浅析中性点经小电阻接地电网中Z形接地变压器.pdf

第42卷第2期
Vol 42 No.2
2005年2月
February 2005
浅析中性点经小电阻接地电网中Z形接地变压器
戴靖波
(广东韶关钢铁集团公司,广东韶关512123
摘要:简介了接地变压器的基本原理,分析了中性点经小电阻接地电网中接地变的运行特点,介绍了接地变
不带二次側负荷容量的计算方法,并给出了计算实例。
关键词:接地变压器;中性点接地;运行;特点;容量;计算
中图分类号:TM402
文献标识码:B
文章编号:1001-8425(2005)02-0018-04
接地电阻。这种特制星形接线的三相变压器就是下
1前言
面要详细分析的接地变压器(简称接地变
我国电力系统中的6kV~35kV电网一般都采用
中性点不接地的运行方式。电网中主变压器配电を3接地变
压侧一般为三角形接线,没有可供接地电阻的中性3.1接地变的结构特点
点。当中性点不接地系统发生单相接地故障时,线
接地变三相铁心的每个心柱上的绕组被平均分
电压三角形仍然保持对称,对用户继续工作影响不为两段,两段绕组极性相反,三相绕组按Z形联结
大,并且电容电流较小(小于10A)时,一些瞬时性接法接成星形接线。如图1所示。
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。由于该运行方式结构简
单、投资少,因此在我国电网发展的初期阶段一直
采用这种接地运行方式,并起到了很好的作用。
Br
2事故的原因分析
随着电网的不断发展,特別是城市电网中电缆
B2
电路的增多,电容电流越来越大(超过10A),此时接
地电弧不能可靠熄灭,就会产生以下后果
tutsi
(1)单相接地电弧发生间欻性的熄灭与重燃,
会产生弧光接地过电压,其幅值可达4U(U为正常
O
相电压峰值)或更高,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;
图1绕组接线图
(2)出于持续电弧造成空气的离解,破坏了周
ig. 1 Winding connection diagram
围空气的绝缘,容易发展成相间短路
从图1可见,接地变由六个绕组组成,每一铁心
(3)产生铁磁谐振过电压,容易烧坏电压互感柱上有两个绕组,然后反极性串联成星形绕组。即
器并引起避雷器爆炸。
A,绕组的末端与C2绕组的末端相连。同样,B绕组
这些后果将严重成胁电网设备的绝缘,危及电末端与A2绕组末端相连,C绕组末端与B2绕组末
网的安全运行。为了防止上述事故的发生,为系统端相连,然后A2、B2、C2的首端相连则形成接地变的
提供足够的零序电流和零序电压,使接地保护可靠中性点O。
动作,需人为建立一个中点性,以便在中性点接入3.2按地变各绕组间的相量关系
按地电阻。解決方法就是在6kV~35kV母线上接入
接地变各绕组间的相量关系如图2所示,出图
一个特郝数擦地的三相变压器,在它的中性点接2可知每相绕组中的两个绕组的夹角是120°,其相
第2期
戴靖波:浅析中性点经小电阻接地电网中Z型接地变压器
A
ABC
B
图3接地变接入系统接线图
图2各绕组间的相量关系
Fig 3 Connection diagram of cut-in system in
Fig 2 Vector diagram among windings
grounding transform
电压符合星形绕组联结法。例1说明了接地变各绕
4.1.1接地电网和不接地电网中性点的位移电压的
组间的电压关系
分析和比较
例1]若Ua=1050∠30°V、则U._1050∠30°
电网在正常运行时中性点的位移电压可以用下
3∠30°
式表示:
6070∠30°V,于是有:
十
_6070
3505V
式中びい一中性点位移电压,kV
其中,びo为线电压;U为相电压;U、Ua、
Ua一系统相电压,kV
K一电网的不对称度。正常运行情况下,配
Un、Ug、Ual、Ua』分别为A、B.C相绕组
电网的不対称度很小。架空线路的K
电压。
般在1.5%以下,个別情况达2.5%以
3.3接地变的电磁特性
对正序、负序电流呈现高阻抗(相当于励磁阻
电缆线路的K更小
抗),绕组中?流过很小的励磁电流。出于每个铁心
dl一电网的阻尼率
对于中性点不接地的电网,电网的阻尼率
柱上两段绕组绕向相反,同心柱上两绕组流过相等
的零序电流时,炳绕组产生的磁通相互抵消,所以对
零序电流呈现低阻抗(相当于漏抗)零序电流在绕。式中g一每相对地泄漏电导
组上的压降很小。也即当系统发生接地故障时,在绕
Co一每相对地电容
组中将流过正序、负序和零序电流。该绕组对正序和
角频率,rad
负序电流呈现高阻抗,而对零序电流来说,出于在同
中性点不接地电网的阻尼率一般在2%~5%范
一相的两绕组反极性串联,其感应电动势大小相等
围内。
方向相反,正好相互抵消,因此呈低阻抗
对于中性点经小电阻接地电网、=3at(I/R2
4中性点经小电阻接地电网中接地变的运
3OC
行特点
由于3g中性点
图3为接地接入系统的接线图。如前所述,其小电阻接地电网的阻尼率一般在1~4的范围。
B1、C1绕组首端抽头后接入系统,A2、B2,C2绕组
由式(1)可知,中性点位移电压与电网的不对
的首端相连后,就为系统人为建立.一个中性点O,中称度K有关,也与电网的阻尼率d有关。在中性点
性点经电阻Rn接地,为6kV-35kV电网接地运行提经小电阻接地电网中,出于中性点接地的强阻尼作
供了中性点。
用,使其中性点位移电压远小于中性点不接地电网
4.1接地电网正常运行时接地变相当于空载运行的中性点位移电压
状态
万方数据
例2)设在一10.5kV配电网中,单相接地电容