三相變壓器的連接組別

三相變壓器的連接組別一、Dyn11與YynO的區(qū)別三角形對星形接法，DYn11:D表示一次繞組為三角型接線，丫表示二次測繞組星型接線，n表示引出中性線，11表示二次測繞組的相角滯后一次繞組330度，用時(shí)鐘的表示方法，假設(shè)一次測繞組為中心12點(diǎn)時(shí)刻，那么二測繞組就在11點(diǎn)位置YynO:高壓星形連接、低壓星形連接并引出中性線；Dyn11:高壓三角形連接，低壓星形連接并引出中性線。當(dāng)?shù)蛪喝嘭?fù)載不平衡時(shí)，低壓線圈存在零序電流，YynO連接的變壓器由于高壓星形連接，零序電流沒有通路，所以低壓零序電流產(chǎn)生零序磁通，從而感應(yīng)出零序電勢，也就是說相電壓存在零序分量，使得三相相電壓失去平衡，波形失真。而在Dyn11連接的變壓器中，由于高壓是三角形連接，高壓線圈中也感應(yīng)出零序電流，它所產(chǎn)生的零序磁通抵消低壓所產(chǎn)生的零序磁通，相電壓中就不存在零序分量了。所以說，Dyn11變壓器比YynO變壓器帶不平衡負(fù)載的能力強(qiáng)。但YynO變壓器結(jié)構(gòu)要簡單些，一般在1600KVA以下小容量的的變壓器中仍然可以采用這種接法。根據(jù)配電線路負(fù)荷的特點(diǎn)，美式箱變采用Dyn11結(jié)線，具有輸出電壓質(zhì)量高、中性點(diǎn)不漂移、防雷性能好等特點(diǎn)。在箱變低壓側(cè)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，由于零序電流和三次諧波電流可以在高壓繞阻的閉合回路內(nèi)流通，每個(gè)鐵心柱上的總零序磁勢和三次諧波磁勢幾乎等于零，所以低壓中性點(diǎn)電位不漂移，各項(xiàng)電壓質(zhì)量高；同樣由于雷電流也可以在高壓繞阻的閉合回路內(nèi)流通，雷電流在每個(gè)鐵心柱上的總磁勢幾乎等于零，消除了正、逆變換過電壓，所以防雷性能好，但存在非全相運(yùn)行問題，我公司采取在低壓主開關(guān)加裝欠壓保護(hù)裝置。YynO接線，當(dāng)高壓熔絲一相熔斷時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)一相電壓為零，另兩相電壓沒變化，可使停電范圍減少至1/3。這種情況對于低壓側(cè)-9*3為單相供電的照明負(fù)載不會(huì)產(chǎn)生影響。若低壓側(cè)為三相供電的動(dòng)力負(fù)載，一般均配置缺相保護(hù)，故此不會(huì)造成動(dòng)力負(fù)載因缺相運(yùn)行而燒毀。采用Dyn11和YynO聯(lián)結(jié)組別是根據(jù)用戶要求確定。Dyn11與YynO相比優(yōu)點(diǎn)如下：減少變壓器損耗；降低諧波分量；有利于單相接地短路故障的切除；單相不平衡負(fù)荷可充分利用。配電變壓器和組合式變壓器聯(lián)結(jié)組別（Dynil與YynO聯(lián)結(jié)）的特點(diǎn)以前的配電變壓器大都采用YynO聯(lián)結(jié)組別，現(xiàn)在國際上大多數(shù)國家的配電變壓器采用DynO聯(lián)結(jié)，究其原因，是由于采用Dyn11聯(lián)結(jié)較之采用YynO聯(lián)結(jié)有許多優(yōu)點(diǎn)：1?三次諧波電流可在D聯(lián)結(jié)的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，使之不注入公共的高壓電網(wǎng)中去。Dynil聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗比YynO聯(lián)結(jié)變壓器小得多，有利于低壓單相接地短路故障的切除。以1OOOKVA變壓器為例，對YynO聯(lián)結(jié)，在變壓器低壓側(cè)出線端的單相短路電流僅7KA左右，而保護(hù)要求靈敏度為1.5—2倍，故變壓器低壓總開關(guān)電流不宜大于3.5—4.5KA，這樣就很難對斷路器在保持上下級選擇性情況下合理整定好。