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天晟電氣常見的變壓器繞組的2種接法

2024-11-13

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天晟電氣常見的變壓器有二種接法繞組，即“三角形接線”和“星形接線”；在變壓器的聯(lián)接組別中“D表示為三角形接線，“Yn”表示為星形帶中性線的接線，Y表示星形，n表示帶中性線；“11”表示變壓器二次側的線電壓Uab滯后一次側線電壓UAB330度（或超前30度）。
 

一、變壓器的聯(lián)接組別的表示方法

1

Y，D

變壓器的聯(lián)接組別的表示方法是：大寫字母表示一次側（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側（或副邊）的接線方式。
 
Y（或y）為星形接線，D（或d）為三角形接線。
 
數(shù)字采用時鐘表示法，用來表示一、二次側線電壓的相位關系，一次側線電壓相量作為分針，固定指在時鐘12點的位置，二次側的線電壓相量作為時針。

2

Yn，d11

“Yn，d11”，其中11就是表示：當一次側線電壓相量作為分針指在時鐘12點的位置時，二次側的線電壓相量在時鐘的11點位置。也就是，二次側的線電壓Uab滯后一次側線電壓UAB330度（或超前30度）。

3

4種接線組別

變壓器二個繞組組合起來就形成了4種接線組別：
“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。
 
我國只采用“Y，y”和“Y，d”。由于Y連接時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Y后面加字母n表示。n表示中性點有引出線。Yn0接線組別，UAB與uab相重合，時、分針都指在12上。“12”在新的接線組別中，就以“0”表示。

 

 

二、變壓器接線組別

1

電流A，a

變壓器的極性標注采用減極性標注。減極性標注是將同一鐵心柱上的兩個繞組在某個瞬間相對高電位點或相對低電位點稱為同極性，標以同名端“A”、“a”或“•”．采用減極性標注后，當電流從原繞組“A”流入，副繞組電流則由“a”流出。變壓器的接線組別是三相權繞組變壓器原，副邊對應的線電壓之間的相位關系，采用時鐘表示法。分針代表原邊線電壓相量，并且將分外固定指向12上，時針代表對應的副邊線電壓相量，指向幾點即為幾點鐘接線。

2

一二次線圈Y，y

變壓器空載運行中，Yyn0接線組別高壓側為“Y”接線，激磁電流為正弦波。由于變壓器磁化曲線的非線性，鐵芯磁通為平頂波，含有三次諧波成分較大，對于三芯柱鐵芯配變，奇次磁通無通路，只有通過空氣隙、箱壁、夾緊螺栓形成通路，這樣就增加了磁滯及渦流損耗；Dyn11接線中，奇次諧波電流可在高壓繞組內(nèi)環(huán)流，這樣鐵芯中的磁通為正弦波，不會產(chǎn)生前者的損耗。同容量的配變空載損耗Dyn11接線比Yyn0接線可減少10%。

3

零序電流

負載運行中，若二次側負載不對稱，各項均有零序電流，其值為中線電流的1/3，零序電流在配變鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，Yyn0接線的配變高壓側沒有零序電流與之去磁，零序磁通在變壓器鐵芯柱中無通路，只能通過空氣隙、箱壁、夾緊螺栓形成回路，產(chǎn)生附加損耗，鑒于此，大容量變壓器不宜采用Yyn0接線，最大容量1800kVA，并規(guī)定Yyn0接線變壓器中性線電流不應超過低壓側額定電流的25%；Dyn11接線中，一次繞組的零序電流可以在繞組內(nèi)環(huán)流，反過來可削弱二次繞組的零序磁通，不致使零序磁通造成配變的過熱，因此中性線電流幾乎可達相線電流值（一般能達到相線電流的80%），規(guī)程規(guī)定Dyn11接線變壓器中性線電流不應超過低壓側額定電流的40%，所以Dyn11接線能使配變?nèi)萘勘M可能得到充分利用，同時也降低了損耗，同容量的配變負載損耗Dyn11接線比Yyn0接線可減少20%。
 
對于供電質量來說，對于Yyn0接線的配變，由于二次零序磁通未被去磁，零序阻抗大，因此零序電壓也較大；而Dyn11接線中由于一次零序磁通的去磁，使鐵芯中合成零序磁通很小。據(jù)實測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，同容量的配變Yyn0接線零序阻抗比Dyn11接線大8～10倍.這樣在同樣的零序電流下，零序電壓前者比后者大8～10倍,從而造成Yyn0接線配變中性點產(chǎn)生較大偏移,相電壓不對稱程度嚴重。

