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1、三相变压器的连接组别三相变压器的连接组别一、一、Dyn11Dyn11 与与 Yyn0Yyn0 的区别的区别三角形对星形接法，DYn11：D 表示一次绕组为三角型接线，Y 表示二次测绕组星型接线，n 表示引出中性线，11 表示二次测绕组的相角滞后一次绕组 330 度，用时钟的表示方法，假设一次测绕组为中心 12 点时刻，那么二测绕组就在 11 点位置Yyn0：高压星形连接、低压星形连接并引出中性线；Dyn11：高压三角形连接，低压星形连接并引出中性线。当低压三相负载不平衡时，低压线圈存在零序电流，Yyn0 连接的变压器由于高压星形连接，零序电流没有通路，所以低压零序电流产生零序磁通，从而感应出零
2、序电势，也就是说相电压存在零序分量，使得三相相电压失去平衡，波形失真。而在 Dyn11 连接的变压器中，由于高压是三角形连接，高压线圈中也感应出零序电流，它所产生的零序磁通抵消低压所产生的零序磁通，相电压中就不存在零序分量了。所以说，Dyn11 变压器比 Yyn0 变压器带不平衡负载的能力强。但 Yyn0 变压器结构要简单些，一般在 1600KVA 以下小容量的的变压器中仍然可以采用这种接法。1）根据配电线路负荷的特点，美式箱变采用 Dyn11 结线，具有输出电压质量高、中性点不漂移、防雷性能好等特点。在箱变低压侧三相负荷不平衡时，由于零序电流和三次谐波电流可以在高压绕阻的闭合回路内流通，每个
3、铁心柱上的总零序磁势和三次谐波磁势几乎等于零，所以低压中性点电位不漂移，各项电压质量高；同样由于雷电流也可以在高压绕阻的闭合回路内流通，雷电流在每个铁心柱上的总磁势几乎等于零，消除了正、逆变换过电压，所以防雷性能好，但存在非全相运行问题，我公司采取在低压主开关加装欠压保护装置。2）Yyn0 接线，当高压熔丝一相熔断时，将会出现一相电压为零，另两相电压没变化，可使停电范围减少至 1/3。这种情况对于低压侧-9*3 为单相供电的照明负载不会产生影响。若低压侧为三相供电的动力负载，一般均配置缺相保护,故此不会造成动力负载因缺相运行而烧毁。采用 Dyn11 和 Yyn0 联结组别是根据用户要求确定。D
4、yn11 与 Yyn0 相比优点如下：减少变压器损耗；降低谐波分量；有利于单相接地短路故障的切除；单相不平衡负荷可充分利用。配电变压器和组合式变压器联结组别(Dyn11 与 Yyn0 联结)的特点以前的配电变压器大都采用 Yyn0 联结组别，现在国际上大多数国家的配电变压器采用 Dyn0 联结，究其原因，是由于采用 Dyn11 联结较之采用 Yyn0 联结有许多优点：1.三次谐波电流可在 D 联结的一次绕组内形成环流，使之不注入公共的高压电网中去。2.Dyn11 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。以 1000KVA 变压器为例，对 Yyn0
5、联结，在变压器低压侧出线端的单相短路电流仅 7KA 左右，而保护要求灵敏度为 1.52 倍，故变压器低压总开关电流不宜大于 3.54.5KA，这样就很难对断路器在保持上下级选择性情况下合理整定好。而对 Dyn11 联结却因短路电流大得多，故能合理整合.13.Dyn11 联结变压器允许中性线电流达到想电流的 75%以上。因此其承受不平衡负载能力远比Yyn0 联结变压器大。4.当高压侧一相熔丝熔断时，Dyn0 联结变压器另两相负载仍可运行，而 Yyn0 联结却不行。目前，供配电系统的单相负载急剧增长，推广 Dyn11 联结变压器显得很有必要。国内多数制造厂生产的组合式变压器都采用 Dyn11 联结