而對Dynil聯(lián)結(jié)卻因短路電流大得多，故能合理整合.Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器允許中性線電流達(dá)到想電流的75%以上。因此其承受不平衡負(fù)載能力遠(yuǎn)比YynO聯(lián)結(jié)變壓器大。4?當(dāng)高壓側(cè)一相熔絲熔斷時(shí)，DynO聯(lián)結(jié)變壓器另兩相負(fù)載仍可運(yùn)行，而YynO聯(lián)結(jié)卻不行。目前，供配電系統(tǒng)的單相負(fù)載急劇增長，推廣Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器顯得很有必要。國內(nèi)多數(shù)制造廠生產(chǎn)的組合式變壓器都采用Dyn11聯(lián)結(jié)。進(jìn)口的組合式變壓器也以Dyn11聯(lián)結(jié)為多。Dyn11聯(lián)結(jié)組合式變壓器用于中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)配電網(wǎng)事可行的。因?yàn)楦邏簜?cè)為D聯(lián)結(jié)，所以在D聯(lián)結(jié)內(nèi)有零序電流流通，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)有不平衡負(fù)載時(shí)極限情況為單相短路。所以在Dyn11聯(lián)結(jié)中，不存在低壓側(cè)不平衡負(fù)載會(huì)影響中性點(diǎn)電位位移的問題。還有，Dynil聯(lián)結(jié)變壓器的單相短路電流與三相短路電流近似相等，這對選擇熔絲是有利的。而YynO聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗大于正序阻抗，單相短路電流要小于三相短路電流，在選擇熔絲上要略微復(fù)雜些。據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，具有下列情況之一的，宜選用Dynil聯(lián)結(jié)的變壓器：1?三相不平衡負(fù)載每相額定功率15%以上者。2?需要提高單相短路電流值，確保低壓單相接地保護(hù)裝置動(dòng)作靈敏度者。3?需要限制三次諧波含量者。二、變壓器的連接組別有24種接法就像時(shí)鐘一樣的24點(diǎn)在變壓器的聯(lián)接組別中“Yn”表示一次側(cè)為星形帶中性線的接線，丫表示星形，n表示帶中性線；“d”表示二次側(cè)為三角形接線?！?1”表示變壓器二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB330度（或超前30度）。變壓器的聯(lián)接組別的表示方法是：大寫字母表示一次側(cè)（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側(cè)（或副邊）的接線方式。丫（或y）為星形接線，D（或d）為三角形接線。數(shù)字采用時(shí)鐘表示法，用來表示一、二次側(cè)線電壓的相位關(guān)系，一次側(cè)線電壓相量作為分針，固定指在時(shí)鐘12點(diǎn)的位置，二次側(cè)的線電壓相量作為時(shí)針。變壓器接線方式有4種基本連接形式：“丫，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我國只采用“丫，y”和“丫，d”。由于丫連接時(shí)還有帶中性線和不帶中性線兩種，不帶中性線則不增加任何符號表示，帶中性線則在字母丫后面加字母n表示。變壓器接法與聯(lián)結(jié)組用于國內(nèi)變壓器的高壓繞組一般聯(lián)成丫接法中壓繞組與低壓繞組的接法要視系統(tǒng)情況而決定。所謂系統(tǒng)情況就是指高壓輸電系統(tǒng)的電壓相量與中壓或低壓輸電系統(tǒng)的電壓相量間關(guān)系。