配电变压器的接地分析——【变压器资料】
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变压器接法详解常见的变压器绕组有二种接法,即“三角形接线”和“星形接线”;在变压器的联接组别中“D表示为三角形接线,“Yn”表示为星形带中性线的接线,Y表示星形,n表示带中性线;“11”表示变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度(或超前30度)。
变压器的联接组别的表示方法是:大写字母表示一次侧(或原边)的接线方式,小写字母表示二次侧(或副边)的接线方式。
Y(或y)为星形接线,D(或d)为三角形接线。
数字采用时钟表示法,用来表示一、二次侧线电压的相位关系,一次侧线电压相量作为分针,固定指在时钟12点的位置,二次侧的线电压相量作为时针。
“Yn,d11”,其中11就是表示:当一次侧线电压相量作为分针指在时钟12点的位置时,二次侧的线电压相量在时钟的11点位置。
也就是,二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度(或超前30度)。
变压器二个绕组组合起来就形成了4种接线组别:“Y,y”、“D,y”、“Y,d”和“D,d”。
我国只采用“Y,y”和“Y,d”。
由于Y连接时还有带中性线和不带中性线两种,不带中性线则不增加任何符号表示,带中性线则在字母Y后面加字母n表示。
n表示中性点有引出线。
Yn0接线组别,UAB与uab相重合,时、分针都指在12上。
“12”在新的接线组别中,就以“0”表示。
(一)变压器接线组别变压器的极性标注采用减极性标注。
减极性标注是将同一铁心柱上的两个绕组在某个瞬间相对高电位点或相对低电位点称为同极性,标以同名端“A”、“a”或“•”.采用减极性标注后,当电流从原绕组“A”流入,副绕组电流则由“a”流出。
变压器的接线组别是三相权绕组变压器原,副边对应的线电压之间的相位关系,采用时钟表示法。
分针代表原边线电压相量,并且将分外固定指向12上,时针代表对应的副边线电压相量,指向几点即为几点钟接线。
变压器空载运行中,Yyn0接线组别高压侧为“Y”接线,激磁电流为正弦波。
由于变压器磁化曲线的非线性,铁芯磁通为平顶波,含有三次谐波成分较大,对于三芯柱铁芯配变,奇次磁通无通路,只有通过空气隙、箱壁、夹紧螺栓形成通路,这样就增加了磁滞及涡流损耗;Dyn11接线中,奇次谐波电流可在高压绕组内环流,这样铁芯中的磁通为正弦波,不会产生前者的损耗。
配电变压器台区接地故障对低压系统暂态转移过电压分析摘要:如果现场10kV配变保护接地与低压工作接地采用共用方式,在其高压侧发生接地故障时产生的故障过电压会转移至低压系统侧,使低压配电线路甚至低压设备外壳带有对地过电压,造成人身触电隐患。
关键词:配电变压器台区;接地故障;低压系统;暂态转移过电压前言10kV/0.4kV配电变压器(简称配变)外壳保护接地与低压系统工作接地的设置方式,涉及安全、技术与经济等多方面因素。
若保护接地与工作接地共地,则当配变台区发生接地故障(如中压相线碰壳、避雷器击穿、引下线搭接横担等)时,故障过电压会通过共用接地极转移至低压系统,甚至通过保护接地线(PE线或者PEN线)传递至低压设备外壳处,引发绝缘击穿、设备损毁、人身触电、电气火灾等事故,造成严重的生命财产损失。
因此,在设置配变保护接地与工作接地时,应首先考虑中压系统接地故障对低压系统的转移过电压问题。
110kV配电线路单相接地故障产生的主要原因通常情况下,配电网络的短路主要分为四种。
这几种短路故障中最严重的是三相短路,相对来说,单相接地是短路故障中最为平常的一种,它的发生频率非常高,在整个配电网络的短路故障中高度70%。
