接地变压器概述

一个接地变压器又称接地变压器，是一种用于三相-相电力系统的辅助变压器。它通常用于没有自然中性点的电力系统中，以直接或通过消弧电抗器、电阻器或限流电抗器等阻抗提供人工中性点连接以进行接地。线路-至-接地故障时，为零-序故障电流提供低-阻抗通路（同时对正序和负序电流呈现高阻抗），限制故障电流和瞬态过电压，确保接地保护系统可靠运行；此外，它通常会承载短的-电路接地电流，直到断路器清除故障，因此具有短的-时间额定值。接地变压器的kVA额定值取决于正常线路-到-中性线电压和指定时间内（例如秒到分钟）的故障电流值。此外，还可以采用次级（低-电压）绕组为变电站持续供电，并通过为中性线提供电流返回路径，使三角形-连接的三个-相系统适应-相至-中性线负载；在单相故障期间，它限制中性点的故障电流，以改善电力线路恢复。

关于操作和结构的附加说明

• 结构：接地变压器的结构与普通三相-相铁心-型电力变压器相似。
• 正常运行：只有励磁电流流过接地变压器的一次侧；次级侧（如果有）没有电流。
• 单相接地故障-：变电站主变压器的三角形-绕组和接地变压器的三相-绕组均承载短路电流。通过适当选择限流阻抗Z，可以控制每-相短路-电流不超过主变压器绕组的额定相电流。这种短路电流的标准持续时间是 10 秒。-

正常运行时，接地变压器的初级绕组连接到电气系统的相导体，而其次级绕组接地。此时，变压器像传统变压器一样工作，根据需要升压或降压。

为了限制故障电流，接地变压器的阻抗以及任何附加的接地电阻器或电抗器限制了流经系统的故障电流的幅度。通过控制这些故障电流，接地变压器有助于维持系统稳定性并保护敏感设备免受损坏。

当系统中出现故障（例如线路-到-接地故障）时，故障电流通过接地变压器的次级绕组流向大地。这为故障电流安全消散创建了一条低阻抗路径，防止设备损坏并降低电气危险风险。-

在安全防护方面，接地变压器通过提供可靠的接地路径，保证电气系统中人员和设备的安全。它有助于防止触电、火灾以及与故障情况相关的其他危险，从而有助于打造更安全的工作环境并提高系统可靠性。

接地变压器是为了解决特定电网配置中中性点缺失的问题，保证系统发生接地故障时的安全运行而开发的专用电气设备。其核心功能和工作特点主要体现在以下几个方面：

变压器中性点不接地运行有以下五个缺点：

• 高绝缘等级要求和成本：当单相接地故障发生时，非故障相电压增加√3倍。因此，电力系统中的电气设备需要具有更高的绝缘等级，这大大提高了设备​​的制造成本和后续的维护成本。
• 电弧接地过电压危险：如果单-相接地电流较小，电流过零时电弧熄灭，故障消失。但当电流超过30安培时，就会产生稳定的电弧，形成连续电弧接地。这不仅会损坏设备，还可能造成两-相甚至三相-短路。
• 接地继电保护选型难点：难以实现灵敏选择性保护。特别是对于设有消弧线圈的电网，此类保护的配置和准确动作变得更加困难，容易影响故障的及时检测和隔离。
• 断线可能引起谐振过电压：断线、开关不同时间的切换操作、保险丝不同时段熔断等动作都会导致铁磁谐振过电压。这种过电压可能引起避雷器爆炸、负载变压器反相序、电气设备绝缘闪络等。
• 电磁式电压互感器谐振过电压：由于电网参数不对称，中性点位移常引起铁磁谐振过电压，频繁烧断电磁式电压互感器高压熔断器。严重时甚至会烧毁变压器本身。

• 供电可靠性高：单相接地故障时，三相电压/电流变化小；-；不立即跳闸，约2小时内清除故障，确保持续供电。
• 对通信/信号系统干扰低：对称三相-运行时电磁干扰弱；接地电流小，影响最小；在小型系统（例如农村电网）中，电弧会-自行熄灭。
• 便于故障检测和定位：独特的小接地电流有助于保护装置识别和定位故障。
• 减少对电流-限制设备的需求：较小的接地电流无需大-容量电流-限制设备，从而降低了成本并简化了设计。
• 特定场景下更好的过压控制：更容易控制正常/瞬态过程中的电压波动，降低过压损坏风险。
• 增强瞬态系统稳定性：在瞬态期间更容易保持三相电压平衡，减少对关键设备的影响并避免级联问题。