如低壓系配電系統(tǒng)，則可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定決定。高壓繞組常聯(lián)成Y接法是由于相電壓可等于線電壓的57.7%，每匝電壓可低些。1)?國內(nèi)的500、330、220與110kV的輸電系統(tǒng)的電壓相量都是同相位的，所以，對下列電壓比的三相三繞組或三相自耦變壓器，高壓與中壓繞組都要用星形接法。當(dāng)三相三鐵心柱鐵心結(jié)構(gòu)時(shí)，低壓繞組也可采用星形接法或角形接法，它決定于低壓輸電系統(tǒng)的電壓相量是與中壓及高壓輸電系統(tǒng)電壓相量為同相位或滯后30°電氣角。TOC\o"1-5"\h\z500/220/LVkV—YN,yn0 , yn0 或YN ,yn0 , d11220/110/LVkV—YN,yn0 , yn0 或YN ,yn0 , d11330/220/LVkV-YN,yn0 , yn0 或YN ,yn0 , d11330/110/LVkV-YN,yn0 , yn0 或YN ,yn0 , d112).國內(nèi)60與35kV的輸電系統(tǒng)電壓有二種不同相位角。如220/60kV變壓器采用YNd11接法，與220/69/10kV變壓器用YN,yn0,d11接法，這二個(gè)60kV輸電系統(tǒng)相差30°電氣角。當(dāng)220/110/35kV變壓器采用YN,yn0,d11接法，110/35/10kV變壓器采用YN,yn0,d11接法，以上兩個(gè)35kV輸電系統(tǒng)電壓相量也差30°電氣角。所以，決定60與35kV級繞組的接法時(shí)要慎重，接法必須符合輸電系統(tǒng)電壓相量的要求。根據(jù)電壓相量的相對關(guān)系決定60與35kV級繞組的接法。否則，即使容量對，電壓比也對，變壓器也無法使用，接法不對，變壓器無法與輸電系統(tǒng)并網(wǎng)。.國內(nèi)10、6、3與0.4kV輸電與配電系統(tǒng)相量也有兩種相位。在上海地區(qū)，有一種10kV與110kV輸電系統(tǒng)電壓相量差60°電氣角，此時(shí)可采用110/35/10kV電壓比與YN,yn0,y10接法的三相三繞組電力變壓器，但限用三相三鐵心柱式鐵心。4)[1][2][3].但要注意：單相變壓器在聯(lián)成三相組接法時(shí)，不能采用YNy0接法的三相組。三相殼式變壓器也不能采用YNy0接法。三相五柱式鐵心變壓器必須采用YN,yn0,ynO接法時(shí)，在變壓器內(nèi)要有三相變壓器2接成角形接法的第四繞組，它的出頭不引出（結(jié)構(gòu)上要做電氣試驗(yàn)時(shí)引出的出頭不在此例）。5） .不同聯(lián)結(jié)組的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，一般的規(guī)定是聯(lián)結(jié)組別標(biāo)號必須相同。6） .配電變壓器用于多雷地區(qū)時(shí)，可采用Yzn11接法，當(dāng)采用z接法時(shí)，阻抗電壓算法與YynO接法不同，同時(shí)z接法繞組的耗銅量要多些。Yzn11接法配電變壓器的防雷性能較好。7） ?三相變壓器采用四個(gè)卷鐵心框時(shí)也不能采用YNyO接法。8） .以上都是用于國內(nèi)變壓器的接法，如出口時(shí)應(yīng)按要求供應(yīng)合適的接法與聯(lián)結(jié)組標(biāo)號。9） .一般在高壓繞組內(nèi)都有分接頭與分接開關(guān)相聯(lián)。因此，選擇分接開關(guān)時(shí)（包括有載調(diào)壓分接開關(guān)與無勵(lì)磁調(diào)壓分接開關(guān)），必須注意變壓器接法與分接開關(guān)接法相配合（包括接法、試驗(yàn)電壓、額定電流、每級電壓、調(diào)壓范圍等）。對YN接法的有載調(diào)壓變壓器所用有載調(diào)壓分接開關(guān)而言，還要注意中點(diǎn)必須能引出。