引发单相短路故障的原因是多种多样的,举个例子来说,假设一个物体不小心挂到了电线上面,这个物体体积偏大,另一端又挂到了像树枝这种常见的其他导体。
这时如果刮风下雨,不小心对这根电线产生影响,这时就会引起单相短路现象的发生。
这种情况下,如果开关社别把比较陈旧,线路相对老化,那么就告知很难区分短路故障是瞬时的还是非常严重的事故,极有可能引发更加严重的电路问题。
210kV配电线路单相接地故障造成的危害2.110kV配电线路单相接地故障对变电设备的危害10kV配电线路在发生单相接地故障时是能够被判断出来的,简单的说,就是通过分析感性元件及容性元件的特征,对10kV配电线路进行测量判断,以此确定配电线路中是否存在短路问题。
论述配电变压器接地电阻阻值过大的危害当配电变压器接地电阻阻值过大的时候会影响供电设备的正常运行,严重的情况下还会威胁到人员的人身安全。
如果配电变压器的电阻阻值较大的时候,此时配电变压器的避雷器接地电阻值也会增大,如果遇到雷雨天气,此时不能通过避雷器将电流传送到大地,否则会危害到避雷器或者供电设备。
要想预防配电变压接地电阻阻值过大所带来的危害,就要分析导致配电变压器接地电阻阻值较大的具体原因,并根据具体情况探究其中存在的危害,及时采取措施加以解决。
1 配电变压器接地电阻阻值过大带来的危害第一,配电变压器接地线接地电阻的阻值过大时会伴随着低压相线绝缘损坏而接地。
比如:当LI相接地的时候,此时会有电流流经配电变压器接地线,然后在大地以及接地电阻上加入L1相电压,当前的接地电阻阻值与接地电阻上的分压成正比,也就是说接地电阻的阻值越大,接地电阻上的分压也会越大。
如果有人不小心碰触到配电变压器接地线或者中性线、配电变压器的外壳时,人体与接地电阻形成了并联关系,流经人体的电压就会变得非常高,最终导致了触电现象的发生。
第二,如果配电变压器三相四线中的中性线接地电阻的阻值较大或者出现断线的时候,此时的三相负载具有不平衡性,导致配电变压器中性点发生了偏移,接地点电位的值超过了零,这就提升了有的相的电压,致使一些正在用电的设备被烧毁。
第三,如果接地电阻阻值较大的时候,这就直接增加了配电变压器避雷器的接地电阻阻值。
当雷击电压时,避雷器不能够将电压完全释放出来,这就直接引发烧毁避雷器或者配电变压器的现象。
2 配电变压器接地电阻阻值较大的具体原因2.1 接地装置的材料与规定的要求不相符由于埋设接地体过程中存在着不规范的行为,并且安装工艺不够精确,这就导致接地体与接地线之间的连接存在着松动。
同时由于大地较为干燥,这就会增加接地电阻的阻值。
2.2 配电变压器安装设计不合理在设计以及安装配电变压器的时候,如果所选择的中性截面积较小,那么外力的破坏、接地线被盗等相关原因都会影响到接地线,最终会增加接地电阻的阻值。
变压器的相关知识介绍1、变压器是将某一种电压、电流、相数的交流电能转变成另一种电压、电流、相数的交流电能的电器。
2、变压器的基本原理和额定数据:(1)变压器在电能输送过程中、分配中的地位示意图:发电机——升压变压器————高压输电线——降压变压器——配电变压器——用户(2)工作原理:变压器的工作原理是建立在电磁感应原理的基础上,通过电磁感应在绕组间突现电能的传递任务。
在闭合的铁心上绕有两组绕组,接受电能的一侧叫做一次侧绕组,输出电能的一侧叫做二次侧绕组:E1/E2=W1/W2,式中 E1——一次侧绕组感应电动势:E2——二次侧绕组感应电动势:W1——一次侧绕组的匝数:W2——二次侧绕组的匝数:若忽略绕组本身压降,则可认为U1=E1,U2=E2,所以:U1/U2=E1/E2=W1/W2,这个关系说明了一,、二次侧电压之比近似等于一、二次绕组匝数之比,这个比值就是变压器的的变比。
