接地变压器（Grounding Transformer）是一种用于电力系统中为中性点不接地或经消弧线圈接地的系统提供人为中性点的特殊变压器。它的主要作用是为无中性点引出的系统（如三角形连接的绕组或不接地星形系统）创造一个可供接地的中性点，以便连接消弧线圈、电阻器等接地装置，从而提高系统的安稳性和可靠性。

一、接地变压器的分类

根据结构形式和用途，接地变压器主要分为以下几类：

1. Z型接地变压器（Zig-Zag Transformer）

结构特点：

采用特殊的“Z”型接线方式，即高压侧和低压侧的绕组按一定相位关系连接，通常为曲折连接（Zig-Zag）。

一般由三相组成，每相由两个半绕组构成，分别绕在同一个铁芯柱上，但连接方向相反，使得零序阻抗很低，而正序和负序阻抗较高。

优点：

零序阻抗非常小，可以有效地为系统提供中性点，适合与消弧线圈或电阻配合使用。

对系统正常运行影响小，因为对正序和负序电流呈现高阻抗。

应用：

广泛应用于中性点不接地（或经消弧线圈接地）的10kV、35kV等中压配电系统中，作为人工中性点。

2. 普通星形/三角形变压器（Y/Δ 或 Δ/Y 变压器）的中性点引出

结构特点：

某些三相变压器本身为星形（Y）接法，其中性点可引出，用于接地。

如果变压器为Δ接法，则无法直接引出中性点，此时需要配合Z型接地变压器来创造中性点。

应用：

当系统中有现成的星形接法变压器且中性点可引出时，可直接作为接地变压器使用。

若变压器为Δ接法，则需要额外配置Z型接地变压器。

3. 专门接地变压器（Grounding Only Transformer）

说明：

有些接地变压器单用于提供中性点而不承担负载传输功能，其设计专门优化了零序特性，而对正序/负序传输能力要求低。

这类变压器可能容量较小，单用于连接消弧线圈或电阻接地装置。

二、接地变压器的工作原理

接地变压器的核心功能是在原本没有中性点（比如三角形连接的系统）的电力系统中，人为地“制造”出一个中性点，以便进行接地操作。其工作原理可以从以下几个方面理解：

1. 提供中性点

在三相三线制（如三角形接线）系统中，没有自然的中性点。

接地变压器通过特殊的接线方式（如Z型接线），构建出一个可供连接的地中性点，使系统能够实现中性点接地或经消弧线圈/电阻接地。

2. 零序电流路径

当系统发生单相接地故障时，将产生零序电流。

接地变压器的Z型结构具有很低的零序阻抗，可以为零序电流提供一个低阻抗的通路，使故障电流流向大地或消弧线圈。

而对于正常运行时的正序和负序电流，Z型接地变压器呈现较高的阻抗，不会对系统正常供电造成干扰。

3. 与消弧线圈或电阻配合使用

接地变压器常与消弧线圈（Arc Suppression Coil, ASC）配合使用，用于中性点经消弧线圈接地系统（即谐振接地系统），目的是限制单相接地故障电流，减少电弧重燃，提高供电可靠性。

也可与接地电阻配合，形成中性点经电阻接地系统，以限制接地故障电流并提供故障指示。

三、接地变压器的主要作用总结

创造中性点： 为无中性点引出的系统（如Δ接线或中性点不引出的Y接线）提供人工中性点。

支持接地方式： 为实现中性点经消弧线圈接地或经电阻接地提供条件。

提高供电可靠性： 通过限制单相接地故障电流，避免故障扩大，减少设备损坏和停电范围。

确保人身与设备安稳： 有效降低接地故障引起的过电压，保护系统设备与人身安稳。

四、典型应用场景

中压配电网（10kV、35kV等）： 特别是在城市配网、工矿企业、发电厂等中性点不接地或谐振接地的系统中。

风电场、光伏电站等新能源接入系统： 为这些系统的中性点接地提供解决方案。

老旧系统改造： 对原无中性点接地的系统进行改造，提升安稳运行水平。