变压器三相绕组有星型联结、三角形联结与曲折联结等三种联结法。在绕组联结中常用大写字母A、B、C表示高压绕组首端,用X、Y、Z表示其末端;用小写字母a、b、c表示低压绕组首端,x、y、z表示其末端,用o表示中性点。
新标准对星型、三角形和曲折形联结,对高压绕组分别用符号Y、D、Z表示;对中压和低压绕组分别用y、d、z表示。有中性点引出时分别用YN、ZN和yn、zn表示。自藕变压器有公共部分的两绕组中额定电压低的一个用符号a表示。变压器按高压、中压和低压绕组联结的顺序组合起来就是绕组的联结组。例如:高压为Y,低压为yn联结,那么绕组联结组为Yyn。加上时钟法表示高低压侧相量关系就是联结组别。
常用的三种联结组别有不同的特征:
1Y联结:绕组电流等于线电流,绕组电压等于线电压的1/√3,且可以做成分级绝缘;另外,中性点引出接地,也可以用来实现四线制供电。这种联结的主要缺点是没有三次谐波电流的循环回路。
2D联结:D联结的特征与Y联结的特征正好相反。
3Z联结:Z联结具有Y联结的优点,匝数要比Y形联结多15.5%。成本较大。
据GB/T6451-1999《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》和GB/T10228-1997《干式电力变压器技术参数和要求》规定,配电变压器可采用Dyn11联结。而我国新颁布的国家规范《民用建筑电气设计规范》、《工业与民用供配电系统设计规范》、《10KV及以下变电所设计规范》等推荐采用Dyn11联结变压器用作配电变压器。现在国际上大多数国家的配电变压器均采用Dyn11联结,主要是由于采用Dyn11联结较之采用Yyn0联结有优点:
3.1D联结对抑制高次谐波的恶劣影响有很大作用
3.1.1在D联结绕组中的三次谐波环流能够在变压器中产生三次谐波磁动势,它与低压绕组的三次谐波磁动势平衡抵消;
3.1.2高压相绕组的三次谐波电动势在D联结回路中环流,三次谐波电流可在D联结的一次绕组内形成环流,使之不致注入公共的高压电网中去。
3.2Dyn11联结变压器的零序阻抗比Yyn0联结变压器小得多,有利于低压单相接地短路故障的切除。
3.3Dyn11联结变压器允许中性线电流达到相电流的75%以上。因此,其承受不平衡负载的能力远比Yyn0联结变压器大。
3.4当高压侧一相熔丝熔断时,Dyn11联结变压器另二相负载仍可运行,而Yyn0却不行。
因此,在变压器联结组别选择中,选择Dyn11联结变压器很有必要。由于Yyn0联结变压器高压绕组的绝缘强度要求较之Dyn11联结变压器稍低,所以,不宜将Yyn0联结变压器改为Dyn11联结。
问题:变压器联结组别会改变三相相序么?
变压器的连接组别—我有改动
天津市同德兴电气技术有限公司 黄缉熙
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对于三相连接,通常有Y、D、Z三种接法。其中常用的是Yy12、Yd11、Dy11等三种。
确定变压器联接组别标号通常采用国际上规定的时钟表示法,即规定原绕组线电动势向量EAB当作钟表的指针固定指“12”位置,副绕组电动势向量Eab当作时针指向钟表的那个数字,该数字就是三相变压器联接组别的标号。下面以Yy0为例,阐述确定联接组标号的具体步骤。分别画出原绕组和副绕组接线图(见图1(a))。注意画图时同一芯柱的绕组上下对齐,找同一芯柱上的绕组感应电动势的同极性端。
图1 Yy0连接组
按照原边接线画出原边绕组的电势向量图。按照副边接线画出把A和a(见图1(b))看成等电位点的副边绕组电势向量图。
在原、副绕组电动势向量图中找出对应的线电动势相位差。即Eab当作钟表的分针固定在“12”位置,Eab当作时针所指数字就是该变压器联接组别标号(图1中Eab指“12”,通常用“0”表示)。
联接组组成:原边接线、副边接线组别号。由此得图1的联接组为Yy0。
应用此法,对应每一个联接组别都要画出对应原边接线和副边接线的电势向量图,步骤繁琐,也容易出错,掌握起来有一定的难度,尤其对从事变电站运行的职工更是如此。笔者将所有的联接组别进行全面的分析,反复推敲,找出了它们之间的相互联系及变化规律,总结出了不用画向量图的简易确定联接组标号的方法。
2 变压器中各电动势向量的相位变化规律
用国际上规定的方法确定三相变压器的联接组别,较关键的步骤是画原、副绕组电动势向量图,找原、副边绕组对应的线电动势相位差。由于三相变压器结构的特点,三相变压器原、副绕组电动势向量的相位变化及相位差也有一定的规律可循。
三相变压器同一侧(原边或副边)各相电动势相位互等120°。
同一铁芯柱上原、副绕组相电动势要么同相,相位差为0°,要么反相,相位差为+180°(如图1 Yy0)。
不论怎样联接,电势向量组成的三角形为等边三角形。高压绕组线电势EAB和对应的低压绕相线电势Eab之间的相位差总是30°的整倍数。
3 变压器联接组的变化规律
三相变压器的基本接线有星形联接(原边用符号“Y”表示,副边用符号“y”表示)和三角形联接(原边用符号“D”表示,副边用符号“d”表示)。原、副边的接线组合有Yy、Yd、Dy和Dd四种。每一种组合又有6个组别号,共有24种联接组,其变化规律如下。
第一,当原、副绕组接线方式相同时,联接组标号为偶数(如图1所示),当原副绕组接线方式不同时,联接线别标号为奇数(如图2所示)。
图2 Yd11连接组
第二,当原、副边接线相同、标记相同、极性也相同时,原、副绕组相对应线电势相位差为0。联接组别的标号为“0”,如Yy0。 当原、副边接线相同,标记相同,极性相反时,原、副绕组对应电势相位差为180°,联接组别的标号应为“6”(Yy6)。
第三,当原边接线、标记、极性固定时,副边绕组三相出线标记按相序移位一次,相当于副边相电动势顺时针转动了120°,联接组别在原来的标号上加“4”,如“0+4”时,标号为“4”;再移位一次副边相电动势,又顺转了120°,相当于“4+4”,标号为“8”(Yy8)。
第四,当有一侧的接线为三角形时,若标记不变,极性不变,但接线由顺序三角形改接成逆序三角形,对应的相电势变化了60°。当三角形接线在副边时,相当于钟表的时针逆时针转了60°,组别号减“2”;如yd1变为Yd11,三角形接线在原边时,相当于钟表的时针顺时针转了60°,组别号加“2”,如Dy11变为Dy1。
1. 变压器连接组的时钟表示法
各种连接组的一次侧电压与二次侧电压间,有的相角差为0°,有的相角差为30°的倍数。时钟表面上,每两相邻数字间有30°的角差,因而各种连接组标号中,采用时钟表示法最为相宜。
变压器一次侧的线电压矢量AB作为时钟的长针,它固定的指向时钟数字12上,二次侧线电压矢量ab作为时钟的短针。如果短针也指向12,则表示矢量AB与ab同相,按钟表读数为12点钟,这种连接便记为12。
如:Yy12 Yy6 Yd11 Yy5 Yy8 连接如下:
2.变压器各种连接组
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