3、变压器通过电磁耦合关系将一次侧的电能输送到二次侧,假如绕组没有漏磁(是没有经过铁心而闭合的那部分磁通),功率输送过程中又没有损耗的话,由能量守恒定律可知输出的功率应该等于输入的功率,即:U2I2=U1I1或I1/I2=U2/U1=W2/W1,即变压器的一二次侧电流之比等于一二次侧绕组匝数的反比。
在容量一定的条件下,一台变压器如果工作电压设计的越高,绕组匝数就要绕的越多,通过绕组内的电流越小,导线的截面可选的越细,反之工作电压设计的越低,绕组匝数就越小,通过绕组的电流则越大,导线截面就要选的越粗。
4、变压器的分类;(1)按相数分为:单相电力变压器、三相电力变压器;前者多为小容量的变压器,后者多是较大容量的变压器。
(2)按绕组数目分为:单圈式(自耦变压器)、双圈式(一般中小型电力变压器)及多圈式(电源变压器)。
(3)按耦合的介质分为:空心变压器和铁心变压器,目前大多数为铁心变压器。
(4)按铁心的结构分为心式、壳式,壳式变压器的铁轭包在绕组外面,导热性能好,制造工艺复杂,除了很小的电源变压器外已很少使用。
浅析配电变压器受雷击分析与防雷措施随着我国城乡规模的不断扩大,配电网的供电面积越来越大,所需的配电变压器也日益增多。
而这些配电变压器都极易受到雷电的损坏,一旦配电变压器被雷电损坏后,必然会造成大面积的停电现象,直接影响到人们日常的学习、生产与生活。
为了有效防止雷击侵害配电变压器,我们就必须弄清楚雷击的种类、特点以及侵害机理。
1 雷击及对配电网的损害1.1 雷击的形成雷击是一种瞬间脉冲放电,其形成主要是在强对流条件下,发生位置主要在云层与云层之间以及云层与大地之间。
雷击放电的一个主要特点就是重复放电,每次的脉冲个数平均在3~4个之间,其组成主要有预放电、主放电以及余辉放电。
在发生主放电的过程中,会有很大的雷电流产生,导致配电变压器发生损坏的根源就是这种雷电流。
1.2 雷击的特点与种类(1)瞬间放电,雷击整个放电的完成通常都在6µs以内;(2)雷击现象具有很大的冲击电流,其电流可达几万安培甚至几十万安培;(3)其产生的电压具有很高峰值,感应电压甚至可达亿伏左右;(4)雷击产生的电流具有很大的变化梯度,雷电流有极强的破坏力。
2 配电变压器雷害事故的原因雷击对配电变压器的损害主要是通过“正、逆变换”的过电压来实现的,而在这两种变换中损害最大的是逆变换过电压。
造成配电变压器雷害事故的原因主要有六个方面:(1)安装配电变压器时,没有科学、合理地选择安装位置;(2)没有对避雷器做交接试验便进行安装,当避雷器出现故障后检出的不及时;(3)没有按照相关规程来设计避雷器的接地引下线截面。
当出现雷击现象后极易造成烧断接地引下线,导致雷电流无法顺利向大地泄入;(4)配电变压器避雷设备装设的不足,如在部分农村避雷器仅装置在变压器的高压侧,低压侧则不装设;(5)缺乏完善的防雷接地装置,如部分避雷器存在过长的引下线;(6)接地级存在过大的接地电阻值。
具体接地电阻阻值可按表1选取:3 配电变压器接线方式与受雷害的关系3.1 避雷器只装设在高压侧的接地方式避雷器只装设在配电变压器高压侧的防雷保护可分为两种:(1)对避雷器进行单独接地,这种接地方式可能损坏配电变压器的绝缘,存在很大的缺陷;(2)3点同时接地,这种方式具有既简单又经济的特点,适合应用在一些雷少的地区,如平原地区等,其具体分别如图1与图2所示:3.2 双侧都有避雷器装设的三点一地方式人们在长期的生产实践中发现雷击破坏了配电变压器的同时也会对一些电度表、电动机等一些低压设备形成破坏,由此可以推断低压线路上产生的雷击过电压与配电变压器遭受的雷击损坏也有一定关系,所以我们可通过把氧化锌避雷器装设在低压侧的方式来防止过电压在低压侧的出现,进而更完善地对高压侧进行保护。