三、變壓器連接組別?變壓器的同一相高、低壓繞組都是繞在同一鐵芯柱上，并被同一主磁通鏈繞，當(dāng)主磁通交變時(shí)，在高、低壓繞組中感應(yīng)的電勢之間存在一定的極性關(guān)系同名端：在任一瞬間，高壓繞組的某一端的電位為正時(shí)，低壓繞組也有一端的電位為正，這兩個(gè)繞組間同極性的一端稱為同名端，記作“?”。變壓器聯(lián)結(jié)組別用時(shí)鐘表示法表示規(guī)定：各繞組的電勢均由首端指向末端，高壓繞組電勢從A指向X，記為“ÈAX”，簡記為“ÈA”，低壓繞組電勢從a指向x，簡記為“Èa”。時(shí)鐘表示法：把高壓繞組線電勢作為時(shí)鐘的長針，永遠(yuǎn)指向“12”點(diǎn)鐘，低壓繞組的線電勢作為短針，根據(jù)高、低壓繞組線電勢之間的相位指向不同的鐘點(diǎn)。確定三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的步驟是：根據(jù)三相變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式（丫或y、D或d）畫出高、低壓繞組接線圖（繞組按A、B、C相序自左向右排列）；在接線圖上標(biāo)出相電勢和線電勢的假定正方向畫出高壓繞組電勢相量圖，根據(jù)單相變壓器判斷同一相的相電勢方法，將A、a重合，再畫出低壓繞組的電勢相量圖（畫相量圖時(shí)應(yīng)注意三相量按順相序畫）；根據(jù)高、低壓繞組線電勢相位差，確定聯(lián)結(jié)組別的標(biāo)號。Yy聯(lián)結(jié)的三相變壓器，共有YyO、Yy4、Yy8、Yy6、Yy1O、Yy2六種聯(lián)結(jié)組別，標(biāo)號為偶數(shù)Yd聯(lián)結(jié)的三相變壓器，共有Yd1、Yd5、Yd9、Yd7、Yd11、Yd3六種聯(lián)結(jié)組別，標(biāo)號為奇數(shù)為了避免制造和使用上的混亂，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對單相雙繞組電力變壓器只有110聯(lián)結(jié)組別一種。對三相雙繞組電力變壓器規(guī)定只有YynO、Yd11、YNd11、YNyO和YyO五種。標(biāo)準(zhǔn)組別的應(yīng)用YynO組別的三相電力變壓器用于三相四線制配電系統(tǒng)中，供電給動(dòng)力和照明的混合負(fù)載；Yd11組別的三相電力變壓器用于低壓高于O.4kV的線路中；YNd11組別的三相電力變壓器用于11OkV以上的中性點(diǎn)需接地的高壓線路中；YNyO組別的三相電力變壓器用于原邊需接地的系統(tǒng)中；YyO組別的三相電力變壓器用于供電給三相動(dòng)力負(fù)載的線路中。在變壓器的聯(lián)接組別中“Yn”表示一次側(cè)為星形帶中性線的接線，丫表示星形，n表示帶中性線；“d”表示二次側(cè)為三角形接線。“11”表示變壓器二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB33O度（或超前3O度）。變壓器的聯(lián)接組別的表示方法是：大寫字母表示一次側(cè)（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側(cè)（或副邊）的接線方式。丫（或y）為星形接線，D（或d）為三角形接線。數(shù)字采用時(shí)鐘表示法，用來表示一、二次側(cè)線電壓的相位關(guān)系，一次側(cè)線電壓相量作為分針，固定指在時(shí)鐘12點(diǎn)的位置，二次側(cè)的線電壓相量作為時(shí)針。“Yn,d11”，其中11就是表示：當(dāng)一次側(cè)線電壓相量作為分針指在時(shí)鐘12點(diǎn)的位置時(shí)，二次側(cè)的線電壓相量在時(shí)鐘的11點(diǎn)位置。也就是二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB330度（或超前30度）。