6、。进口的组合式变压器也以 Dyn11 联结为多。Dyn11 联结组合式变压器用于中性点绝缘系统配电网事可行的。因为高压侧为 D 联结，所以在 D 联结内有零序电流流通，当低压侧有不平衡负载时极限情况为单相短路。所以在 Dyn11 联结中，不存在低压侧不平衡负载会影响中性点电位位移的问题。还有，Dyn11 联结变压器的单相短路电流与三相短路电流近似相等，这对选择熔丝是有利的。而 Yyn0 联结变压器的零序阻抗大于正序阻抗，单相短路电流要小于三相短路电流，在选择熔丝上要略微复杂些。据民用建筑电气设计规范规定，具有下列情况之一的，宜选用 Dyn11 联结的变压器：1.三相不平衡负载每相额定功率 15
7、%以上者。2.需要提高单相短路电流值，确保低压单相接地保护装置动作灵敏度者。3.需要限制三次谐波含量者。二、变压器的连接组别有二、变压器的连接组别有 2424 种接法种接法就像时钟一样的 24 点在变压器的联接组别中“Yn”表示一次侧为星形带中性线的接线，Y 表示星形，n 表示带中性线；“d”表示二次侧为三角形接线。“11”表示变压器二次侧的线电压 Uab 滞后一次侧线电压 UAB330度（或超前 30 度）。变压器的联接组别的表示方法是：大写字母表示一次侧（或原边）的接线方式，小写字母表示二次侧（或副边）的接线方式。Y（或 y）为星形接线，D（或 d）为三角形接线。数字采用时钟表示法，用来表
8、示一、二次侧线电压的相位关系，一次侧线电压相量作为分针，固定指在时钟 12 点的位置，二次侧的线电压相量作为时针。变压器接线方式有 4 种基本连接形式：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我国只采用“Y，y”和“Y，d”。由于 Y 连接时还有带中性线和不带中性线两种，不带中性线则不增加任何符号表示，带中性线则在字母 Y 后面加字母 n 表示。变压器接法与联结组用于国内变压器的高压绕组一般联成 Y 接法，中压绕组与低压绕组的接法要视系统情况而决定。所谓系统情况就是指高压输电系统的电压相量与中压或低压输电系统的电压相量间关系。如低压系配电系统，则可根据标准规定决定。高压绕组常联成 Y
9、接法是由于相电压可等于线电压的 57.7%，每匝电压可低些。1）.国内的 500、330、220 与 110kV 的输电系统的电压相量都是同相位的，所以，对下列电压比的三相三绕组或三相自耦变压器，高压与中压绕组都要用星形接法。当三相三铁心柱铁心结构时，低压绕组也可采用星形接法或角形接法，它决定于低压输电系统的电压相量是与中压及高压输电系统电压相量为同相位或滞后 30电气角。500/220/LVkVYN，yn0，yn0 或 YN，yn0，d11220/110/LVkVYN，yn0，yn0 或 YN，yn0，d11330/220/LVkVYN，yn0，yn0 或 YN，yn0，d11330/110
10、/LVkVYN，yn0，yn0 或 YN，yn0，d112）.国内 60 与 35kV 的输电系统电压有二种不同相位角。如 220/60kV 变压器采用 YNd11 接法，与 220/69/10kV 变压器用 YN，yn0，d11 接法，这二个 60kV输电系统相差 30电气角。2当 220/110/35kV 变压器采用 YN，yn0，d11 接法，110/35/10kV 变压器采用 YN，yn0，d11 接法，以上两个 35kV 输电系统电压相量也差 30电气角。所以，决定 60 与 35kV 级绕组的接法时要慎重，接法必须符合输电系统电压相量的要求。根据电压相量的相对关系决定 60 与 3
11、5kV 级绕组的接法。否则，即使容量对，电压比也对，变压器也无法使用，接法不对，变压器无法与输电系统并网。3）.国内 10、6、3 与 0.4kV 输电与配电系统相量也有两种相位。在上海地区，有一种 10kV 与110kV 输电系统电压相量差 60电气角，此时可采用 110/35/10kV 电压比与 YN，yn0，y10 接法的三相三绕组电力变压器，但限用三相三铁心柱式铁心。4）123.但要注意：单相变压器在联成三相组接法时，不能采用 YNy0 接法的三相组。三相壳式变压器也不能采用 YNy0 接法。三相五柱式铁心变压器必须采用 YN，yn0，yn0 接法时，在变压器内要有 三相变压器 2 接