浅析变电站接地变压器的技术参数及工作原理摘要: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。
接地变压器的作用是为中性点不接地的系统提供一个人为的中性点,便于采用消弧线圈或小电阻的接地方式,以减小配电网发生接地短路故障时的对地电容电流大小,提高配电系统的供电可靠性。
关键词:接地变;技术参数;工作原理0前言配电网当采用Yd接线的降压变压器供电时,为配合电网的中性点加接接地电阻、消弧线圈、接地电抗器而设置的连接变压器。
该变压器可以采用Z形变压器(曲折变压器)或(Yod)变压器构成,由于Z形变压器具有阻抗适宜性,所以应用较多。
接地变压器的零序阻抗值和允许通过接地电流的数值与时间是主要的技术指标,需要计算予以确定。
1接地变压器技术参数(1)额定电压。
在正常运行条件下额定频率时作用于接地变压器主绕组之间的电压。
其值应等于系统标称电压。
(2)最高电压。
在正常运行条件下额定频率时作用于接地变压器主绕组之间的最高电压。
其值应等于系统最高电压。
(3)额定中性点电流。
接地变压器在持续或设定工作时间内所需传送的电流,即在额定频率下,流过主绕组的中性点端子的电流。
(4)有二次绕组的接地变压器的额定持续电流。
在额定频率下,当二次绕组具有额定容量时,持续流过主绕组线端的电流。
(5)额定零序阻抗。
额定频率下每相的零序阻抗,其值等于三相主绕组各线端连在一起与中性点之间的阻抗值的3倍。
(6)额定容量。
由额定电压与额定中性点电流计算所得的中性点电流容量S1和额定二次容量S2两部分组成,标识为S1/S2。
对无二次绕组的接地变压器,S2=0,额定容量可记为S1。
(7)额定中性点电流及其允许运行时间。
额定中性点电流及其允许运行时间不应小于所带消弧线圈的额定电流和额定运行时间。
(8)额定容量及其优先值。
1)S1不应小于消弧线圈额定容量。
2)带有二次绕组的接地变压器,其额定容量应同时满足容量S1和额定电流和额定运行时间。
配电变压器零线带电分析摘要:配电变压器正常运行时零线一般是不带电的,近几年因零线带电发生的事故并不在少数。
那么,零线带电的原理和原因是什么,又该如何进行处理呢?本文将针对以上问题进行详细的探讨。
关键词:配电变压器零线带电预防措施1 配电变压器原理配电变压器在性质上属于静止电器设备。
其工作原理是:对一次绕组实行交流电通电从而产生交变磁通,然后用铁芯对交变磁通进行导磁作用,此时,二次绕组中就可以感应到交流电动势。
零线是整个配电变压系统的组成部分之一,在低压三相四线的供电网络中,都会将中性点也就是零线进行直接接地处理,使其与大地之间形成相等的电位,没有电位差零线自然就不会带电,处于安全状态。
所以零线带电的原理就是因为线路或者用电设备出现故障,使零线与大地之间的等电位状态被破坏,形成电位差使零线出现带电现象。
2 配电变压器零线带电原因既已知道零线带电原理,下一步就该探究致使零线带电的原因,主要有以下几点。
2.1 零线接触不良或者开路当零线接线的线头接触不良时,相电压的电位就会发生偏移,致使相电压的压值上升到220V以上。
零线开路要考虑两种情形:一种是在单相供电回路中,熔丝的熔断和插头、插座等的接触不良是导致零线出线开路现象最常见的原因。
另一种是在三相四线供电回路中,零线开路表现为各相电压随相负荷的变化出现较大的波动,但测试线电压却显示正常。
开路使得各相负载不对称,中心点电压发生位移,导致Uoo′≠0,即零线带电了。
2.2 零线无开路情况下的带电原因零线未出现开路现象也会带电,同样存在两种情形:第一种情形时零线线路本身完好无开路,但由于变压器零点的接地电阻过大或者开路导致零线发生带电现象。