變壓器接線方式有4種基本連接形式：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我國只采用“Y，y”和“丫，d”。由于Y連接時(shí)還有帶中性線和不帶中性線兩種，不帶中性線則不增加任何符號表示，帶中性線則在字母丫后面加字母n表示。三相變壓器在電力系統(tǒng)和三相可控整流的觸發(fā)電路中，都會(huì)碰到變壓器的極性和聯(lián)接組別的接線問題。變壓器繞組的聯(lián)接組，是由變壓器原、次邊三相繞組聯(lián)接方式不同，使得原、次邊之間各個(gè)對應(yīng)線電壓的相位關(guān)系有所不同，來劃分聯(lián)接組別。通常是采用線電壓矢量圖對三相變壓器的各種聯(lián)接組別進(jìn)行接線和識別，對初學(xué)者和現(xiàn)場操作者不易掌握。而利用相電壓矢量圖來對三相變壓器各種聯(lián)接組別進(jìn)行接線和識別，此種方法具有易學(xué)懂、易記牢，在實(shí)用中即簡便又可靠的特點(diǎn)，特別是對丫/△和△"的聯(lián)接組，更顯示出它的優(yōu)越性。下面以實(shí)例來說明用相電壓矢量圖對三相變壓器的聯(lián)接組別的接線和識別的方法。）用相電壓矢量圖畫出丫/△接法的接線圖首先畫出原邊三相相電壓矢量A、B、C，以原邊A相相電壓為基準(zhǔn)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到所要求的聯(lián)接組。丫/「11的聯(lián)接組別，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了330°后再畫出次邊a相的相電壓矢量，此a相相電壓矢量在原邊A相與B相反方向-B的合成矢量上，由于原次邊三相繞組A、B、C和a、b、c相對應(yīng)，我們把次邊a相繞組的頭連接次邊b相繞組尾，作為次邊a相的輸出線，由此在三角形接法中，只要確定了次邊a相的連結(jié)，其他兩相的頭尾連接順序和引出線就不會(huì)弄錯(cuò)。因此根據(jù)原次邊相電壓矢量便可畫出丫/「11組接線圖。）用相電壓矢量圖來識別丫/△接法的聯(lián)接組別丫/△接法的聯(lián)接組別，首先畫出原邊相電壓矢量A、B、C,可以看出，次邊a相繞組的尾連接C相繞組的頭作為次邊a相的輸出線，由于次邊a與原邊A同相位，我們把次邊a相相電壓矢量畫在原邊相電壓C和-A的中間，以原邊A相為基準(zhǔn)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)次邊a相，它們之間的夾角為210°,由此這個(gè)接線圖是丫/「7組。3）用相電壓矢量圖畫出△"接法的接線圖首先畫出次邊a、b、c三相相電壓矢量圖，以次邊a相相電壓矢量為基準(zhǔn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到所要求聯(lián)接組，再根據(jù)此矢量圖畫出該組別的接線圖。先畫出△/Y-5組的矢量圖，再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)150°,畫出原邊A相相電壓矢量，此A相相電壓矢量上，因此根據(jù)此矢量圖便可畫出^/Y-5組的接線圖可知，次邊a、b、c三個(gè)頭作為a、b、c三相的輸出端，原邊A的尾C的頭，B的尾接A的頭，C的尾接B的頭分別作為A、B、C三相的輸出端。4）用相電壓矢量圖，識別△"接法的聯(lián)接組別首先畫出以次邊a、b、c三相電壓為基準(zhǔn)的矢量圖，再根據(jù)原邊繞組的接法，只要將A相畫在次邊矢量上，以原邊A相順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到次邊a相之間的夾角是多少，就知道該△"的接線圖它屬于第幾組。