12、成角形接法的第四绕组，它的出头不引出(结构上要做电气试验时引出的出头不在此例)。5).不同联结组的变压器并联运行时，一般的规定是联结组别标号必须相同。6).配电变压器用于多雷地区时，可采用 Yzn11 接法，当采用 z 接法时，阻抗电压算法与 Yyn0接法不同，同时 z 接法绕组的耗铜量要多些。Yzn11 接法配电变压器的防雷性能较好。7).三相变压器采用四个卷铁心框时也不能采用 YNy0 接法。8).以上都是用于国内变压器的接法，如出口时应按要求供应合适的接法与联结组标号。9).一般在高压绕组内都有分接头与分接开关相联。因此，选择分接开关时(包括有载调压分接开关与无励磁调压分接开关)，必须注
13、意变压器接法与分接开关接法相配合(包括接法、试验电压、额定电流、每级电压、调压范围等)。对 YN 接法的有载调压变压器所用有载调压分接开关而言，还要注意中点必须能引出。三、变压器连接组别三、变压器连接组别变压器的同一相高、低压绕组都是绕在同一铁芯柱上，并被同一主磁通链绕，当主磁通交变时，在高、低压绕组中感应的电势之间存在一定的极性关系同名端：在任一瞬间，高压绕组的某一端的电位为正时，低压绕组也有一端的电位为正，这两个绕组间同极性的一端称为同名端，记作“”。变压器联结组别用时钟表示法表示规定：各绕组的电势均由首端指向末端，高压绕组电势从 A 指向 X，记为“ÈAX”，简记为“&Eg
14、rave;A”，低压绕组电势从 a 指向 x，简记为“Èa”。时钟表示法：把高压绕组线电势作为时钟的长针，永远指向“12”点钟，低压绕组的线电势作为短针，根据高、低压绕组线电势之间的相位指向不同的钟点。确定三相变压器联结组别的步骤是：根据三相变压器绕组联结方式（Y 或 y、D 或 d）画出高、低压绕组接线图（绕组按 A、B、C相序自左向右排列）；在接线图上标出相电势和线电势的假定正方向画出高压绕组电势相量图，根据单相变压器判断同一相的相电势方法，将 A、a 重合，再画出低压绕组的电势相量图（画相量图时应注意三相量按顺相序画）；根据高、低压绕组线电势相位差，确定联结组别的标号。Yy
15、 联结的三相变压器，共有 Yy0、Yy4、Yy8、Yy6、Yy10、Yy2 六种联结组别，标号为偶数Yd 联结的三相变压器，共有 Yd1、Yd5、Yd9、Yd7、Yd11、Yd3 六种联结组别，标号为奇数为了避免制造和使用上的混乱，国家标准规定对单相双绕组电力变压器只有0 联结组别一种。对三相双绕组电力变压器规定只有 Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0 和 Yy0 五种。标准组别的应用Yyn0 组别的三相电力变压器用于三相四线制配电系统中，供电给动力和照明的混合负载；3Yd11 组别的三相电力变压器用于低压高于 0.4kV 的线路中；YNd11 组别的三相电力变压器用于 110kV 以上
16、的中性点需接地的高压线路中；YNy0 组别的三相电力变压器用于原边需接地的系统中；Yy0 组别的三相电力变压器用于供电给三相动力负载的线路中。在变压器的联接组别中“Yn”表示一次侧为星形带中性线的接线，Y 表示星形，n 表示带中性线；“d”表示二次侧为三角形接线。“11”表示变压器二次侧的线电压 Uab 滞后一次侧线电压 UAB330度（或超前 30 度）。变压器的联接组别的表示方法是：大写字母表示一次侧（或原边）的接线方式，小写字母表示二次侧（或副边）的接线方式。Y（或 y）为星形接线，D（或 d）为三角形接线。数字采用时钟表示法，用来表示一、二次侧线电压的相位关系，一次侧线电压相量作为分针
