由劇場用電特點談變壓器的聯(lián)結(jié)組別

常世昌

（山西省藝術(shù)科技研究所，山西 太原 030001）

由劇場用電特點談變壓器的聯(lián)結(jié)組別

常世昌

（山西省藝術(shù)科技研究所，山西 太原 030001）

結(jié)合劇場用電特點，介紹電力變壓器繞組聯(lián)結(jié)組別的表示方法，各種聯(lián)結(jié)組別的特點，闡述對JGJ57-2000《劇場建筑設(shè)計規(guī)范》推薦的電源變壓器接線方式的正確理解。

劇場；變壓器；聯(lián)結(jié)組別

1 前言

劇場等娛樂場所的舞臺照明設(shè)施中，普遍采用可控硅元件對電路快速切換，以達(dá)到各種燈光閃爍，在舞臺上呈現(xiàn)色彩斑斕的藝術(shù)效果。

由于這種藝術(shù)照明的燈光常常隨著節(jié)目情節(jié)內(nèi)容的變化和音樂曲調(diào)節(jié)奏的變化而變化，從技術(shù)的角度來分析，很難找到其變化的規(guī)律。顯然，這樣毫無規(guī)律隨時變化的負(fù)載分接在三相電源上，要保持三相負(fù)載的平衡是不可能的。

同時，由于可控硅毫無規(guī)律隨時變化地對大功率負(fù)載的切換，還會產(chǎn)生大量的高次諧波。這些高次諧波不單會干擾劇場的擴(kuò)聲系統(tǒng)，注入電網(wǎng)的高次諧波還會干擾自動化設(shè)備的運行程序，會影響測量和計量儀器的指示和計量以及繼電保護(hù)和自動裝置的工作和可靠性……從而影響供電系統(tǒng)的安全運行。

為了適應(yīng)劇場這種特殊的負(fù)載，必須正確地選用電力變壓器。

2 聯(lián)結(jié)組別的種類

常見的電力變壓器繞組有2種接法，即三角形接線和星形接線。國家標(biāo)準(zhǔn)GB1094.1-1996《電力變壓器 第1部分 總則》中規(guī)定了變壓器繞組聯(lián)結(jié)組別的表示方法。這種表示法在變壓器的聯(lián)接組別中D（或d）表示為三角形接線，Y（或y）為星形接線，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。各類型變壓器均按高、低壓繞組的順序書寫。由于Y連接時還有帶中性線和不帶中性線2種方式，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（或n）表示，n表示中性點有引出線；這樣，變壓器2個繞組組合起來就形成了4種接線組別：Yyn（YNyn）、Dy（Dyn）、Yd（YNd）和Dd。由于民用三相四線制供電的需要，民用配電變壓器就只能采用“Dyn”和“Yyn（YNyn）”2種接線組別。

建國前，我國配電變壓器采用的聯(lián)結(jié)組別基本上是Dyn系統(tǒng)；建國后，大量引進(jìn)了前蘇聯(lián)的技術(shù)和設(shè)備，因而，沿用了前蘇聯(lián)的配電系統(tǒng)及其Yyn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)備紛紛涌人我國，國際上普遍采用的Dyn也逐漸成為國內(nèi)配電變壓器的聯(lián)結(jié)方式的主流。Yyn的聯(lián)結(jié)組別的變壓器成本較低，適用于農(nóng)村及中小企業(yè)三相負(fù)載基本平衡的場所。

與Yyn聯(lián)結(jié)組別的變壓器相比，Dyn聯(lián)結(jié)組別的變壓器不僅能較好地適應(yīng)三相不平衡負(fù)荷，而且它的二次側(cè)零序阻抗很小，可使低壓側(cè)保護(hù)裝置快速動作，有利于單相接地短路故障的切除。特別是它一次側(cè)繞組的Δ接線方式可使高次諧波激磁電流形成環(huán)流，有利于抑制高次諧波電流。因此，Dyn聯(lián)結(jié)組別的變壓器特別適用于劇場、體育場等文藝演出場所。