推断这一原因的依据是:在对沿用同一电源线的不同地点进行检测时均发现有带电现象。
这是因为各项对地的电容电流不可能会完全相同,零线中存在电流,说明起于大地之间形成了电位差。
第二种情况是零线线路本身无开路现象,接地也十分可靠,但是检测同一电源零线时发现某些点有带电现象。
配电变压器及断路器的接地分析1 配电变压器防雷接线配电变压器防雷接线见图1。
图1 配电变压器防雷、工作、保护共同接地1.1 关于接地电阻的规定三点共同接地就意味着防雷接地〔高压避雷器〕、保护接地〔外壳〕和工作接地〔低压中性点〕共用一个接地装置,其接地电阻应满足三者之中的最小值,其中防雷接地一般规定小于10Ω,但要有垂直接地极,以利散流。
低压工作接地一般应小于4Ω。
因而接地电阻主要取决于高压侧对地击穿时的保护接地,一般情况下配电变压器都是向B类建筑物供电的,标准上有规定,只有当保护接地的接地电阻R≤50/I时,高压侧防雷及保护接地才能与低压侧工作接地共用一个接地装置。
反过来说,如果采取三点共同接地,那么R≤50/I时,其中I 为高压系统的单相接地电流。
对不接地系统,I为系统的电容电流,对消弧线圈接地系统,I为故障点的残流。
如果按上述计算结果大于4Ω,那么由低压工作接地要求,不得大于4Ω。
公式R≤50/I中,50为低系统的平安电压,即高压侧对外壳单相接地时,接地电流流过接地装置的压降不得超过50 V。
而10 kV系统中的电容电流差异很大,有的缺乏10 A,有的高达上百安或数百安,所以配电变压器三点共同接地时,要根据所在高压系统的情况来确定接地装置的接地电阻,不能笼统地规定4Ω或10Ω。
由于接地电阻大小与系统单相接地电流有关,与配变容量并无关,所以现场规程的说法没有道理。
有的资料认为,当低压工作接地单独另设时,100 kVA以下的配电变压器的低压侧工作接地电阻,可放宽到10Ω,原因是变压器小,内阻抗大,限制了接地电流,也就限制了地电位的升高。
〔这解释了为什么夏天测三相不平衡电流零序电流为什么这么大。
原因:在于我们选错了测量点,测量的是接地扁铁,其中含有电容电流。
正确的测量点在变压器低压零序桩头与变压器外壳接地〔保护接地〕连接点之间〕1.2 关于共同接地的接地方式除图1的方式外,施工中还会出现其它接地方式,见图2、3。
1、为什么大容量常接成Y,d而不接成Y,y您所问的问题是接线方式即接线组别与容量的关系问题。
这与电压等级和中性点接地方式有关,以及接线方式、电压等级与传输容量的关系,主要表现三个方面:一、变压器的功能是将不同的电压等级容量进行传递的。
每一台变压器所标称的容量一般指高压端的容量。
两线圈变压器的容量比一般是1:1的,三线圈变压器高压、中压容量比为1:1,高压、低压容量比为1比二分之一。
二、对于110kV及以上的系统,一般均采用中性点直接接地的方式。
因此均为Y 接线方式,方能引出中性点。
对于6-10kV系统,一般均采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。
因此均为D接线方式。
对于1kV以下的电网的中性点采用不接地方式运行。
但电压为380/220V的系统,采用三相五线制,因此均为Yy接线方式。
中性点引出后可接地或不接地。
三、我们知道电压越高电能传输的距离越远,损耗的越小。
可见在高电压大容量传输系统中为中性点接地系统,变压器从110kV及以上电压等级变为10kV供电系统,它的接线组别为Ynd。
在1kV以下的电网中由于电压低,供电半径(距离)所限,损耗大,其容量自然要比高电压小得多。
因为Y形有更高的电压,在相同电流时可以传送更高的功率,当然大容量常接成Y2、为什么变压器10kV二次绕组一定是三角接法?三角形接法主要是抗谐波和低压侧采用中性点不接地系统,为使方便改变输出电压(400或630V)而采用星形或三角形接法。