17、，固定指在时钟 12 点的位置，二次侧的线电压相量作为时针。“Yn，d11”，其中 11 就是表示：当一次侧线电压相量作为分针指在时钟 12 点的位置时，二次侧的线电压相量在时钟的 11 点位置。也就是，二次侧的线电压 Uab 滞后一次侧线电压 UAB330 度（或超前 30 度）。变压器接线方式有 4 种基本连接形式：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我国只采用“Y，y”和“Y，d”。由于 Y 连接时还有带中性线和不带中性线两种，不带中性线则不增加任何符号表示，带中性线则在字母 Y 后面加字母 n 表示。三相变压器在电力系统和三相可控整流的触发电路中，都会碰到变压器的极性和联接
18、组别的接线问题。变压器绕组的联接组，是由变压器原、次边三相绕组联接方式不同，使得原、次边之间各个对应线电压的相位关系有所不同，来划分联接组别。通常是采用线电压矢量图对三相变压器的各种联接组别进行接线和识别，对初学者和现场操作者不易掌握。而利用相电压矢量图来对三相变压器各种联接组别进行接线和识别，此种方法具有易学懂、易记牢，在实用中即简便又可靠的特点，特别是对 Y/和/Y 的联接组，更显示出它的优越性。下面以实例来说明用相电压矢量图对三相变压器的联接组别的接线和识别的方法。1）用相电压矢量图画出 Y/接法的接线图首先画出原边三相相电压矢量 A、B、C，以原边 A 相相电压为基准，顺时针旋转到所要
19、求的联接组。Y/-11 的联接组别，顺时针旋转了 330后再画出次边 a 相的相电压矢量，此 a 相相电压矢量在原边 A 相与 B 相反方向-B 的合成矢量上，由于原次边三相绕组 A、B、C 和 a、b、c 相对应，我们把次边 a 相绕组的头连接次边 b 相绕组尾，作为次边 a 相的输出线，由此在三角形接法中，只要确定了次边 a 相的连结，其他两相的头尾连接顺序和引出线就不会弄错。因此根据原次边相电压矢量便可画出 Y/-11 组接线图。2）用相电压矢量图来识别 Y/接法的联接组别Y/接法的联接组别，首先画出原边相电压矢量 A、B、C，可以看出，次边 a 相绕组的尾连接C 相绕组的头作为次边 a
20、 相的输出线，由于次边 a 与原边 A 同相位，我们把次边 a 相相电压矢量画在原边相电压 C 和-A 的中间，以原边 A 相为基准，顺时针旋转次边 a 相，它们之间的夹角为 210，由此这个接线图是 Y/-7 组。3）用相电压矢量图画出/Y 接法的接线图首先画出次边 a、b、c 三相相电压矢量图，以次边 a 相相电压矢量为基准，逆时针旋转到所要求联接组，再根据此矢量图画出该组别的接线图。先画出/Y-5 组的矢量图，再逆时针旋转 150，画出原边 A 相相电压矢量，此 A 相相电压矢量上，因此根据此矢量图便可画出/Y-5 组的接线图可知，次边 a、b、c 三个头作为 a、b、c 三相的输出端，
21、原边 A 的尾 C 的头，B 的尾接 A 的头，C 的尾接 B 的头分别作为 A、B、C 三相的输出端。4）用相电压矢量图，识别/Y 接法的联接组别4首先画出以次边 a、b、c 三相电压为基准的矢量图，再根据原边绕组的接法，只要将 A 相画在次边矢量上，以原边 A 相顺时针旋转到次边 a 相之间的夹角是多少，就知道该/Y 的接线图它属于第几组。识别图中/Y 的接线图它属于几组，根据上面的方法，画出次边 a、b、c 三相相电压矢量图，从接线图中可以看出原边 A 相绕组的头连接 B 相绕组的尾作为原边 A 相引出线，因此我们把原边相电压矢量 A 画到次边矢量 a 和-b 中间，而次边 C 相绕组的
