接地變壓器簡稱接地變。根據(jù)填充介質(zhì)，接地變壓器可分為油變壓器和干變壓器。根據(jù)相數(shù)，接地變壓器可分為三相接地變壓器和單相接地變壓器。接地變壓器的作用是為中性點不接地的系統(tǒng)提供人工中性點，采用消弧線圈和小電阻接地方式，減少配電網(wǎng)接地短路故障時的接地電容器電流大小，提高配電系統(tǒng)的供電可靠性。

引文作者:上海蓋能電氣市場部（專注干式變壓器30年）

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電力系統(tǒng)中的6kV、10kV、35kV電網(wǎng)一般采用中性點不接地的運行方式。電網(wǎng)中的主變壓器低壓側(cè)通常是三角形連接，沒有可接地的中性點。當(dāng)中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線電壓三角形仍然對稱，電力系統(tǒng)可以連續(xù)向用戶供電1~2小時，電容器電流小(小于10A)，不會引起間歇電弧，瞬時接地故障可以自行消失但是，隨著城市電網(wǎng)的擴大和電纜接線的增加，系統(tǒng)對地電容器的電流急劇增加，單相接地后通過故障點的電容器電流大(超過10A)。

電弧不易熄滅，容易引起鐵磁共振過電壓和間隙性電弧接地過電壓，絕緣破損，線路跳閘，事故擴大

具體如下:

單相接地電弧間歇熄滅重燃，會產(chǎn)生電弧接地過電壓，幅度可達4U(U為正常相電壓峰值)或更高，持續(xù)時間長，會對電氣設(shè)備的絕緣造成很大危害，在絕緣薄弱環(huán)節(jié)造成破壞；造成重大損失。

連續(xù)電弧導(dǎo)致空氣離解，破壞周圍空氣絕緣，易發(fā)生相間短路。

產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓，電壓互感器容易燒壞，避雷器損壞，避雷器爆炸。這些后果將嚴重威脅電網(wǎng)設(shè)備的絕緣和安全運行。

為了減少單相接地故障時的對地電容器電流，需要在變壓器的中性點安裝消弧線圈等補償裝置，因此需要人立中性點，以便在中性點連接消弧線圈，減少接地短路斷路電流，提高系統(tǒng)供電的可靠性。

國內(nèi)外使用現(xiàn)狀是什么？

我國的接地變壓器通常采用z型配線(或曲折型配線)，為了節(jié)約投資和變電站空間，通常在接地變壓器上增加第三繞組，代替使用的變壓器，為變電站使用的設(shè)備供電。按照國家《電抗器》的國家標準，接地變壓器的接地方式可以分為直接接地通過電抗器、電阻和消弧線圈進行接地。我國尚未直接使用，但已有電力研究部門開始對此進行探討。國外接地變壓器通常采用z型連接，用于10kV不接地系統(tǒng)，構(gòu)成配電網(wǎng)的接地保護，系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，接地變壓器對正、負電流具有高阻抗性，對零電流具有低阻抗性，接地保護可靠。

三相接地變壓器

三相接地變壓器等變壓器采用z型接線(或曲折型接線)，與普通變壓器的不同之處在于，每相線圈分為兩組，分別繞在該相磁柱上，連接的優(yōu)點是零序磁通可以沿磁柱流通，而普通變壓器的零序磁通可以沿漏磁磁路流通，因此z型接地變壓器的零序阻抗較小(約10Ω)，而普通變壓器則較大。根據(jù)規(guī)定，使用普通變壓器帶消弧線圈時，其容量不得超過變壓器容量的20%。z型變壓器具有90%~100%容量的消弧線圈，接地變化除了消弧線圈外，還具有二次負荷，可以代替車站變化，節(jié)約投資費用。

單相接地變壓器

單相接地變壓器單相接地變壓器主要用于具有中性點的發(fā)電機和Satons變壓器的中性點接地電阻柜，以降低電阻柜的成本和體積。

工作特點是什么？

(1)零序阻抗低，確保零序電流輸出；

(2)勵磁阻抗高，減少空載電流；

(3)空載損耗低，節(jié)約日常運行能耗；

工作原理是什么？

系統(tǒng)發(fā)生單相故障時，接地變壓器的工作原理圖用常用的ZNyn接線說明，接地變壓器在運轉(zhuǎn)中，通過一定大小的零序電流時，通過同一鐵心柱的兩個單相繞組的電流方向相反，大小相等，零序電流產(chǎn)生的磁性相反

當(dāng)接地變壓器出現(xiàn)故障時，中性點可流過補償電流。由于零序阻抗小，零序電流通過時產(chǎn)生的阻抗壓降應(yīng)盡可能小，以確保系統(tǒng)的安全。因為接地變壓器具有零序阻抗低的特點，所以當(dāng)C相發(fā)生單相接地故障時，C相的對地電流I通過大地流入中性點，并將其分成三部分流入接地變壓器，因為流入接地變壓器的三相電流相等，所以中性點N的位移不變，三相線電壓仍保持對稱。

然而，在制造過程中，高壓繞組上下包的匝數(shù)和幾何尺寸不能完全相等，這使得零序電流產(chǎn)生的磁力不能正好相反地抵消，或者產(chǎn)生一定的零序阻抗，通常約為6-10ω。與星形接線的變壓器零序阻抗600ω相比，它的優(yōu)點不言而喻。另外，曲折接地變壓器也能使空載電流和空載損耗盡可能小。與普通星形配線變壓器相比，曲折配線變壓器的每相鐵芯由兩個鐵心柱的繞組構(gòu)成，根據(jù)其向量圖，與普通星形配線變壓器相比，電壓相同時繞組1.16倍。在中性點電阻接地方式下，城市配電網(wǎng)單相接地時，零序阻抗與正序阻抗的幅度差異較大。當(dāng)三相正負序電流流過時，接地變壓器的每個鐵芯柱上的磁勢是分為不同相的兩個繞組磁勢的相量和。三個鐵芯柱上的磁力是一組三相平衡，相位差為120°。產(chǎn)生的磁力可以在三個鐵芯柱上相互形成電路。磁力電阻小，磁力大，感應(yīng)電勢大，呈現(xiàn)大的順序和負阻抗；因此，接地變壓器具有正、負阻抗大、零阻抗小的特點。