可以限制三次谐波,把三次谐波限制在三角内!以防二次侧因谐波使输出电压波形成为尖顶波!这只是原因之一,还有个原因之而可惜我给忘了10kV变压器的二次侧不一定要接成三角形,只是说为了抑制谐波,一般要有一侧的绕组接成三角形,以给三次谐波一个通路。
并且一般来说,对于10kV的配电变压器多为Dyn11接法,即一次侧为三角形接法,二次侧为星形接法,以便可以在二次侧获得400V和220V两种电压。
10kV变压器的二次侧不一定要接成三角形,一般10kV配电变压器有两种联接组,Yyn0与Dyn11,我国采用Yyn0者居多,高压用D接是为了减小电压波形的畸变,也即为给三次电流谐波提供回路3、采用Dyn11联结的好处首先,有利于抑制高次谐波电流。
配电变压器及断路器的接地分析
1 配电变压器防雷接线
配电变压器防雷接线见图1。
图1 配电变压器防雷、工作、保护共同接地
1.1 关于接地电阻的规定
三点共同接地就意味着防雷接地(高压避雷器)、保护接地(外壳)和工作接地(低压中性点)共用一个接地装置,其接地电阻应满足三者之中的最小值,其中防雷接地一般规定小于10Ω,但要有垂直接地极,以利散流。
低压工作接地一般应小于4Ω。
因而接地电阻主要取决于高压侧对地击穿时的保护接地,一般情况下配电变压器都是向B类建筑物供电的,标准上有规定,只有当保护接地的接地电阻R≤50/I时,高压侧防雷及保护接地才能与低压侧工作接地共用一个接地装置。
反过来说,如果采取三点共同接地,则R≤50/I时,其中I 为高压系统的单相接地电流。
对不接地系统,I为系统的电容电流,对消弧线圈接地系统,I为故障点的残流。
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如果按上述计算结果大于4Ω,则由低压工作接地要求,不得大于4Ω。
公式R≤50/I中,50为低系统的安全电压,即高压侧对外壳单相接地时,接地电流流过接地装置的压降不得超过50 V。
而10 kV系统中的电容电流差别很大,有的不足10 A,有的高达上百安或数百安,所以配电变压器三点共同接地时,要根据所在高压系统的情况来确定接地装置的接地电阻,不能笼统地规定4Ω或10Ω。
由于接地电阻大小与系统单相接地电流有关,与配变容量并无关,所以现场规程的说法没有道理。
有的资料认为,当低压工作接地单独另设时,100 kVA以下的配电变压器的低压侧工作接地电阻,可放宽到10Ω,原因是变压器小,内阻抗大,限制了接地电流,也就限制了地电位的升高。
(这解释了为什么夏天测三相不平衡电流零序电流为什么这么大。
原因:在于我们选错了测量点,测量的是接地扁铁,其中含有电容电流。
正确的测量点在变压器低压零序桩头与变压器外壳接地(保护接地)连接点之间)
1.2 关于共同接地的接地方式
除图1的方式外,施工中还会出现其它接地方式,见图2、3。
2
图2 施工中常用的接地方式
图3 施工中常用接地方式
三种方式中都是共同接地的,采用哪种方式为好,现分析如下。
高压侧避雷器的作用是用来保护变压器高压线圈与外壳之间的绝缘,按图2的接法,高压线圈与外壳之间承受的电压除避雷器残压外,还增加了接地引下线的电感、电阻上的压降,这个压降在雷电流冲击下是不可忽视的,使其保护效果大为降低。
而图3的接法也会产生一个问题,就是低压线圈及中性线全部承受接地装置上的压降,特别是当中性点存在重复接地,接地电阻小于配电变压器接地电阻,且离配电变压器较近时,高压侧避雷器的放电冲击电流将较多流向重复接地,有时会将重复接地的引下线烧断(重复接地线一般较细)。
所以图1的接法较为合理,对高压线圈的防雷保护合理,对低压中性线的冲击也较小,因为部分雷电流已通过接地装置流入地中。
3。