三相變壓器的接線方式除常見的星形Y、三角形D，還有一種Z形接線方式（如Yzn）。Z形接線方式有利于防止過電壓和雷擊造成的損害，多用于接地變壓器。

3 聯(lián)結(jié)組別的選擇

由于變壓器繞組接線時繞組之間“始端”、“末端”連接的區(qū)別，以及一、二次側(cè)相序?qū)?yīng)的變化，都會影響變壓器一、二次側(cè)對應(yīng)的線電壓之間的相位差。這樣，變壓器4種接線組別接線時通過繞組之間“始端”、“末端”連接的變化和相序?qū)?yīng)的變化，組合起來就使得一、二次側(cè)對應(yīng)的線電壓之間共產(chǎn)生了12種不同的相位差，這12種相位差互相之間正好是30°；與時鐘面上小時數(shù)之間的角度一樣，每一小時，時針移動正好是30°。因此，用時鐘表示法來標(biāo)明高低壓側(cè)的向量關(guān)系非常形象、方便。其方法是，把一次側(cè)線電壓向量作為參考基準(zhǔn)，將其用時鐘0點（12點）表示，二次側(cè)對應(yīng)的線電壓向量變化的角度值從時鐘的0點起順時針轉(zhuǎn)動，看時針指在幾點上，就以該點作為該接線組別的組號。

所以，雙繞組電力變壓器的接線組別共被分為12種，其中6種為單數(shù)組，6種為雙數(shù)組，凡是一次側(cè)線圈與二次側(cè)線圈接線不一致的都為單數(shù)組，如Dy、Yd，包括：Dy-1、3、5、7、9、11；凡是一次側(cè)線圈與二次側(cè)線圈接線一致的，如Yy、Dd都屬于雙數(shù)組，包括：Yy-2、4、6、8、10、12。

為了避免制造和使用上的混亂，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6451-2008 《油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》和GB1094.11-2007《電力變壓器第11部分：干式變壓器》建議變壓器的聯(lián)結(jié)組別為 Dyn11、Yyn0、Yzn11、Dyn5。

目前，我國的D形對y形接線，常選用11點接線，即Dyn11，Y形對y形接線，常選用0點（12點）接線，即Yyn。由于變壓器采用Dyn聯(lián)結(jié)組別具有上述優(yōu)點，現(xiàn)在國際上大多數(shù)國家的配電變壓器均采用Dyn11聯(lián)結(jié)，國家規(guī)范JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》也推薦采用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器用作配電變壓器。

4 結(jié)論

JGJ57-2000《劇場建筑設(shè)計規(guī)范》推薦“電源變壓器宜采用接線方式為Δ/Y0的變壓器”。這里的“Δ/Y0”采用了舊的表示法，并且，這里沒有指出一、二次側(cè)之間的相位差，因此，非常容易讓人產(chǎn)生誤解，曾有設(shè)計人員將JGJ57-2000推薦的變壓器理解為Dy0或Dyn0，并且在網(wǎng)絡(luò)上還有不負(fù)責(zé)任的供貨商聲稱，可提供Dyn0的變壓器……這對劇場建設(shè)中變壓器的選型工作造成了一定影響。

變壓器接線方式舊的表示法中的“0”僅代表引出中性線“n”，不可以把“0”理解為相位差，從技術(shù)角度分析，變壓器的一、二次側(cè)分別采用三角形接線和星形接線時，一、二次側(cè)之間也不可能出現(xiàn)0°的相位差。

把舊的表示法改寫為新表示法后，其中的“Δ”和“0”分別是 “D”和“n”，即JGJ57-2000推薦“電源變壓器宜采用接線方式為‘Dyn’的變壓器”。

變壓器接線組別的完整寫法還應(yīng)包含一、二次側(cè)之間的相位差，結(jié)合上述國標(biāo)的規(guī)定可以判定：JGJ57-2000推薦的電源變壓器接線方式為Dyn11。

（編輯 潘 浪）

Talk on Notations for Connected Groups of Transformer Combined with Electrical Characteristics in Theatre

CHANG Shi-chang

(Institution of Art and Science Technology of Shanxi Province, Taiyuan Shanxi 030001, China)

Combined with electrical characteristics in theatre, notations for connected groups of power transformer winding were expounded along with their different properties and proper understanding of power transformer presented by JGJ57-2000 "Theatre Design Specif i cations".

theatre; transformer; group of winding

10.3969/j.issn.1674-8239.2011.03.008