接地变压器的原理及参数设置

接地变压器简称接地变，根据填充介质，接地变可分为油式和干式；根据相数，接地变可分为三相接地变和单相接地变。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。

为适应配电网采用消弧线圈接地补偿的需要，同时也能满足变电站站用动力与照明负载的需要，选用Z型接线连接的变压器，需要合理设置接地变压器的主要参数。额定容量。接地变压器一次侧容量与需要与消弧线圈容量相配套。依据现有消弧线圈的容量规格，建议把接地变压器容量设为消弧线圈容量的1.05-1.15倍。如1台200kVA消弧线圈所配用的接地变压器容量为215kVA。

中性点补偿电流的持续时间应与消弧线圈的持续工作时间相同，按规定为2小时。零序阻抗是接地变压器的重要参数，对于继电保护限制单相接地短路电流及抑制过电压等都有重要影响。对于无二级线圈的曲折形（Z型）以及星性/开口三角形联结的接地变压器只有1个阻抗，即零序阻抗，这样制造部门能满足电力部门的要求。损耗是接地变压器的1个重要性能参数，对于带有二次线圈的接地变压器，其空载损耗可以做到与同容量的双绕组变压器相同。对于负载损耗，二次侧满载运行时，由于一次侧负荷较轻，其负载损耗小于与二次侧同容量双绕组变压器的负载损耗。

温升方面，额定持续电流下的温升应符合一般电力变压器干式变压器国标中的规定，但主要适用于二次侧经常带负荷的接地变压器；对短时负载电流的持续时间在10s以内时（这种情况主要发生在中性点与电阻联结时），其温升应符合国标电力变压器中对短路条件下的温升限值的规定；对于持续流过额定电流的绕组温度为80K，主要适用于星性/开口三角形联结的接地变压器；对于额定电流的最大流通时间规定为2h的绕组，规定温度为100K。这种情况符合多数接地变压器的工作条件；对于最大流通时间规定为30min的绕组，规定温度为120K。