4

單相短路

當?shù)蛪耗妇€處發(fā)生單相短路時,由于Dyn11接線配變零序阻抗小,因此yn11接線要比Yyn0接線單相短路大得多,這樣低壓總開關過流保護的靈敏度也高得多,對于高壓側,由于Dyn11接線低壓單相短路電流對高壓側的穿越電流也大,當高壓側過流繼電保護兼作低壓單相接地保護時,其靈敏度也比Yyn0接線大。盡管Dyn11接線有許多優(yōu)點，但是兩種接線組別的配變在農(nóng)村低壓電力技術規(guī)程（DL/T 499—2001）中規(guī)定都是允許的
 
。

三、主變低壓側為什么要采用三角接法？

1

Y，D

接成三角形是為了消除三次諧波。防止大量諧波向系統(tǒng)輸送，引起電網(wǎng)電壓波形畸變。三次諧波的一個重要特點就是同相位，它在三角形側可以形成環(huán)流，從而有效的削弱諧波向系統(tǒng)輸送，保證供電質量。還有零序電流也可以在三角形接線形成環(huán)流，因為主變高壓側采用中性點直接接地，防止低壓側發(fā)生故障時，零序電流竄入高壓側，使上級電網(wǎng)零序保護誤動作。
 
主變高壓側接星型，是為了降低線路的損耗和減小線路的電流及減少有色金屬和提高中性點接地等。低壓側接三角型是因三角型有三次諧波衰減作用。
 
低廠變高壓側接三角型就是為了防止三次諧波進入低壓側，對用電設備的危害。勵磁變高壓側接成Y型，低壓側接成三角形，原因：高壓側電壓為發(fā)電機出口電壓，勵磁變高壓側繞組接成Y型，相電壓為線電壓的1/√3，變壓器高壓側的繞組可以按照相電壓做，如果高壓側接成三角形，則變壓器高壓側繞組要求按發(fā)電機的線電壓做，成本增加很多；低壓側接成三角形：勵磁變低壓側一般電壓較低，大多不超過1000V，正常運行時，變壓器低壓側勵磁電流很大，接成三角形，相電流為線電流的1/√3，繞組導線截面積要小，加工制作較容易，繞組的制造成本可以降低很多。另外，也給3次諧波構成回路，起到保護發(fā)電機的作用。
 
1、高壓側Y接，相電壓較低，可以降低為提高絕緣而付出的成本；
 
2、低壓側角接，相電流較低，可以降低繞組截面積，降低成本；防三次諧波。
 
在變壓器中都希望原、副邊有一側接成三角形，這是為了有一側可以為三次諧波電流提供回路從而可以保證感應電勢為正弦波，避免產(chǎn)生畸變。而三角形聯(lián)結的繞組在原邊或在副邊所起的作用是一樣的。但是為了節(jié)省絕緣材料，實際上總是高壓側采用星形接法，低壓側采用三角形接法。因為高壓側在一定線電壓下，其相電壓僅為線電壓的1/√3，而絕緣通常按相電壓設計，所以用料較少。就是絕緣層不用包那么厚（否則，圈數(shù)相同的情況下導線長度要增加）。相應的來說鐵芯不必因為繞組體積而做的大一些。并且主系統(tǒng)為大電流接地系統(tǒng)，也只能采用高壓側星形接線方式。
 
對于三相變壓器組的接線方式，若采用星/星接線可引起相電勢的波形嚴重畸變，有可能引起絕緣擊穿。
 
D-D;Y-Y;D-Y;Y-D這四種變壓器用于什么場合有什么不同嗎？
 
另外比如一個Y-Y變壓器下級再接一個D-Y變壓器，那么Y-Y的n線能不能和下級的D-Y變壓器的n線接到一起？好像不對吧，該怎么處理這種情況？
 
Y型因為有中性點可以接地,所以多用于為高壓側提供接地，也就是說：
Y-D 一般做降壓變壓器，
D-Y 一般做升壓變壓器，但是事實上很多配電變壓器（屬于降壓變壓器）也采用D-Y接法，只是接地測變成了低壓側而已。
D-D的好處是在其中一組壞的情況下，可以將這組移去檢修而保持另兩足繼續(xù)工作只是容量變?yōu)樵瓉淼?8%，
Y-Y一般不采用，因為它沒有諧波通路，會使變壓器輸出產(chǎn)生很大的畸變。
 
