Z型接地变压器

Z型接地变压器资料

对于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，只是每相铁芯上的绕组分为上、下相等匝数的两部分，接成曲折形连接。接线方式不同，又分为ZN，yn1和ZN，yn11两种形式。

Z型接地变压器同一柱上两半部分绕组中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。

适用范围

适用于容量为220千伏安及以下，电压为35千伏及以下的油浸式Z型接地变压器。

接地变压器原理图：

对于35KV、66KV配电网，变压器绕组通常采用Y接法，有中性点引出，就不需要使用接地变压器。对于6KV、10KV配电网，变压器绕组通常采用△接法，无中性点引出，这就需要用接地变压器引出中性点。接地变压器的作用就是在系统为△型接线或Y型接线中性点未引出时，用于引出中性点以连接消弧线圈。

接地变压器采用Z型接线（或者称曲折型接线），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10Ω），空载损耗低，变压器容量可以利用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

一般系统不平衡电压较大时，Z型变压器的三相绕组做成平衡式，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应为消弧线圈容量与二次负载容量之和。

变压器Z型接线

忽然发现自家变电站的站用变用的是Z型接线，但是自己大学又没学过，所以上网搜了一下，整理了一遍，留待以后学习用……

对于35KV、66KV配电网，变压器绕组通常采用Y接法，有中性点引出，就不需要使用接地变压器。对于6KV、10KV 配电网，变压器绕组通常采用△接法，无中性点引出，这就需要用接地变压器引出中性点。接地变压器的作用就是在系统为△型接线或Y型接线中性点未引出时，用于引出中性点以连接消弧线圈。

接地变压器采用Z型接线（或者称曲折型接线），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10Ω），空载损耗低，变压器容量可以利用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型变压器的三相绕组做成平衡式，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应为消弧线圈容量与二次负载容量之和。

接地变的最大功能就是传递接地补偿电流。

Z型接地变压器的接线图见图1及图2，共有两种接线方式，分别是ZNyn11和ZNyn1，其降低零序阻抗的原理是：在接地变压器三相铁芯的每一相都有两个匝数相同的绕组，分别接不同的相电压。当接地变压器线端加入三相正、负序电压时，接地变压器每一铁芯柱上产生的磁势是两相绕组磁势的向量和。三个铁芯柱上的合成磁势相差120°，是一组三相平衡量。三相磁通可在三个铁芯柱上互相形成磁通路，磁阻小、磁通量大、感应电势大，呈现很大的励磁阻抗。当接地变压器三相线端加入零序电压时，在每个铁芯柱上的两个绕组产生的磁势大小相等，方向相反，合成的磁势为零，三相铁芯柱上没有零序磁通。零序磁通只能通过外壳和周围介质形成闭合回路，磁阻很大，零序磁通很小，所以零序阻抗也很小。

图1Z型接地变压器接线图及向量图(ZNyn11)

图2z型接地变压器接线图及向量图(ZNyn1)

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，引出中性点用于加接消弧线圈，该变压器采用Z型接线（或称曲折型接线），与普通变压器的区别是每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着漏磁磁路流通，所以Z型接地变压器的零序阻抗很小（10Ω左右），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，其容量不得超过变压器容量的20%，而Z型变压器则可带90% ～100%容量的消弧线圈，接地变除可带消弧圈外，也可带二次负载，可代替所用变，从而节省投资费用。

有载调节消弧线圈

（1）消弧线圈的调流方式：一般分为3种，即：调铁芯气隙方式、调铁芯励磁方式和调匝式消弧线圈。目前在系统中投运的消弧线圈多为调匝式，它是将绕组按不同的匝数，抽出若干个分接头，将原来的无励磁分接开关改为有载分接开关进行切换，改变接入的匝数，从而改变电感量，消弧线圈的调流范围为额定电流的30～100%，相邻分头间的电流数按等差级数排列，分头数按相邻分头间电流差小于5A来确定。为了减少残流，增加了分头数，根据容量不同，目前有9档—14档，因而工作可靠，可保证安全运行。消弧线圈还外附一个电压互感器和一个电流互感器。

（2）消弧线圈的补偿方式：一般分为过补、欠补、最小残流3种方式可供选择。

a. 欠补：指运行中线圈电感电流IL小于系统电容电流IC的运行方式。当0＜IC-IL≤Id，（Id为消弧线圈相邻档位间的级差电流），即当残流为容性且残流值≤级差电流时，消弧线圈不进行调档。若对地电容发生变化不满足上述条件时，则消弧线圈将向上或向下调节分头，直至重新满足上述条件为止。

b. 过补：指运行中电容电流IC小于电感电流IL的运行方式。当IC-IL＜0，且│IC-IL│≤Id，即在残流为感性且残流值≤级差电流时，消弧线圈不进行调档。若对地电容发生变化不满足上述条件时，则消弧线圈的分接头将进行调节，直至重新满足上述条件为止。

c. 最小残流：在│IC-IL │≤1/2 Id时，消弧线圈不进行调节；当对地电容变化，上述条件不满足时进行调节，直至满足上述条件。在这种运行方式下，接地残流可能为容性，也可能为感性，有时甚至为零（即全补），但由于加装了阻尼电阻，中性点电压不会超过15%相电压。

6.3 限压阻尼电阻箱

在自动跟踪消弧线圈中，因调节精度高，残流较小，接近谐振（全补）点运行。为防止产生谐振过电压及适应各种运行方式，在消弧线圈接地回路应串接阻尼电阻箱。这样在运行中，即使处于全补状态，因电阻的阻尼作用，避免产生谐振，而且中性点电压不会超过15%相电压，满足规程要求，使消弧线圈可以运行于过补、全补或欠补任一种方式。阻尼电阻可选用片状电阻，根据容量选用不同的阻值。当系统发生单相接地时，中性点流过很大的电流，这时必须将阻尼电阻采用电压、电流双重保护短接。

6.4 调谐和选线装置

自动调谐和选线装置是整套技术的关键部分，所有的计算和控制由它来实现，控制器实时测量出系统对地的电容电流，由此计算出电网当前的脱谐度ε，当脱谐度偏差超出预定范围时，通过控制电路接口驱动有载开关调整消弧线圈分接头，直至脱谐度和残流在预定范围内为止。系统发生单相接地时，将系统PT二次开口三角处的零序电压及各回路零序电流采集下来进行分析处理，通过视在功率、零序阻抗变化、谐波变化、五次谐波等选线算法来进行选线。