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接地变原理讲解

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阅读次数:251    发布时间:2019-9-4 12:29:00
什么是接地变

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。


接地变与普通变压器的区别


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或电阻,此类变压器采用Z型接线(或称曲折型接线),与普通变压器的区别是,每相线圈分成两组分别反向绕在该相磁柱上,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。按规程规定,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%。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。

接地变的工作原理


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,同心柱上两绕组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,由于在同一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,由于很多接地变只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IR= (U为系统相电压,R1为中性点接地电阻)的零序电路.

接地电弧不能可靠熄灭,就会产生的后果


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甚至可能使避雷器爆炸;这些后果将严重威胁电网设备的绝缘,危及电网的安全运行。


什么是正序电流、负序电流、零序电流


负序电流:A相落后B相120°,B相落后C相120°,C相落后A相120°。

正序电流:A相超前B相120°,B相超前C相120°,C相超前A相120°。

零序电流:ABC三相相位相同,哪一相也不领先,也不落后。


三相短路故障和正常运行时,系统里面是正序。  


单相接地故障时候,  系统有正序负序和零序分量。


两相短路故障时候,  系统有正序和负序分量。 


两相短路接地故障时,系统有正序负序和零序分量 


接地变的运行特点


电网正常运行是空载,短路时过载。总之,接地变压器的作用就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。


中性点经消弧线圈接地系统


当由于电气设备绝缘不良、外力破坏、运行人员误操作、内部过电压等任何原因引起的电网瞬间单相接地故障时,接地电流通过消弧线圈呈电感电流,与电容电流的方向相反,可以使接地处的电流变得很小或等于零,从而消除了接地处的电弧以及由此引起的各种危害,自动消除故障,不会引起继电保护和断路器动作,大大提高了电力系统的供电可靠性。


补偿有三种不同的运行方式


补偿有三种不同的运行方式,即欠补偿、全补偿和过补偿


① 欠补偿:补偿后电感电流小于电容电流。  

② 过补偿:补偿后电感电流大于电容电流。  

③ 全补偿:补偿后电感电流等于电容电流。 


中性点经消弧线圈接地系统采用的补偿方式


中性点经消弧线圈接地系统采用全补偿时,无论不对称电压的大小如何,都将因发生串联共振而使消弧线圈感受到很高的电压。因此,要避免全补偿运行方式的发生,而采用过补偿的方式或欠补偿的方式,但实际上一般都采用过补偿的运行方式。


采用过补偿的运行方式主要原因


欠补偿电网发生故障时,容易出现很高的过电压。例如,当电网中因故障或其它原因而切除部分线路后,在欠补偿电网中就有可能形成全补偿的运行方式而造成串联共振,从而引起很高的中性点位移电压与过电压,在欠补偿电网中也会出现很大的中性点位移而危及绝缘。只要采用欠补偿的运行方式,这一缺点是无法避免的。


欠补偿电网在正常运行时,如果三相不对称度较大,还有可能出现数值很大的铁磁共振过电压。这种过电压是因欠补偿的消弧线圈(它的WL>1/3WC0)和线路电容3C0发生铁磁共振而引起。如采用过补偿运行方式,就不会出现这种铁磁共振现象。


 电力系统往往是不断发展和扩大的,电网的对地电容亦将随之增大。如果采用过补偿,原装的消弧线圈仍可以使用一段时间,至多由过补偿转变为欠补偿运行,但如果原来就采用欠补偿的运行方式,则系统一有发展就必须立即补偿容量。


由于过补偿时流过接地点的是电感电流,熄弧后故障相电压恢复速度较慢,因而接地电弧不易重燃。


采用过补偿时,系统频率的降低只能使过补偿度暂时增大,这在正常运行时毫无问题;反之,如果欠补偿,系统频率的降低使之接近于全补偿,从而引起中性点位移电压的增大。


总结


相当于站用变,是将35kV电压变成低压380V供站内蓄电池充电电源,SVG风扇电源,检修灯电源,站内生活用电。


在现代化电网中,广泛采用电缆取代架空线路,而电缆线路的单相接地电容电流远比架空线路的大,因此采用中性点经消弧线圈接地的方式,往往无法消除故障点的电弧,从而无法抑制由此引起的危险的谐振过电压。因此我站中性点采取低电阻接地的运行方式。它接近于中性点直接接地的运行方式,必须装设动作于跳闸的单相接地故障保护。在系统发生单相接地故障时,迅速切除故障线路。

(来源:网络,版权归原作者)

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