地线的作用 接地变的作用及原理

在我国电力系统中,6kV、10kV和35kV电网普遍采用中性点不接地运行方式。电网中主变压器的配电电压侧一般采用三角形连接,接地电阻没有中性点。中性点不接地系统发生单相接地故障时,线电压三角形保持对称,对用户继续工作影响不大。当电容电流比较小时(小于10A),一些瞬态接地故障可以自行消失,对于提高供电可靠性,减少停电事故非常有效。
由于其运行方式简单,投资少,这种运行方式在我国电网初期得到了采用,并发挥了很好的作用。然而,随着电力行业的发展壮大,这种简单的方式已经不能满足当前的需求。现在城市电网电缆线路增多,电容电流越来越大(10年以上),此时接地电弧无法可靠熄灭,会产生以下后果。
1)单相接地电弧间歇性熄灭和重燃,会导致电弧接地过电压,幅度高达4U(U为正相电压峰值)或更高,持续时间较长,对电气设备的绝缘造成很大危害,在绝缘较弱处形成击穿;造成重大损失。
2) 空气体因持续电弧而解离,破坏周围空气体的绝缘,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,造成避雷器损坏,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。
为了防止上述事故的发生,为系统提供足够的零序电流和零序电压,使接地保护可靠工作,需要人为搭建一个中性点,使接地电阻能够接至中性点。为了解决这样一个方案。接地变压器(简称接地变压器)就是在这种情况下产生的。
接地变压器的作用:
接地变压器人为制造了一个中性接地电阻,其接地电阻一般很小(一般小于5欧姆)。另外,接地具有电磁特性,对正序负序电流表现出高阻抗,只有很小的励磁电流流过绕组。由于每个铁芯柱上的两个绕组的绕组方向相反,所以同心柱上的两个绕组零序电流相等,呈现低阻抗,绕组上零序电流的压降很小。当系统发生接地故障时,正序、负序和零序电流会在绕组中流动。绕组对于正、负序电流呈现高阻抗,而对于零序电流,由于同相的两个绕组以相反的极性串联,感应电动势大小相等,方向相反,正好相互抵消,呈现低阻抗。在接地变压器的工作状态下,许多接地变压器只提供小电阻的中性点接地,没有负载。所以很多接地变压器是非二次的。当接地变压器在电网正常运行时,接地变压器相当于空负荷状态。但当电网故障时,故障电流只在短时间内通过,中性点通过小电阻接地,高灵敏度零序保护短时间判断并切断故障线路,接地变压器只在接地故障到零序保护动作切断故障线路期间工作, 这样它的中性点接地电阻和接地变压器就会通过零序回路用IR= (U是系统相电压,R1是中性点接地电阻,R2是接地故障贿赂的附加电阻)。
根据以上分析,接地变压器的运行特点是:电网正常运行为空负荷,发生短路时过载。总之,接地变压器的作用是人为制造一个中性点与接地电阻连接。当系统发生接地故障时,对正序负序电流呈现高阻抗,对零序电流呈现低阻抗,使接地保护运行可靠。

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