對于兩級變壓器的問題，比方說你們辦公樓會有一個10/0.4的變壓器供電，它的Y測中性點是接地的，但是你需要將400V或者380V的電壓變換成110V供給你的特殊設備，那么這個小變壓器事實上的n線就是通過上一級的變壓器n線而最終接地的變壓器接法
 
目前變壓器的常用接法有Y(星形）與D（角形）兩種，配電變壓器也有采用Z接法的。

1

Y接法的優(yōu)點

對高壓繞組而言最經(jīng)濟;
可有中點可以利用；
允許直接接地或通過阻抗接地；
允許降低中點的絕緣水平(即分級絕緣)；
可在每相中點處設分接頭，分接開關也可位于中點處；
允許接單相負載，中點可載流。

2

D接法的優(yōu)點

對大電流低壓繞組而言最經(jīng)濟；
與Y接繞組配合使用時可以降低零序阻抗值。

3

Z接法的優(yōu)點

允許中點載流的負載且有較低的零序阻抗；
可用作接地變壓器的接法形成人工中點；
可降低系統(tǒng)中電壓不平衡(系統(tǒng)中三相負載不平衡時)；
可作多雷地區(qū)使用配電變壓器的一種接法。
 
以上是單一接法的優(yōu)點，一般變壓器至少有兩個繞組，因此變壓器有幾種接法的組合。

1

YNyn和OYN（YN自耦接法）

零序電流會在繞組間轉換，即高壓與低壓繞組都有零序電流，且能安匝平衡以達到變壓器有低的零序阻抗，對系統(tǒng)變壓器而言，必須有D接平衡繞組與此接法一并采用。

2

YNy和Yyn

有中點引出的繞組中有零序電流，但在另一無中點引出的繞組無此電流，故零序電流不能安匝平衡，故對鐵心而言，有一個激磁零序電流，它受零序激磁阻抗控制，根據(jù)磁路的設計，這一零序激磁阻抗可以較大(如三相三柱鐵心)或特別大(如三相五柱鐵心、三相殼式鐵心)。相對地電壓的對稱會受到影響，中點會偏移，因此，這種接法不能用于三相五柱鐵心、單相組成的三相組或三相殼式鐵心(見下面說明)。

3

YNd，Dyn，YNyd或YNy+d

+d表示此繞組僅作平衡繞組用而不接負載。d表示此繞組既作平衡繞組又可接負載。
 
在有中點引出的繞組中有零序電流時，在角接繞組有補償此電流的循環(huán)電流。零序阻抗是很低的，約等于繞組間正序短路阻抗。

4

Yzn或ZNy

在曲折接法繞組中的零序電流會在每個鐵心柱上兩個線圈中作安匝平衡，且有低的零序阻抗值。不同接法的組合能否采用與鐵心結構有關，常用的鐵心有：單相鐵心、三相三柱、三相五柱、三相殼式、三相七柱殼式等。
 
對單相鐵心組成的三相組變壓器、三相五柱與各種殼式鐵心三相變壓器都不能采用Yyn、YNyn接法。 三相三柱鐵心變壓器可以采用Yyn、YNyn接法。正序和負序磁通分量在鐵心中可成回絡，而零序磁通從軛到軛通過外部空間形成回絡，磁阻很高。當電壓中有零序分量時，就有較高激磁電流(因零序激磁阻抗較小，但阻抗是非線性的，與零序電壓分量有關)。
 
在單相鐵心組成的三相組變壓器、三相五柱與各種殼式鐵心變壓器中零序磁通可在低磁阻的旁軛中通過，相當于正序電壓有相當高的激磁阻抗。零序磁通不能在旁軛中飽和。飽和后，電感下降，導致有尖頂畸變電流。對這些鐵心，變壓器中應有一D接繞組。
 
三相電壓的變換可以用三只單相變壓器或如圖所示的三相變壓器來完成.三相變壓器的工作原理和單相變壓器是相同的.
 

在三相變壓器中,每一芯柱均繞有原繞組和副繞組,相當于一只單相變壓器.三相變壓器高壓繞組的始端常用A,B,C,末端用X,Y,Z來表示。低壓繞組則用a,b,c和x,y,z來表示.高低壓繞組分別可以接成星形或三角行.在低壓繞組輸出為低電壓,大電流的三相變壓器中(例如電鍍變壓器),為了減少低壓繞組的導線面積,低壓繞組亦有采用六相星行或六相反星行接法。

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