識別圖中△"的接線圖它屬于幾組，根據(jù)上面的方法，畫出次邊a、b、c三相相電壓矢量圖，從接線圖中可以看出原邊A相繞組的頭連接B相繞組的尾作為原邊A相引出線，因此我們把原邊相電壓矢量A畫到次邊矢量a和-b中間，而次邊C相繞組的頭作為次邊a相輸出，因此我們把次邊矢量C當(dāng)成是矢量a調(diào)相來使用，然后以原邊A相順時(shí)旋轉(zhuǎn)到次邊a相，它們的夾角為270°，因此這個(gè)接線圖為聯(lián)接組。由此可見，用相電壓矢量圖來對三相變壓器各種聯(lián)接組別進(jìn)行接線和識別的方法簡單易學(xué)，卻在現(xiàn)場實(shí)踐過程中具有很高的實(shí)用價(jià)值。四、淺析配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別變壓器連接組別似乎仍存在某些問題，本文僅從國家設(shè)計(jì)規(guī)范的角度，淺析為什么配電變壓器宜選用DynlI聯(lián)結(jié)組別的問題。在解放前，我國配電變壓器采用的聯(lián)結(jié)組別基本上是Dyn11系統(tǒng)，大陸解放后，學(xué)習(xí)蘇聯(lián)，引進(jìn)蘇聯(lián)的技術(shù)和設(shè)備，因而沿用了原蘇聯(lián)的配電系統(tǒng)及其丫ynO的聯(lián)結(jié)組別。直到改革開放后，歐美日發(fā)達(dá)國家的技術(shù)及設(shè)備紛紛涌人中閏大陸，國際上普遍采用的DynlI也逐漸成為配電變壓器的聯(lián)結(jié)方式的主流：然而，幾十年來的習(xí)慣勢力仍然很大：設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的圖例符號常采用“丫?丫”；國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及制造廠樣本上之配電變壓器聯(lián)結(jié)組別也多表述為“丫ynO或Dynll”（把“丫ynO”置于前列位置），使得配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別仍有不少寫成丫yno（實(shí)際上井非工程設(shè)計(jì)所要求。首先，看看國家有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范。國標(biāo)GB5OO52—95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章低壓配電中第6.O.7條明確闡述：“在TN及TT”系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中，宜選用DynII結(jié)線組別的三相變壓器作為配電變壓器?！睘槭裁磁潆娮儔浩饕诉x用DynlI聯(lián)結(jié)呢？在編寫該設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，主編院（原機(jī)械部二院）已作了該規(guī)范的“條文說明”。在此結(jié)合筆者的淺識，作簡要的分析。1）有利于抑制高次諧波電流對丫ynO結(jié)線的二相變壓器，原邊星形連接而無中線，故三次諧波電流不能流通。原邊激磁電流波形為正弦波時(shí)，則鐵芯中磁通為平頂波，副邊感應(yīng)電勢波形所含高次諧波分量大；激磁電流中以三次諧波為主的高次諧波電流在原邊接成三角形條件下，可在原邊形成環(huán)流，與原邊接成星形相比，有利于抑制高次諧波電流，在當(dāng)前電網(wǎng)中接用電力電子元件、氣體放電燈等日益廣泛、其功率越來越大的情況下，會(huì)使得電流波形畸變。即使三相負(fù)荷平衡，中性線中也流過以三次諧波為主的高次諧波電流，配電變壓器的原邊（常為1OkV側(cè)）采用三角形結(jié)線就抑制了此類高次諧波電流，這樣就能保證供電波形的質(zhì)量。2）有利于單相接地短路故障的切除原邊（高壓）接成三角形（D接），繞組內(nèi)可通過零序循環(huán)電流（感應(yīng)產(chǎn)生），因而可與低壓繞組零序電流互相平衡、去磁，因此，副邊（低壓側(cè)）零序阻抗很小；若原邊（高壓側(cè)）星接（丫接），繞組不能流過零序電流，低