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1、接地变压器设计培训简明教程 曾祥军 第一部分 接地变概述 一.什么是接地变压器？（1）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三相接地变：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（10Q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
2、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。（2）接地变压器的主要特点是：A考虑到各铁心柱上的磁势平衡，绕组采用曲折形接线。 由于是短时有负载运行，电流密度可选大些。B这种变压器在电网正常运行时，长期处于空载状态，空载 损耗应尽可能小些，在电网电压允许升高的范围内，其铁心也要处于 不饱和状态；也要求避免磁路饱和，所以，铁心的磁通密度要取小些。C流过这种变压器绕组的负载电流是零序电流，所以变压器的零序阻抗是较重要的，一般每相零序阻抗的不平横度要小二接地变压器的参数与标注10KV级接地变压器主要
3、数据如下（6.3KV级没标） SJD9-100/10 _0.4 （带二次绕组）SJD9-100/10 （不带二次绕组）与普通变压器一样也由下列参数进行描述：序号型号额 定一次电压 额定中性点电流 额定容量 零序阻抗 绝缘水平 联结 组别重量（kg ）外型尺寸轨距（KV） （A） （KVA）多一相参数：零序阻抗（0/相） （KV）它参照标准：GB10229 IEC289 ZBK41003 SBK/QB0三.系统短路运行工况三接地变联结方式：常用方式为Znyn11Zn方式三相理接地变压器楼线原理图带二次统垠不带二次袋组单相楼地变压器 接线原理图_OLLif?OLLif?.o -接地变压器相量及电压
4、关系推导：电压关系推导：由向量图知：根据正弦定理Ubc2/Sin30=Uob/Sin120(1)Ubc2= Uob *Sin30/ Sin120= Uob/SQRT3（2）由于线电压是相电压的根号3倍，所以:Uob=U 线 / SQRT3（3）将式（3）代入式（2）化简则有:Ubc2= U 线/3在Z接变压器中，高压半相线圈的相电压=线电压的1/3其中参数说明：Ubc2 为Z接变压器高压半相线圈相电压Uob为Z接变压器高压整相线圈相电压为Z接变压器高压整相线圈线电压四接地变压器参考图片五 接地变压器短路容量问题根据IEEC规定的C62.92.3标准关于过载系数的规定 换算变压器的短时容量与持续
5、容量的规定：计算如下过载时间（短时容量/持续容量）倍数计算举例：1 .一台接地变压器接有10欧姆，600安接地电阻，变压器高 压侧额定线电压10.5千伏，计算变压器短时与持续容量？答：变压器中性点允许短路电流600安，则流过每相的绕组 的短路电流=600/3=200安该变压器短时容量为：S短时容 量=1.732*10.5*200=3637KVA在小电阻接地系统中，接地变压器与接地电阻允许10 s，查 表过载系数为10.5，则换到持续运行变压器容量为：S额定容量 =S短时容量/过载系数=3637/10.5=346KVA 设计取 350KVA即：350KVA的变压器可满足，系统承受600安的电流持
6、 续10 s情况下短路运行。第二部分接地变的设计参数选取1.电流密度的选取：带二次负载的变压器，按正常变压器选取值选：对铜线：油变3.0干变2.8对铝线：油变2.1干变1.8不带二次负载的变压器：对铜线：油变3.2干变2.9对铝线：油变2.2干变1.92铁心截面带二次负载的变压器，按正常变压器选取值选不二次负载的变压器，按正常变压器容量1/2或2/3选取3磁密选取对油变或干变，按正常设计的磁密值93 - 95%选取，保证特殊情况下不过激磁4. 温升的控制对油变或干变：线圈温升比正常控制低6-10K -1，油顶层温升=50K5. 零序电抗值：（推荐值，用户要求按用户）10KV818欧姆（允许正负
7、10%偏差）20-35KV 1025欧姆（允许正负10%偏差）6. 空载损耗用户有要求，按用户要求，没有则按同容量的S9系列产品高10-20%对干变，没有则按同容量的S9系列产品高10-20%6.空载电流：用户有要求，按用户要求，没有则按同容量的S9系列产对干变，没有则按同容量的S9系列产品要求。7 负载损耗：用户有要求，按用户要求，没有则按同容量的S9 系列产品高1020%对干变，没有则按同容量的S9系列产品要求8 零相出线截面要求 用户有要求，按用户要求。没有要求按常 规容量变压器的相电流1.3 1.5倍选取.9.线圈结构：二次侧放内，Z接高压双半只线圈结构，对油变 -1常用是辐向排列对干
8、变常用是分段轴向排列。10. 安装轨距及其它：油变参照国家标准要求11. 干变的风机及外壳：首先按用户的要求，250KVA常不配置第三部分接地变计算方法铁心及空载损耗、负载损耗温升按通用常规方法计算.2.绝缘距离的选取原则上按同规格的普通变选取，结合工艺安全系数在同规格的变压器上加1.1 1.20倍3.Z接高压线圈匝数计算:变压器为SJD-Znyn11假设高压系统线电压U ，低压U2V低压每匝伏数为et :曲折半部分线圈相电压：=U线/3半部分线圈匝数=U线/(3*et)全部分匝数=2 U /(3*et)举例以SJD 315/350.38 Znyn11系统线电压35000V，低压 380V若低
9、压34et=380/( 1.732*34)=6.4527曲折半部分线圈匝数：W半=35000/(3*6.4527)=1808W=2* W 半=2*1808=36164零序电抗计算:(1)Z接高压双半线圈辐向排 每相零序电抗按下列公式计Uk=49.6*f*w*w*D*p/(Hk*100000000)(单位：欧姆)(单位：平方厘米)Hk:绕组电抗高，p :洛氏系数W:绕组半部分匝数D=a1* r1/3+a12*r12+a2*r2/3f ：频率a1、a2 :两半部分绕组辐向宽r1、r2两半部分绕组平均半径a12绕组间空道辐向宽r12 :绕组空道平均半径以上尺寸单位均为厘米(2 )高压双半线圈辐向排，低压在内侧或中间Ux%=0.5(Ux12+Ux13)-0.167Ux23Ux12:低压线圈与高压第1半线圈的电抗Ux13:低压线圈与高压第2半线圈的电抗Ux23 :高压线圈两个半相线圈间的电抗5变压器线圈结构布置方式常规油变：(1)带二次侧：采用(辐向)低压+主油道+高压1 +油道+高压2(2)不带二次侧：采用(辐向)高压1 +油道+高压2常规干变：考虑浇注方便：采用轴向分裂式，中间垫气道,见图 !对高零序阻抗变压器：采用高压1+油道+低压线圈+油道 +高压26 高压引线 油变参照下图出线方式，分半线圈绕向相同
