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变电运维必须要掌握的接地变原理及作用

随着城市建设发展的需要和供电负荷的增加，许多地方正在城区

建设110/10kV终端变电所，一次侧采用电压110kV进线，随着城网

改造中杆线下地，城区10kV出线绝大多数为架空电缆出线，10kV配

电网络中单相接地电容电流将急剧增加。

根据国家原电力工业部《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

规定，3—66KV系统的单相接地故障电容电流超过10A时，应采用消

弧线圈接地方式。一般的110/10kV变电所，其变压器低压侧为△接线，

系统低压侧无中性点引出，因此，在变电所设计中要考虑10kV接地变

的设置。

1接地变的原理

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。

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。

2接地变的作用

接地变专为消弧线圈所设，一般消弧线圈装设在小电流接地系统

的变压器三角形侧，用来补偿电网单相接地时的接地电容电流。但变

压器的三角形侧没有中性点，接地变就是为安装消弧线圈提供人为中

性点的。

我国电力系统中，的6kV、10kV、35kV电网中一般都采用中性

点不接地的运行方式。电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法，

没有可供接地电阻的中性点。

当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形仍然保

持对称，对用户继续工作影响不大，并且电容电流比较小（小于10A）

时，一些瞬时性接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。由于该运行方式简单、投资少，所以在我国

电网初期阶段一直采用这种运行方式，并起到了很好的作用。