，又为变电 站提供了占用电源关縫字：接地变 站用变 中性点不接地系统 自动跟踪消弧线圈1、前言我矿区35RV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式电网中主变压器配电电压侧 一般为三角形接法,没有可供接地电阻的中性点当中性点不接地系统发生单相接地故障时, 线电压三角形仍然保持对称，对用户继续工作影响不大，并且电容电流比较小（小于10A） 时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的但是随肴电力事业口益的壮大和发展，这中简单的方式已不在满足现在的需求，现在城 市电网中电缆电路的增多，电容电流越来越大（超过10A），此时接地电弧不能可靠熄火， 就会产生以下后果。

1）单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4U（U为正常相电压峰值）或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在 绝缘薄弱处形成击穿；造成重大损失2） 由于持续电弧造成空气的离解，拨坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路；3） 产生铁磁谐振过电压，容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏哄至可能使避雷器 爆炸这些示果将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行为了防止上述事故的发生, 为系统提供足够的零序电流和零序电压，使接地保护可靠动作，需人为建立一个中性点，以 便在中性点接入接地电阻接地变压器（简称接地变）就在这样的情况下产生了2、关于接地变压器接地变就是人为制造了一个中性点接地电阻，它的接地电阻一般很小（一般要求小于5 欧）另外接地变有电磁特性，对正序负序电流呈高阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流 由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反，同心柱上两绕纽•流过相等的零序电流呈现低阻抗，零 序电流在绕组上的压降很小也既当系统发生接地故障时，在绕组中将流过正序、负序和零 序电流该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗，而对零序电流来说，由于在同相的两绕组 反极性串联，其感应电动势大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。

接地变的 工作状态，由于很多接地变以提供中性点接地小电阻，而不需带负载所以很多接地变就是 属于无二次的接地变在电网正常运行时，接地变相当于空载状态但是，当电网发生故障 时，只在短时间内通过故障电流，中性点经小电阻接地电网发生单相接地故障时，高灵敏度 的零序保护判断并短时切除故障线路,接地变只在接地故障至故障线路零序保护动作切除故 障线路这段时间内起作用，其中性点接地电阻和接地变才会通过电流根据上述分析，接地 变的运行特点是；长是空载，短时过载总Z,接地变是人为的制造一个中性点，用来连 接接地电阻当系统发生接地故障时，对正序负序电流呈高阻抗，对零序电流呈低阻抗性使 接地保护可靠动作3、接地兼站用变压器的结构由前面所述，在三角形接线的配电系统，要造成系统的中性点，必须接入接地变压器 接地变压器有二种：Z型接地变压器（ZN、ZN, yn）和星形/三角形接线变压器（YN, d） 现在，多用Z型接地变压器，其中性点可接入消弧线圈Z型接地变压器，在结构上与普通三相芯式电力变压器相同，只是毎相铁芯上的绕组分 为上、下相等匝数的两部分，接成1111折形连接接线方式不同，又分为ZN, ynl和ZN, ynll 两种形式。

Z型接地变压器同一柱上两半部分绕纽冲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当Z型接地变压器中性点接入消弧线圈时，可使消弧线圈 补偿电流自由地流过，因此Z型变压器广为采用作接地变压器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，作为所用变 压器使用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接地变压器原理图：不带二次绕组带二次绕组（a） （b）图1三相Z型接地变压器接线原理图接地变压器采用Z型接线（或者称1111折型接线），即每一相线圈分别绕在两个磁柱上，两相绕组产生的零序磁通相互抵消，因而Z型接地变压器的零序阻抗很小（一般小于10Q ）, 空载损耗低，变压雅容量可以利用90%以上而普通变压器零序阻抗要大很多，消弧线圈容 量一般不应超过变压器容量的20%,由此可见，Z型接线的变压器作为接地变压器是一种比 较好的选择一般系统不平衡电压较大时，Z型变压器的三相绕纽•做成平衡式，就可以满足测量需要 当系统不平衡电压较小时（例如全电缆网络），Z型变压器的中性点要做出30V〜70V的不平 衡电压以满足测量需要接地变压器除可带消弧线圈外，也可带二次负载，代替站用变。

在带二次负载时，接地 变压器的一次容量丿"为消弧线圈容最与二次负载容最Z和该次购进的为一台站用兼接地变压器,型号为DKSCB-1200/35-800/0. 4在电场的设计中，380V母线分I、II两段，设分段开关，#1、#2站用兼接地变互为暗 备用接线，对于成组出现的负荷，如USP电源、右•流系统电源、二次交流屏电源等均分别接 于I、II母线上根据负荷计算，站用变容量选择为120KVA,由于木工程需预留两台 800KVA/380V柴油发电机，该发电机将分别接在两段380V母线上，分别通过俎和#2站用变压至35KV,送至风电场偏航电机用电，因此站用变容量均按800KVA选择根据短路容量的大小接地变容量选择为dOOKVAo所以该变压器的总容最设为1200KVAo4、中性点经低阻抗接地在以电缆为主体的35KV、1OKV电网，由于电缆的对地电容较大，随着线路长度的增加, 单相接地电容电流也随Z增大，采川消弧线圈补偿的方法很难冇效地熄灭接地处的电弧同 时由于电缆线路发生瞬时性故障的概率很小，如带单相接地故障运行时间过长，很他那个一 造成故障扩大而形成相间短路，使设备进一步损坏，共至引起火灾考虑到供电可靠性的要 求，故障时撫态电压、舒态电流对设备的影响，对通信线路的煤响，继电保护的技术要求以 及木地的运行经验等，可采用经低值电阻的接地方式。

采川该方式时，为限制接地相的电流，减少对周围通信线路的干扰，中性点接地电阻的 大小以限制接地相电流不超过600〜1000A的范围内为宜5、结束语接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y型接线中性点无法引出时•，引出中性点用于 连接消弧线圈接地变压器采用Z型接线（或称曲折型接线，如图所示），与普通变压器的区别是每一相 线圈分别绕在两个磁柱上，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 磁通是沿肴漏磁磁路流通，所以Z型接地变压器的零序阻抗很小（＜10Q=,而普通变压器 要大得多因此规程规定，用普通变压器带消弧线圈时，消弧线圈容量不得超过变压器容量 的30%,而Z型变压器则可带90%-100%容量的消弧线圈，同时兼用站用变更节省了投资。