22、头作为次边 a 相输出，因此我们把次边矢量 C 当成是矢量 a 调相来使用，然后以原边 A 相顺时旋转到次边 a 相，它们的夹角为 270，因此这个接线图为/Y-9 联接组。由此可见，用相电压矢量图来对三相变压器各种联接组别进行接线和识别的方法简单易学，却在现场实践过程中具有很高的实用价值。四、浅析配电变压器的联结组别四、浅析配电变压器的联结组别变压器连接组别似乎仍存在某些问题，本文仅从国家设计规范的角度，浅析为什么配电变压器宜选用联结组别的问题。在解放前，我国配电变压器采用的联结组别基本上是系统，大陆解放后，学习苏联，引进苏联的技术和设备，因而沿用了原苏联的配电系统及其的联结组别。直到改革开
23、放后，欧美日发达国家的技术及设备纷纷涌人中闰大陆，国际上普遍采用的也逐渐成为配电变压器的联结方式的主流：然而，几十年来的习惯势力 仍然很大：设计院设计的图例符号常采用“”；国家相关标准及制造厂样本上之配电变压器联结组别也多表述为“或”（把“”置于前列位置），使得配电变压器的联结组别仍有不少写成（实际上井非工程设计所要求。首先，看看国家有关的设计规范。国标供配电系统设计规范第六章低压配电中第条明确阐述：“在及”系统接地型式的低压电网中，宜选用结线组别的三相变压器作为配电变压器。”为什么配电变压器宜选用联结呢？在编写该设计规范时，主编院（原机械部二院）已作了该规范的“条文说明”。在此结合笔者的浅识
24、，作简要的分析。）有利于抑制高次谐波电流对结线的二相变压器，原边星形连接而无中线，故三次谐波电流不能流通。原边激磁电流波形为正弦波时，则铁芯中磁通为平顶波，副边感应电势波形所含高次谐波分量大；激磁电流中以三次谐波为主的高次谐波电流在原边接成三角形条件下，可在原边形成环流，与原边接成星形相比，有利于抑制高次谐波电流，在当前电网中接用电力电子元件、气体放电灯等日益广泛、其功率越来越大的情况下，会使得电流波形畸变。即使三相负荷平衡，中性线中也流过以三次谐波为主的高次谐波电流，配电变压器的原边（常为侧）采用三角形结线就抑制了此类高次谐波电流，这样就能保证供电波形的质量。）有利于单相接地短路故障的切除原
25、边（高压）接成三角形（接），绕组内可通过零序循环电流（感应产生），因而可与低压绕组零序电流互相平衡、去磁，因此，副边（低压侧）零序阻抗很小；若原边（高压侧）星接（接），绕组不能流过零序电流，低压侧激磁时，其零序电流在变压器铁芯中产生零序磁通，但其磁路不能在铁芯内形成闭合，要走铁芯外面的空气，其磁阻很大，变压器的零序阻抗较大。若发生单相短路，其短路电流值就会相对地减小，致使在很多情况下，其单相接地短路电流几乎不能使低压断路器快速动作或使熔断器迅速熔断。通常，在相同的条件下，结线的变压器配电系统的单相短路电流为结线时的倍以上。因此，结线有利于单相接地短路故障的切除。当低压回路采用低压断路时，可考虑
26、由三相过电流保护兼单相接地保护，而不必单独设置单相接地保护。5）肩岂充分利用变压器的设备能力对于配电变压器，照明、空调、电炊、电热等餐厨家电伏单相负荷往往占很大比重。尽管在工程设计及安装时，尽可能将各个单相负荷均匀分布在三相上，而由于运行时的情况千变万化，有时可能出现三相严重不平衡现象。三相负荷不平衡、每相功率因数相差较大、变压器处于不对称运行状态，副边中性线就有电流通过。上述规范中第条明确规定：“在和系统接地型式的低压电网中，当选用结线组别的三相变压器时，其由单相不平衡负荷引起的中性线电流不得超过低压绕组额定电流的，且其一相的电流在满载时不得超过额定电流值。”这一规定十分明确地限制了结线时接用单相负荷的容量，从而限制了结线配电变压器的使用此时，变压器设备能力不能充分利用。而11 结线方式的变压器，对中性线电流没有限制，可达变压器低压侧之线（相）电流，从而能充分利用变压器的容量、发挥其设备能力，尤其适宜以单相负荷为主而出现三相不平衡的配电变压器。日前，国内大部分变压器生产厂所生产的配电变压器（无论是油变和干变）已同国际市场接轨，多采用11 联结组别。只是对未改造好的老系统、在更换变压器时，个别的仍可采用0联结组别。6